淺析安全生產(chǎn)中煤礦地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

摘 要：煤炭資源是當(dāng)前中國(guó)的主體資源，對(duì)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有舉足輕重的作用。隨著煤炭資源的不斷開(kāi)采，開(kāi)采難度不斷增加，煤礦安全生產(chǎn)日益引起人們的重視。地質(zhì)探測(cè)技術(shù)的發(fā)展與完善，保障了煤礦安全生產(chǎn)。對(duì)常見(jiàn)的地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)進(jìn)行概述，就瞬變電磁法與無(wú)線電波技術(shù)等典型地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)原理與應(yīng)用進(jìn)行探討，并闡述了煤礦安全生產(chǎn)中地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)應(yīng)用的意義，為安全生產(chǎn)中地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦；勘測(cè)技術(shù)；安全生產(chǎn)

引言

煤炭是當(dāng)前中國(guó)發(fā)展的主體能源，對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有舉足輕重的作用。然而，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)資源的需求越來(lái)越大，同時(shí)，經(jīng)過(guò)不斷的開(kāi)采，煤炭資源的開(kāi)采不斷的從淺向深，由于開(kāi)采深度的增加，無(wú)疑極大的增加了煤炭的開(kāi)采難度，煤炭開(kāi)采的工藝越來(lái)越復(fù)雜，這其中受到地質(zhì)因素的影響不斷增強(qiáng)。對(duì)于煤礦企業(yè)而言，煤炭開(kāi)采過(guò)程中由于受到上部采空區(qū)積水、中粗砂巖含水區(qū)、斷層、下部承壓水、陷落柱、褶曲等地質(zhì)因素的影響，極大的增加了煤炭開(kāi)采的安全預(yù)防、生產(chǎn)工藝以及安全設(shè)施投入等方面的成本。另外，煤炭企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，還會(huì)受到礦壓、地溫、瓦斯、底板突水等因素對(duì)礦井安全生產(chǎn)的影響?；诖耍旱V地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)中安全生產(chǎn)的研究具有非常重要的意義。

1 常見(jiàn)的地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)概述

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)內(nèi)地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)逐漸發(fā)展與完善。當(dāng)前，我國(guó)大部分煤礦使用的典型地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)主要包括幾種：

（1）三維地震勘探技術(shù)：該技術(shù)在地面勘探中應(yīng)用比較多，能夠?qū)γ簩又谐^(guò)5m的斷層以及直徑超過(guò)15m的采空區(qū)、陷落柱以及包裹體進(jìn)行勘察。

（2）礦井直流電法與瞬變電磁法：該技術(shù)在煤礦井下巷道掘進(jìn)時(shí)應(yīng)用比較多，主要應(yīng)用于對(duì)煤層頂?shù)装迩胺降暮詷?gòu)造以及水體進(jìn)行勘察。

（3）槽波地震勘探法：該技術(shù)通常被應(yīng)用在勘探煤礦井下的工作面的構(gòu)造，能夠?qū)ぷ髅鎯?nèi)落差超過(guò)煤層厚度一半的斷層進(jìn)行勘察。

（4）煤礦無(wú)線電波透視技術(shù)：該技術(shù)主要應(yīng)用在工作面，對(duì)工作面內(nèi)的地質(zhì)異常體進(jìn)行勘測(cè)。

（5）化學(xué)勘測(cè)技術(shù)：煤礦地質(zhì)勘測(cè)過(guò)程中，通常利用化學(xué)試驗(yàn)的方法對(duì)煤礦含水體的性質(zhì)進(jìn)行分析。

（6）礦井地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)：通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)能夠?qū)ぷ髅鎯?nèi)的地質(zhì)存在的異常體進(jìn)行勘測(cè)，其不足之處在于探測(cè)距離比較小。

（7）室內(nèi)測(cè)試技術(shù)：煤礦地質(zhì)勘測(cè)中的室內(nèi)測(cè)試主要包括了抗壓、抗拉等物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)、成分化驗(yàn)、巖石性質(zhì)檢定等，利用煤樣、巖樣對(duì)構(gòu)造破碎度進(jìn)行測(cè)定。

（8）鉆探技術(shù)：煤礦進(jìn)行地質(zhì)勘探以及勘測(cè)煤礦井下最直接的方法就是鉆探技術(shù)，鉆探技術(shù)手段勘探范圍的影響，通過(guò)多點(diǎn)的勘探，能夠?qū)γ簩诱w的趨勢(shì)進(jìn)行反映，同時(shí)，能夠?qū)γ簩拥臉?gòu)造、賦存產(chǎn)狀等進(jìn)行反映。

2 典型地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)原理與應(yīng)用

2.1 瞬變電磁法原理與應(yīng)用

地質(zhì)勘測(cè)中瞬變電磁法的基礎(chǔ)是地層中巖石不同導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性。基于電磁感應(yīng)，通過(guò)不接地回線或者是接地電源向地下進(jìn)行一次脈沖磁場(chǎng)的發(fā)送，就一次脈沖磁場(chǎng)間隙期間，通過(guò)線圈或者是接地的電極對(duì)二次渦流場(chǎng)進(jìn)行觀測(cè)，同時(shí)對(duì)渦流場(chǎng)空間以及時(shí)間的分布進(jìn)行分析，從而對(duì)地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行研究。瞬變電磁法主要應(yīng)用在空間狹小的條件，特別是在條件復(fù)雜的煤礦井下環(huán)境中，瞬變電磁法的應(yīng)用比較普遍。

瞬變電磁法的主要特征是：

（1）測(cè)量的設(shè)備非常的輕便，其測(cè)量的精度以及工作效率比較高。

（2）由于瞬變電磁法采用小線圈測(cè)量，因此其點(diǎn)距非常密集，通常是2-10m，降低了體積效應(yīng)，從而提高了橫向的分辨率。

（3）在目標(biāo)體附近安裝設(shè)備，從而異常體能夠感應(yīng)到的信號(hào)比較強(qiáng)，無(wú)疑使得其勘測(cè)的靈敏度提高。

（4）由于小線框發(fā)射電磁波，使得電磁波具有明顯的方向性，因此，其探測(cè)區(qū)域的目標(biāo)性更強(qiáng)。

2.2 無(wú)線電波原理與應(yīng)用

無(wú)線電波法進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)的原理是基于電磁波在地下巖層進(jìn)行傳遞過(guò)程中，不同巖礦石不同電性吸收不同電磁波能量，低阻值巖層對(duì)電磁波的吸收作用比較強(qiáng)，從而造成了在巖性變化界面，電磁波出現(xiàn)反射與折射，使得電磁波能量發(fā)生損耗?；诖?，煤礦地質(zhì)條件下，當(dāng)發(fā)射源發(fā)射的電磁波穿越煤層時(shí)遇到斷層、含水裂隙、煤層變薄區(qū)、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造，就會(huì)損耗電磁波能量，從而在接收到的信號(hào)微弱，出現(xiàn)無(wú)線電波勘測(cè)的異常區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)地質(zhì)異常體位置以及范圍的確定。當(dāng)前，瞬變電磁法在井下回采工作面的開(kāi)采前地質(zhì)體的勘測(cè)中具有非常廣泛的應(yīng)用。

3 煤礦安全生產(chǎn)中地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)的意義

在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)具有非常重要的意義。基于地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用的領(lǐng)域，煤礦生產(chǎn)中地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)應(yīng)用的意義主要表現(xiàn)為：

第一，利用三維地震法能夠?qū)Φ乇砩畈康刭|(zhì)結(jié)構(gòu)的形態(tài)、積水區(qū)空間的狀況進(jìn)行比較精確的確定，從而對(duì)合理設(shè)計(jì)礦井布局提供參考依據(jù)。

第二，利用直流電法與瞬變電磁法能夠?qū)τ诿旱V掘進(jìn)巷道周圍區(qū)域中異常地質(zhì)體，特別是含水體進(jìn)行比較精確的確定，從而對(duì)礦井巷道掘進(jìn)過(guò)程中，安全隱患的預(yù)防與治理提供保障。

第三，基于無(wú)線電波透視技術(shù)能夠?qū)τ谝呀?jīng)圈定的煤礦工作面中的地質(zhì)異常體進(jìn)行比較明確的確定，從而保障了礦井構(gòu)造方案的實(shí)施。

第四，基于鉆探探測(cè)技術(shù)對(duì)煤礦斷層的產(chǎn)狀進(jìn)行科學(xué)的判定，從而對(duì)于煤礦巷道掘進(jìn)方式的調(diào)整提供依據(jù)。

第五，利用化學(xué)探測(cè)與室內(nèi)測(cè)試技術(shù)，能夠基于測(cè)試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)煤礦管路的抗酸堿性、采煤機(jī)、掘進(jìn)設(shè)備等的選型提供依據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

煤礦井下地質(zhì)勘測(cè)以綜合地質(zhì)分析為前提，通過(guò)先進(jìn)的地質(zhì)探測(cè)技術(shù)，對(duì)煤礦地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)，從而確保煤礦安全生產(chǎn)。煤礦開(kāi)采是復(fù)雜的動(dòng)態(tài)的過(guò)程，因此，獲取精確的地質(zhì)信息，對(duì)煤礦井下的地質(zhì)狀況進(jìn)行揭露，使得地質(zhì)信息與煤礦地面鉆探、地面物探、礦井地質(zhì)、井下鉆探等信息有機(jī)融合，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)煤層頂板或者煤層地板標(biāo)高、煤層厚度、地質(zhì)異常體等，使得煤礦生產(chǎn)可以高效、安全。

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