綜合物探方法在煤礦防治水中的應(yīng)用分析

＊孫 坤

（山西潞安化工潞寧煤業(yè)有限責(zé)任公司 山西 030000）

引言

煤礦在我國眾多領(lǐng)域當(dāng)中都有著比較廣泛的應(yīng)用，是我國重點(diǎn)能源之一。煤礦開采工作的災(zāi)害防治一直都是各企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，而其中的水害防治更是要多加關(guān)注，避免給煤礦生產(chǎn)工作的正常推進(jìn)和工作人員的安全帶來不良問題。在具體應(yīng)用綜合物探法的過程中，要將煤炭開采和煤礦企業(yè)的發(fā)展需求作為主要的依據(jù)，進(jìn)一步的加大防治工作的實(shí)施力度，讓煤礦開采的工作可以更加具有安全性，同時(shí)也要促進(jìn)煤炭開采工作的順利開展。

1.煤礦防治水工作現(xiàn)狀

我國的煤炭資源儲量相對較多，在各地都有煤炭資源的存儲。在開展煤炭生產(chǎn)工作的時(shí)候，經(jīng)常會因?yàn)槭艿礁鞣N不良因素的影響而導(dǎo)致出現(xiàn)各種危害問題，比如說水害、坍塌和瓦斯爆炸等問題。在當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，煤炭資源被應(yīng)用于各個領(lǐng)域當(dāng)中，大量的需求讓煤炭資源出現(xiàn)過度開發(fā)的現(xiàn)象，經(jīng)過開采的地區(qū)會形成采空區(qū)域，一旦下雨就很容易造成積水的現(xiàn)象，會給煤礦地質(zhì)結(jié)構(gòu)帶來不利的影響。在這樣的背景影響下，我國對于煤炭開采工作有了更多的關(guān)注，重組和優(yōu)化是其發(fā)展的重要路線。對于一些老舊的煤礦來說，如果缺乏準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，沒有做好對采空區(qū)積水狀況的了解，就會給煤礦生產(chǎn)帶來很大的難度。綜合物探技術(shù)屬于一種比較可靠性的手段，采用這種手段可以實(shí)現(xiàn)對采空區(qū)資料的有效提供，能夠在一定程度上降低水害事故發(fā)生的概率。

2.煤礦防治水工作的要求

煤礦內(nèi)部具有非常復(fù)雜的水文條件，因此也會存在著不少的采空區(qū)，再加上水文地質(zhì)狀況不夠清晰，很容易會導(dǎo)致水害問題。

(1)完善防治水機(jī)構(gòu)

煤礦防治水工作的實(shí)踐當(dāng)中，要將完整的防治水機(jī)構(gòu)作為主要的依托，通過引進(jìn)專業(yè)水文地質(zhì)技術(shù)人員的方式，將煤礦實(shí)際情況和相關(guān)工作要求作為主要的依據(jù)，通過構(gòu)建起完善的管理制度來實(shí)現(xiàn)對煤礦水害的有效預(yù)測，做好隱患的排查和治理工作，進(jìn)而為后期的綜合物探法應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。

(2)落實(shí)防治水規(guī)劃

要將礦區(qū)水文地質(zhì)特性和水害事故情況作為主要的依據(jù)，做好對其威脅和防治情況的綜合性分析，將其作為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)對礦井防治水規(guī)劃的科學(xué)化編制。除此之外，還需要對水害特征進(jìn)行關(guān)注，通過編制出年度防治水計(jì)劃，做好對該項(xiàng)工作的科學(xué)性部署，并且做好各級崗位職責(zé)的明確，讓煤礦防治水工作的開展更具有安全性。

(3)管理礦井水文地質(zhì)材料

在對礦井煤礦進(jìn)行管理的過程中，要做好地質(zhì)材料的管理，并且依據(jù)各項(xiàng)工作要求做好對相關(guān)文件的編制，讓圖件內(nèi)容可以具有更加明顯的數(shù)字化特征。此外還要嚴(yán)格的執(zhí)行相關(guān)的審查方案，完善各項(xiàng)觀測成果，讓防治水決策可以更加具有可靠性。

3.煤礦防治水中的綜合物探法概述

(1)瞬變電磁法

瞬變電磁法屬于時(shí)間域電磁感應(yīng)法，將這種方法應(yīng)用在煤礦防治水當(dāng)中，實(shí)施具體操作的時(shí)候，需要在采空區(qū)發(fā)送一次脈沖場，將其發(fā)送到地下的時(shí)間范圍當(dāng)中，一般需要對電偶極或者回線進(jìn)行利用，通過這樣的方式來完成第二次場的接收工作。二次場一般沒有足夠的穩(wěn)定性可以對其進(jìn)行支撐，因此需要對二次場相關(guān)衰減曲線進(jìn)行借助，在對其基本規(guī)律進(jìn)行掌握之后就實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)體的判定，其中會涉及到多種資料信息，規(guī)模、產(chǎn)狀和電性等多方面的內(nèi)容都屬于其中。瞬變電磁法屬于純二次場測量方法，這種方法有著更多的優(yōu)點(diǎn)：一是具有更高的分辨率，無論是橫向或者縱向探測都是如此；二是地質(zhì)體的反應(yīng)可以具有更大的靈敏性；三是勘探結(jié)果準(zhǔn)確性較高，能夠?qū)崿F(xiàn)對煤礦開采環(huán)境的檢測；四是能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)勘探中的問題，對保證煤礦產(chǎn)業(yè)工作人員生命安全具有重要的作用，可以更好的滿足人們對煤礦資源的需求。

(2)三維地震法

三維地震法屬于面積采集方法，在應(yīng)用這種方法的時(shí)候會對檢波點(diǎn)與炮點(diǎn)網(wǎng)格進(jìn)行合理的配置，做好對地下數(shù)據(jù)網(wǎng)點(diǎn)的了解，讓其覆蓋次數(shù)可以更好的明晰。利用三維地震法能夠?qū)Φ叵履繕?biāo)做出更好的獲取，同時(shí)還要更好的關(guān)注到圖像的清晰度和具體位置。采用三維地震法進(jìn)行勘探的過程中，可以展示出更多的優(yōu)勢性：一是能夠擴(kuò)大勘探范圍，讓過去的沿側(cè)線擴(kuò)展到三維空間的觀測；二是可以通過采用三維立體觀測網(wǎng)的方式來實(shí)施監(jiān)測；三是可以有效獲取地質(zhì)體的三維數(shù)據(jù)體?？傮w來說利用三維地震法可以有效的獲取三維空間的數(shù)據(jù)，這樣就可以更好作出地質(zhì)圖像的提供，讓其在平面、立體和剖面上都具更高的勘測精準(zhǔn)度。三維地震法所獲得的信息點(diǎn)密度可以達(dá)到5m×5m，這使得地震剖面的分辨率變得更高，能夠?qū)γ旱V深部的斷層和異常體進(jìn)行更好的表現(xiàn)，方便對水害做好及時(shí)的防治。

4.綜合物探方法在煤礦防治水中的應(yīng)用效果

(1)瞬變電磁法的應(yīng)用

瞬變電磁法在近些年中都有著非常廣泛的應(yīng)用，尤其是在煤礦的水害防治中有著有效的應(yīng)用。在煤礦生產(chǎn)中一旦出現(xiàn)積水或者是陷落柱賦水的現(xiàn)象，其采空區(qū)的電阻率就會有顯著性的降低。煤礦生產(chǎn)中所遇到的水害問題，最好是將瞬變電磁法與實(shí)際危害現(xiàn)狀做好結(jié)合，依據(jù)實(shí)際情況來采用針對性的措施進(jìn)行處理，盡可能的降低損失，提升災(zāi)害防治的最終效果。

在開展陷落柱探測工作的時(shí)候，需要對熔巖裂隙的現(xiàn)象做好關(guān)注。在煤礦開采中出現(xiàn)陷落柱的關(guān)鍵原因就是奧灰?guī)r溶裂隙，它一般是在發(fā)生地質(zhì)變化現(xiàn)象的時(shí)候出現(xiàn)，一旦發(fā)生就會導(dǎo)致塌陷問題，給整個地質(zhì)條件都帶來不良的影響，繼而形成陷落柱的危害。煤礦中的陷落柱不僅會影響到地質(zhì)固定排列，造成地質(zhì)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，還會導(dǎo)致出現(xiàn)導(dǎo)積水現(xiàn)象，給整個煤礦生產(chǎn)工作帶來重大影響，繼而影響到其安全性和穩(wěn)定性。將陷落柱與傳統(tǒng)的沉積層比較之后可以看出，陷落柱的成分更為復(fù)雜，使用普通的探測手段會使得探測工作表現(xiàn)出不同的磁場，指標(biāo)方面也會呈現(xiàn)出不夠準(zhǔn)確的問題，會直接影響到探測結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了對傳統(tǒng)探測手段的弊端作出應(yīng)對，可以對瞬變電磁探測方式進(jìn)行積極的利用，充分的發(fā)揮出其識別性能，讓其通過電磁場的識別來作出對陷落柱、常規(guī)沉積層的區(qū)分。同時(shí)還能對所獲取到的斷面圖像來進(jìn)行更為深入的分析，將其與各種數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，確定出陷落柱位置和特征，以此為依據(jù)來讓煤礦企業(yè)做出針對性的防水方案，獲得更好的水害防治效果。

煤炭資源本身屬于一種不可再生資源，在對其開采之后就不會有再次形成的可能性，對于那些已經(jīng)被開采過的區(qū)域來說，會逐漸地成為采空區(qū)，不對其作出良好的處理就會導(dǎo)致出現(xiàn)各種危害現(xiàn)象。采空區(qū)在經(jīng)過雨水的沖刷之后，容易出現(xiàn)區(qū)域不穩(wěn)定的現(xiàn)象，尤其是在雨水滲入到巖體之后，很容易就會造成水害現(xiàn)象。對于煤礦采空區(qū)來說，其基本上都會有著比較大的電阻率，在對其進(jìn)行探測的時(shí)候應(yīng)用瞬變電磁法，可以實(shí)現(xiàn)對采空區(qū)位置以及內(nèi)部情況的更好判斷，采空區(qū)的巖層結(jié)構(gòu)可以得到更為精確的測定，方便在其中找出含水量最高的區(qū)域，繼而更好的展開后續(xù)的水害防治方案。一般來說，在開采煤礦之前，需要制定出針對性的方案來實(shí)現(xiàn)對煤礦防治水工作的有效指導(dǎo)，讓煤礦開采的安全性可以得到有效保證。

(2)三維地震法的應(yīng)用

在煤礦開采的過程當(dāng)中，不少開采區(qū)域都會因?yàn)楦鞣N因素而出現(xiàn)地質(zhì)塌陷的現(xiàn)象，緊接著就會有陷落柱或者煤場破壞的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象的發(fā)生煤層的正常結(jié)構(gòu)，也會給后續(xù)的煤層勘探帶來巨大的干擾，對煤礦開采的質(zhì)量控制會產(chǎn)生不利的影響。具體的開采工作中一旦出現(xiàn)了煤層厚度大于1m的現(xiàn)象，會有反射波形成，采用三維地震法進(jìn)行探測，能夠借助反射波的形式來實(shí)現(xiàn)對煤礦位置的定位。如果說出現(xiàn)了相應(yīng)的地質(zhì)災(zāi)害，就很容易會給煤層造成破壞，繼而導(dǎo)致出現(xiàn)反射波消失的現(xiàn)象。相關(guān)的工作人員通過借助上述信息內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)對采空區(qū)和陷落柱的準(zhǔn)確判斷。

陷落柱是由底層塌陷物所形成的膠結(jié)物質(zhì)，其主要成分就是采空區(qū)的各種塌陷物。因?yàn)樗菸镌诟鞣矫娑即嬖诓町愋?，?dǎo)致陷落柱也具有組合松散、密度比較小等特點(diǎn)。與此同時(shí)在陷落柱附近還會含有砂巖、泥巖等物體，它們密度和組成上都會存在一定的相似度，會在很大程度上加大陷落柱的查看難度。將地面三維地震技術(shù)應(yīng)用在探測當(dāng)中可以將驗(yàn)證資料與解釋的成果保持在一致的狀態(tài)，將其與技術(shù)人員的驗(yàn)證工作做好結(jié)合，就可以為煤礦企業(yè)的生產(chǎn)提供更為詳細(xì)的地質(zhì)信息資料，讓煤礦生產(chǎn)的現(xiàn)狀與地下水害情況結(jié)合在一起，促進(jìn)煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提升，及時(shí)處理好其中的不良問題，從根本上規(guī)避好重大水害事故的發(fā)生。

5.結(jié)語

綜上所述，要將綜合物探法應(yīng)用在防治水的過程當(dāng)中，可以實(shí)現(xiàn)對煤礦區(qū)導(dǎo)含水的情況進(jìn)行有效的探測，同時(shí)也能為施工方提供更多的水文地質(zhì)材料，對礦井的地質(zhì)在災(zāi)害問題可以進(jìn)行有效的預(yù)防，同時(shí)也能避免出現(xiàn)極大的經(jīng)濟(jì)損失，也可以讓其應(yīng)用價(jià)值愈發(fā)廣泛。