煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘查中物探方法的應(yīng)用研究

謝經(jīng)濤

摘 要：在我國的煤炭生產(chǎn)中，常常由于地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致生產(chǎn)停產(chǎn)，因此，煤炭地質(zhì)勘查技術(shù)在煤炭安全生產(chǎn)中的重要性就日益凸顯。當(dāng)前，物探方法是我國煤礦地質(zhì)勘探中普遍使用的方法，具有適用范圍廣、勘查結(jié)果精確等優(yōu)點(diǎn)。所以，有必要將物探技術(shù)應(yīng)用于煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘察工作當(dāng)中。該文重點(diǎn)對物探方法的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析，希望以此為煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘查工作的優(yōu)化及完善提供具有價(jià)值的參考憑據(jù)。

關(guān)鍵詞：煤礦地質(zhì) 災(zāi)害勘查 物探方法

中圖分類號：P63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（b）-0074-02

當(dāng)前，我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在很大程度上是依靠煤炭資源的支撐，煤炭資源在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮的作用尤為重要。然而，由于當(dāng)前我國煤炭企業(yè)采用的煤炭勘查技術(shù)較為落后，相關(guān)勘查制度與勘查工作存在較多問題，這些情況的存在給我國煤炭企業(yè)的生產(chǎn)埋下了許多安全隱患，安全事故發(fā)生的幾率較高，因此，在煤礦地質(zhì)勘查中應(yīng)用物探方法顯得尤為重要。

1 煤礦地質(zhì)災(zāi)害

1.1 煤礦地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)

煤礦地質(zhì)災(zāi)害的種類較多，并且不同的災(zāi)害具有不同的特點(diǎn)，下面對這些特點(diǎn)進(jìn)行分析：（1）由于煤礦企業(yè)在開采前沒有做好煤礦地質(zhì)勘查工作，煤礦經(jīng)過長時(shí)間的開采，在內(nèi)部會出現(xiàn)單獨(dú)的空間，開采過后留下的空間會被塌下的巖土或者空氣填滿，這就會使得該片空間的電阻率較低。因此，可以憑借這一特點(diǎn)了解煤礦的地質(zhì)情況[1]。（2）在進(jìn)行煤礦勘查的過程中，可以通過對煤礦的介質(zhì)電性以及密度等數(shù)據(jù)判斷煤礦是否開采過。在煤礦開采區(qū)與未開采區(qū)，兩片區(qū)域的性質(zhì)存在明顯的不同，在煤礦的開采區(qū)，其介質(zhì)電性以及密度明顯低于未開采區(qū)。借助這些數(shù)據(jù)，可以判斷出地質(zhì)災(zāi)害形成的原因。（3）在煤礦的開采區(qū)，可以明顯的勘查到該區(qū)域與四周地質(zhì)情況的差異，這一片區(qū)域是一種段隙的發(fā)展過程，在一定程度上，可以借助這種段隙的存在判斷煤礦地質(zhì)的變化，從而為煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供相應(yīng)的信息參考。

1.2 煤礦地質(zhì)災(zāi)害的類型

煤礦地質(zhì)災(zāi)害的類型有許多種，常見的有泥石流、瓦斯礦區(qū)滑坡等。在煤礦生產(chǎn)前，如果煤礦地質(zhì)勘查工作做的不全面，沒有仔細(xì)排查可能引發(fā)煤礦災(zāi)害的隱患，就很可能出現(xiàn)煤礦生產(chǎn)事故，威脅煤礦生產(chǎn)人員的生命安全，并且會影響煤礦開采工作的順利進(jìn)行。在煤礦開采的過程中，出現(xiàn)較多的地質(zhì)災(zāi)害就是礦區(qū)地面沉降。礦區(qū)地面沉降出現(xiàn)的原因在于，煤礦過度開采，導(dǎo)致地下挖空，當(dāng)?shù)叵碌膸r土無法支撐地面時(shí)，就會造成地面的沉降。一旦出現(xiàn)沉降，就極有可能破壞地面的設(shè)施，甚至煤礦生產(chǎn)人員也會被埋入地下。此外，常見的煤礦地質(zhì)災(zāi)害事故還有地下水污染[2]。在煤礦開采過程中，開采的深度一旦接近地下水位，上部的粉煤灰以及相關(guān)礦物會掉落到地下水中，經(jīng)過一系列的化學(xué)作用，地下水將變成酸性廢水，無法供人使用。

2 煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘查中物探方法的應(yīng)用

2.1 地震勘查方法

地震勘查方法分為兩種：一種是二維地震勘查方法，另一種是三維地震勘查方法。使用地震勘查方法進(jìn)行勘查時(shí)，需要使用點(diǎn)振動器對地層進(jìn)行敲擊，并借助相應(yīng)的設(shè)備記錄聲波的震動情況。將收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，就可以大致地了解地質(zhì)剖面的情況。該勘查方法的精確度較高，地質(zhì)異常位置定位精準(zhǔn)。但是，該勘查方法的勘查成本較高，需要專業(yè)設(shè)備才能開展勘查工作。

2.2 高密度勘查方法

物探方法有較多種，其中的一種就是高密度勘查方法。高密度勘查方法在煤礦災(zāi)害勘查中的應(yīng)用比較廣泛，借助該方法，可以根據(jù)實(shí)地勘查得到數(shù)據(jù)，繪制出電阻率的斷面圖，通過斷面圖，可以有效地了解煤礦層的電阻率情況。通過對電阻率分布情況分析，可以確定冒裂帶、圈閉異常帶等地質(zhì)異常的具體位置，判斷可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的位置，從而為地質(zhì)災(zāi)害防治提供相應(yīng)的參考。在高密度勘查方法中，需要借助兩個(gè)電極進(jìn)行勘察，通過電極向地下通電，根據(jù)兩端電極的電位差，可以計(jì)算出被測量地質(zhì)的電阻率，并將電阻率的分布繪制成電阻率截面圖，這種勘查方法操作較為簡單，不需要投入大量的人力與設(shè)備，并且勘查的準(zhǔn)確率較高。

2.3 瞬變電磁方法

瞬變電磁方法勘查的準(zhǔn)確率比高密度勘查方法勘查的準(zhǔn)確率更高。瞬變電磁方法是依據(jù)電磁感應(yīng)原理，在具體的勘查工作中，利用通電設(shè)備制造電場。電磁在電場的影響下會呈現(xiàn)出周期性，在周期性的呈現(xiàn)中，可以測量到介質(zhì)在不同地質(zhì)情況下的磁場變化，根據(jù)磁場的變化，勘查人員對地質(zhì)情況進(jìn)行準(zhǔn)確的評估[3]。這一勘查方法不會受到其他因素的干擾，并且由于電磁本身對縱橫向的分辨能力較強(qiáng)，因此，可以了解地質(zhì)情況勘查的準(zhǔn)確方位，并且準(zhǔn)確度較高。瞬變電磁方法一般應(yīng)用在煤礦的陷落處，可以精確地勘查出含水層與斷裂層。此外，使用瞬變電磁方法勘查耗費(fèi)的時(shí)間較短，在短時(shí)間內(nèi)就可以得出精確的測量結(jié)果。

2.4 放射性元素勘測方法

在煤礦地質(zhì)災(zāi)害的勘查中，采用放射性元素勘測方法可以確定煤礦層的異常位置，但是放射性元素勘測方法的勘查結(jié)果準(zhǔn)確度較低，只能確定地質(zhì)變化的趨勢。放射性元素勘測方法是依靠對礦層內(nèi)氡元素的濃度來勘查地質(zhì)情況。在煤礦地層中，氡元素的分布較為均勻，當(dāng)?shù)V層出現(xiàn)了橫向變化時(shí)，氡元素的濃度將會產(chǎn)生變化，出現(xiàn)氡元素向其他地方轉(zhuǎn)移的情況。通過對氡元素變化情況的分析，可以了解煤礦地質(zhì)變化的趨勢，從而確定存在異常的煤礦地層位置，憑借對地質(zhì)異常位置的確定，可以及時(shí)采取相應(yīng)的防治措施。該勘查方法操作較為簡單，只需要了解氡元素在地層的分布情況，就可以了解煤礦地層的異常位置。但是采用這一勘查方法的測量結(jié)果精確度較低，只能滿足對煤礦地層分布趨勢的了解。

3 結(jié)語

隨著煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘查技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的勘查方法在地質(zhì)災(zāi)害勘查中得到了應(yīng)用。通過地質(zhì)災(zāi)害勘查，可以有效地了解煤礦的地質(zhì)情況，并借助對地質(zhì)情況的評估，預(yù)先做好地質(zhì)災(zāi)害的防治，從而避免煤礦地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。當(dāng)前，較為常見的煤礦地質(zhì)災(zāi)害勘查方法主要有4種，分別為：高密度勘查方法、瞬變電磁方法、放射性元素勘測方法以及地震勘查方法。這4種勘查方法的測量精度、操作方法各有各的特點(diǎn)，在實(shí)際的煤礦地質(zhì)勘查工作中，勘查人員可以根據(jù)不同的勘查需求，選擇不同的勘查方法，在有效地避免安全事故發(fā)生的同時(shí)，也可以提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 王丹.泥石流地質(zhì)災(zāi)害勘查基本特征值計(jì)算方法應(yīng)用實(shí)例[J].價(jià)值工程，2015（18）：188-190.

[2] 趙明宣，馬惠珍，辛永祺.三種物探方法在煤礦采空區(qū)勘查中的應(yīng)用效果對比[J].物探與化探，2012（S1）：51-56.

[3] 王賓，韓曉南，王康東.綜合物探方法在采空塌陷區(qū)地質(zhì)災(zāi)害勘查中的應(yīng)用[J].工程地球物理學(xué)報(bào)，2013（5）：725-729.