礦井物探技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展展望分析

【摘要】煤礦行業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)了礦井物探技術(shù)的發(fā)展，而且礦井物探技術(shù)是煤礦開采過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)，礦井物探技術(shù)的進(jìn)步將帶動(dòng)煤礦開采的速率，本文將詳述礦井物探技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及探測(cè)方法、礦井物探技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀以及礦井物探技術(shù)發(fā)展前景展望。

【關(guān)鍵詞】礦井物探技術(shù)；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展展望

煤炭是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要能源，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示煤炭在我國(guó)一次性能源消費(fèi)中占據(jù)70%以上，隨著未來(lái)科技的發(fā)展煤炭資源的利用將下降到55%左右。我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)于煤炭的需求量非常大，傳統(tǒng)的人工開采速率已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)今人們的需求，因此現(xiàn)今的煤礦開采大多采用機(jī)械化開采，機(jī)械化開采能夠顯著提高煤礦開采的速率。但是煤礦機(jī)械化開采對(duì)于煤礦的地質(zhì)條件要求較高，即煤礦機(jī)械化開采的適應(yīng)性較差，一旦遇到地質(zhì)問題將會(huì)嚴(yán)重影響煤礦的產(chǎn)量。為了解決煤礦機(jī)械化開采的缺陷就需要進(jìn)行礦井物探，礦井物探技術(shù)能夠更大限度的探測(cè)到礦井內(nèi)的地質(zhì)問題，這樣就可以使得大型煤礦開采機(jī)械避免遇到地質(zhì)問題，從而達(dá)到高效的煤礦生產(chǎn)狀態(tài)。礦井物探技術(shù)還可以更大限度的節(jié)省探測(cè)時(shí)間，使得煤礦開采速率顯著加快，以滿足人們對(duì)于煤炭的需求。

一、礦井物探技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及其探測(cè)方法

礦井物探技術(shù)在煤礦開采過(guò)程中有較多的優(yōu)點(diǎn)，比如可以更大限度的擴(kuò)大探測(cè)范圍、能夠精準(zhǔn)的探測(cè)地質(zhì)情況并節(jié)省煤礦開采所用時(shí)間，下面將詳述礦井物探技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)及方法。

1、礦井物探技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

礦井物探技術(shù)首先能夠最大限度的擴(kuò)大探測(cè)范圍，主要探測(cè)的是煤礦開采中的斷層、煤層形態(tài)及厚度變化、煤層的穩(wěn)定性、災(zāi)害性體質(zhì)構(gòu)造以及帶壓水的實(shí)際位置[1]，這些地質(zhì)問題對(duì)于煤礦開采有著非常重要的作用，尤其是在機(jī)械化開采普及的情況下，地質(zhì)情況就顯得尤為重要。另外礦井物探技術(shù)的探測(cè)精度較準(zhǔn)，傳統(tǒng)的物探技術(shù)根本無(wú)法準(zhǔn)確的探測(cè)到斷層的位置，但是礦井物探技術(shù)能夠利用坑透法對(duì)40厘米以上的小斷層進(jìn)行探測(cè)，這就足以滿足大型煤礦開采機(jī)械的開采工作。礦井物探技術(shù)還可以更大限度的節(jié)省采礦需要的時(shí)間，礦井物探技術(shù)的檢測(cè)并不需要較多的時(shí)間，其檢測(cè)過(guò)程中并沒有實(shí)際接觸煤礦，所以檢測(cè)的時(shí)間很短，使得礦井物探的時(shí)間顯著減少。另外傳統(tǒng)的鉆探在面臨瓦斯構(gòu)造以及高壓水的情況下會(huì)有較大的危險(xiǎn)，但是礦井物探技術(shù)能夠有效的避免類似的危險(xiǎn)。

2、礦井物探的方法

礦井物探技術(shù)主要是利用高科技的物理技術(shù)來(lái)對(duì)煤礦的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行探測(cè)，礦井物探技術(shù)可以分為礦井電磁法、礦井地震法以及其它的物理方法[2]，其中礦井地震法的技術(shù)較多，其包含有高頻地震法、橫向?qū)硬ǚㄒ约皫r體聲波探測(cè)法，這些方法在礦井地質(zhì)探測(cè)的過(guò)程中能夠高效的完成任務(wù)。

二、礦井物探技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

礦井物探技術(shù)在現(xiàn)今的煤礦開采過(guò)程中得到了非常多的應(yīng)用，避免了煤礦開采過(guò)程中的危險(xiǎn)情況，下面將詳述礦井地震法以及礦井電磁法的應(yīng)用現(xiàn)狀。

1、礦井地震法的應(yīng)用現(xiàn)狀

礦井地震法運(yùn)用的時(shí)間較早，其最早使用于1950年左右，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展礦井地震法得到了進(jìn)一步的完善。礦井地震法中的二維地震探測(cè)技術(shù)可以探測(cè)到井下深度100米以內(nèi)落差大于3米的斷層、采空區(qū)以及有色金屬層的厚度[3]。礦井地震法中的地震槽波法起源于德國(guó)，地震槽波法能夠在采礦的工作范圍內(nèi)探測(cè)到礦脈的連續(xù)性，即能夠探測(cè)出脈層的斷層以及陷落柱等異常情況，但是地震槽波法的儀器不易攜帶而且對(duì)地質(zhì)環(huán)境有較高的要求，所以并沒有在礦井物探中得到較多的應(yīng)用。礦井地震法中的瑞利波起源于英國(guó)，瑞利波是一種新型的地震探測(cè)方法，瑞利波主要是利用測(cè)量去傳播頻率來(lái)推算其傳播速度，進(jìn)而可以有效的探測(cè)出金屬層的厚度以及采空區(qū)的情況，瑞利波的探測(cè)精度非常高，其誤差可以控制在5%以內(nèi)，在礦井物探中得到了較多的應(yīng)用。

2、礦井電磁法的應(yīng)用現(xiàn)狀

礦井電磁法中的礦井直流電法起源于我國(guó)，我國(guó)最先利用這種方法來(lái)進(jìn)行水文地質(zhì)的探測(cè)，后來(lái)因?yàn)榈V井直流電法的效果較好，所以就被運(yùn)用到礦井物探中。礦井直流電法的抗干擾能力較強(qiáng)，而且探測(cè)距離達(dá)到200米以上。礦井電磁法中的礦井瞬變電磁法起源于前蘇聯(lián)，礦井瞬變電磁法的定向性比較好，而且對(duì)于水體比較敏感，可以很好的運(yùn)用于礦井的防治水工作中，但是其后方的介質(zhì)影響較為嚴(yán)重[4]。礦井電磁法中的無(wú)線電坑道透視法是利用高頻電磁波來(lái)進(jìn)行探測(cè)的，其原理是利用不同的巖石對(duì)于電磁波吸收能力的不同來(lái)確定有色金屬的，無(wú)線電坑道透視技術(shù)準(zhǔn)確可靠，而且能夠準(zhǔn)確的探測(cè)到有色金屬的厚度，能夠準(zhǔn)確的探測(cè)到直徑大于15米的陷落柱。但是無(wú)線電坑道透視技術(shù)對(duì)于礦井環(huán)境要求較高，在其使用過(guò)程中要斷開電纜線路，因?yàn)殡姶挪ㄔ趥鞑ミ^(guò)程中受到不良導(dǎo)體的影響較大，而且由于礦井的工作面較大，使得電磁波衰減的較快。

三、礦井物探技術(shù)的發(fā)展展望

1、礦井物探的條件

未來(lái)的礦井物探所面臨的條件更加復(fù)雜，針對(duì)這種情況就應(yīng)該減輕礦井物探儀器的重量，并且探測(cè)效果要好、工作效率較高并且能夠防爆，只有這樣才能夠滿足以后日益復(fù)雜的煤炭開采環(huán)境。在礦井物探技術(shù)中需要著重發(fā)展礦井電磁法以及礦井地震法，這兩種方法在進(jìn)行礦井物探的過(guò)程中是十分有效的。

2、礦井物探的研究方向

礦井物探技術(shù)主要是利用煤礦的物理特性來(lái)判斷礦井內(nèi)的地質(zhì)情況，所以在未來(lái)的礦井物探技術(shù)發(fā)展中要積極了解煤礦的物理特性，這樣就可以采取相應(yīng)的技術(shù)來(lái)進(jìn)行礦井的探測(cè)，礦井物探技術(shù)一定要具備較好的實(shí)用性，即所研發(fā)的礦井物探技術(shù)的操作要簡(jiǎn)單，而且準(zhǔn)確度較高。

3、礦井物探儀器的研究方向

礦井物探儀器的研發(fā)要結(jié)合煤礦開采的實(shí)際過(guò)程，礦井物探儀器不僅要具備較好的探測(cè)性能，而且還要具備輕便防爆的性能。探測(cè)性能包括儀器對(duì)煤礦的探測(cè)能力、有色金屬的分辨能力以及較遠(yuǎn)的探測(cè)距離[5]，因?yàn)殡S著煤礦的大量開采，礦井的地質(zhì)條件發(fā)生了較大的變化，那么就只有不斷的提高物探儀器的效果。

4、礦井物探方法的研究

礦井物探是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，單一的技術(shù)并不能有效的進(jìn)行煤礦開采，而且在地質(zhì)復(fù)雜的情況下探測(cè)難度則更大，所以礦井物探技術(shù)要結(jié)合多種參數(shù)以及方法，將多種方法融合起來(lái)就會(huì)使得礦井物探技術(shù)得到更大的提高。

礦井物探技術(shù)對(duì)于我國(guó)現(xiàn)代化的機(jī)械化開采有著非常重要的保障，只有不斷的創(chuàng)新礦井物探技術(shù)才能使我國(guó)的煤礦開采得到更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]石向晨，溫海波.淺談礦井物探技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展展望[J].河南科技，2013-01-05

[2]馮曉君.礦井物探技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012-05-01

[3]程建遠(yuǎn)，石顯新.中國(guó)煤炭物探技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2013-08-15

[4]李培根.礦井物探技術(shù)在采掘安全保障系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息，2012-04-01

[5]吳有信，王琦.煤礦井下采區(qū)地震勘探技術(shù)現(xiàn)狀與思考[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2010年