水文地質(zhì)物探在煤礦探放水工作中的應(yīng)用

贠國(guó)棟

摘要：近年來(lái)，我國(guó)的煤礦事業(yè)得到了一定的發(fā)展。而在煤礦開(kāi)采的初期，需要我們能夠做好勘測(cè)工作。目前，鉆孔是我們勘測(cè)的主要方式，但是對(duì)于這種方式來(lái)說(shuō)，不僅具有較高的應(yīng)用成本，而且非?？赡芤虼硕霈F(xiàn)突水通道。與此同時(shí)，突水也是煤礦實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的一項(xiàng)安全隱患，需要我們能夠做好其預(yù)測(cè)與預(yù)防工作。在本文中，將就水文地質(zhì)物探在煤礦探放水工作中的應(yīng)用進(jìn)行一定的研究與分析。

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)物探 煤礦探放水 應(yīng)用

1 概述

含水量調(diào)查以及突水問(wèn)題是我們煤礦開(kāi)采過(guò)程中非常重要的工作，一般來(lái)說(shuō)，需要施工隊(duì)伍能夠?qū)碌乃馁Y料以及地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行全面的勘察，以此保證后續(xù)施工中不會(huì)存在安全隱患。其中，綜合物探法是我們開(kāi)展該項(xiàng)工作的一項(xiàng)有效方式，具有著準(zhǔn)確、快速的勘測(cè)效果，在我國(guó)目前的煤礦開(kāi)采中得到了較為廣泛的應(yīng)用。

2 綜合物探法

2.1 三維地震勘探

對(duì)于該種勘測(cè)方來(lái)說(shuō)，其通過(guò)人工地震波的發(fā)射對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行勘探。當(dāng)?shù)卣鸩òl(fā)射出之后，不同地質(zhì)情況則會(huì)具有其所特有的波阻抗界面，并使地震儀器能夠及時(shí)地接受到該種人工地震波，并在界面中顯示出不同數(shù)值，以此幫助我們能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況具有著更為充分、全面的了解。

2.2 瞬變電磁法

這種方式對(duì)于礦區(qū)所具有的含水量具有著非常好的探測(cè)效果。其通過(guò)目標(biāo)體同圍巖之間所具有的電性差異幫助我們對(duì)目標(biāo)體位置進(jìn)行判斷。在勘測(cè)時(shí)，如果巖石具有著較高的含水量，就會(huì)使目標(biāo)體同圍巖之間會(huì)產(chǎn)生較大的電性差異。同時(shí)，瞬變電磁法在應(yīng)用時(shí)往往不接地線，或者在接地之后向地底發(fā)送脈沖場(chǎng)。在這個(gè)過(guò)程中，利用回線或者電偶極接受由一次脈沖電波激勵(lì)產(chǎn)生渦流的非穩(wěn)定電場(chǎng)。通過(guò)這種方式，則能夠在避免噪聲干擾的同時(shí)獲得更好的勘測(cè)效果。

3 物探技術(shù)在煤礦勘探的應(yīng)用

3.1 采礦區(qū)構(gòu)造機(jī)理分析

在對(duì)開(kāi)采地質(zhì)進(jìn)行確定時(shí)，首先要先對(duì)礦層的地質(zhì)要求開(kāi)展一定的勘測(cè)，以此避免在后續(xù)施工過(guò)程中出現(xiàn)突水事故的發(fā)生。通常來(lái)說(shuō)，我們會(huì)通過(guò)三維地震勘測(cè)法對(duì)煤層埋深以及地質(zhì)構(gòu)造情況進(jìn)行勘測(cè)。

在勘測(cè)工作開(kāi)始前，我們還需要能夠?qū)ΦV層的地貌以及地形進(jìn)行一定的分析，并對(duì)環(huán)境周圍所具有的河流水系以及煤層露頭情況進(jìn)行充分的了解，以此幫助我們?yōu)楹罄m(xù)數(shù)據(jù)的分析工作打好基礎(chǔ)。而在對(duì)情況具有初步估測(cè)之外，還需要做好抽水孔的解析工作，以此幫助我們對(duì)砂巖中抽水孔進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上幫助我們能夠?qū)κ┕きh(huán)境水文情況進(jìn)行充分的了解。

而當(dāng)我們對(duì)地質(zhì)數(shù)據(jù)以及水文資料進(jìn)行掌握之后，則可以通過(guò)三維地震勘測(cè)法對(duì)礦區(qū)頂板砂巖的含水深度值、含水厚度值以及水的分布范圍進(jìn)行細(xì)致的勘測(cè)與計(jì)量。并在此基礎(chǔ)上對(duì)煤層構(gòu)造的變化情況以及埋深情況進(jìn)行進(jìn)一步的探測(cè)，以此保證后續(xù)采煤工作的高效、順利開(kāi)展。

3.2 采空區(qū)特征分析

在煤層采空區(qū)中，由于其上方巖層不具有支撐力，就很可能在其上部重力的影響出現(xiàn)變形以及塌陷等情況，進(jìn)而造成了巖層受壓破碎以及縫隙情況的出現(xiàn)。當(dāng)巖層出現(xiàn)了這種情況之后，就很可能使含有電解質(zhì)的地下水通過(guò)這部分破碎以及縫隙區(qū)域進(jìn)入到采空區(qū)，并在一定時(shí)間之后使周圍巖層會(huì)在電解的作用下產(chǎn)生鈣離子以及鐵離子。此時(shí)，出現(xiàn)充水情況的采空區(qū)則會(huì)具有著低阻高極化率特征。而由于圍巖在平時(shí)沒(méi)有充水的狀態(tài)時(shí)具有著低極化率、高電阻率的特征，且當(dāng)圍巖受到壓力時(shí)才會(huì)使電阻率得到提升。根據(jù)此種特征，我們則可以根據(jù)圍巖不同情況下電性特征所存在的差異通過(guò)瞬變電磁法的應(yīng)用對(duì)采空區(qū)邊界位置以及采空區(qū)所具有的含水量進(jìn)行定位。

3.3 采空區(qū)探測(cè)數(shù)據(jù)分析

通常來(lái)說(shuō)，我們可以使用充電法對(duì)采空區(qū)進(jìn)行普查，以此幫助我們對(duì)采空區(qū)所具有的范圍以及具體塌陷邊界進(jìn)行一定的估測(cè)。同時(shí)，這種測(cè)量方式對(duì)采空區(qū)巖石的形態(tài)也能夠具有著較好的分析效果。而在對(duì)充電法進(jìn)行應(yīng)用的基礎(chǔ)上對(duì)其開(kāi)展激電查詢，則能夠更好地對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)所具有的準(zhǔn)確性作出保證。

如果測(cè)量區(qū)域采空區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了地面塌陷的情況，且礦井中已經(jīng)充滿了地下水、采空區(qū)邊界也較為清晰，但是卻存在著邊界塌陷的情況，我們則會(huì)在對(duì)礦區(qū)選址時(shí)由于邊界不明確而面臨一定的困難。對(duì)此，就需要我們通過(guò)以下方式對(duì)其進(jìn)行分析。

3.3.1 采空區(qū)電位與梯度分析

為了能夠?qū)Σ煽諈^(qū)的邊界情況以及水深情況進(jìn)行判斷，我們可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集與計(jì)算工作：首先，需要看采空區(qū)上方電位梯度同電位的零值點(diǎn)是否同采空區(qū)中心值保持良好的吻合；其次，需要通過(guò)電位梯度極致以及電位拐點(diǎn)同最大塌陷邊界值溫和的原則對(duì)采空區(qū)邊界進(jìn)行確定，同時(shí)還需要能夠?qū)﹄娢黄脚_(tái)特征點(diǎn)位置的緩變特征進(jìn)行了解與掌握，以此幫助我們能夠?qū)Σ煽諈^(qū)所具有的充水情況進(jìn)行分析；最后，在一定的計(jì)算之后，我們?cè)讷@得特征點(diǎn)極值的基礎(chǔ)上，還需要通過(guò)對(duì)該極值的分析對(duì)采空區(qū)水深情況進(jìn)行分析。一般情況下，通過(guò)這種方式所得到的數(shù)值同實(shí)際數(shù)值之間具有非常大的符合性，所存在的偏差不會(huì)超過(guò)5%。

3.3.2 電測(cè)深擬斷面等值線分析

當(dāng)我們通過(guò)一定方式的測(cè)量與計(jì)算獲得采空區(qū)數(shù)據(jù)之后，則可通過(guò)擬斷面等值線的布置幫助我們能夠?qū)Σ煽諈^(qū)特征進(jìn)行更為直觀的研究與分析。如果在等值線圖中，采空區(qū)視電阻率以一種類似“八”則的形態(tài)進(jìn)行分布，且經(jīng)過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)分析之后判定其所具有的極化率也存在一定的異常情況，那么我們則可以判定該采空區(qū)中已經(jīng)出現(xiàn)了充水的現(xiàn)象。

4 實(shí)際應(yīng)用分析

在礦區(qū)對(duì)兩種方式進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要我們通過(guò)兩種方式的結(jié)合來(lái)幫助我們獲得更為精確的判定結(jié)果。其原因就是在我們對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，由于實(shí)際地質(zhì)條件所存在的差異，就使得我們對(duì)采空區(qū)以及圍巖所具有的不同參數(shù)只能夠進(jìn)行一定的估算，并因此使實(shí)際結(jié)果同我們最終的探測(cè)結(jié)果出現(xiàn)一定的誤差。而另外一種情況就是我們?cè)趯?duì)采空區(qū)面積進(jìn)行計(jì)算時(shí)都會(huì)通過(guò)采空區(qū)以及含水量之間情況的分析而獲得的，但是在實(shí)際勘測(cè)的過(guò)程中，該區(qū)域卻往往具有著較大的補(bǔ)水量以及廣泛的流通性，并因此為我們的實(shí)際勘測(cè)工作帶來(lái)了一定的困難。對(duì)此，我們則可以先以三維地震法對(duì)其范圍進(jìn)行分析，之后再使用瞬變電磁法對(duì)其含水量進(jìn)行確定，以此獲得更為準(zhǔn)確的勘測(cè)結(jié)果。

5 結(jié)束語(yǔ)

在上文中，我們對(duì)水文地質(zhì)物探在煤礦探放水工作中的應(yīng)用進(jìn)行了一定的分析，而在實(shí)際勘測(cè)過(guò)程中，也需要我們?cè)诼?lián)系實(shí)際情況的基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)兩種技術(shù)的良好應(yīng)用來(lái)獲得更好的勘測(cè)結(jié)果。

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