综合物探方法在煤矿防治水中的应用

（阳泉煤业集团翼城华泓煤业有限公司 山西 045000）

前言

煤炭资源是我国经济建设中十分重要的能源之一，在很多领域发展中都会用到煤炭资源。在进行煤炭资源开采时，经常会遇到水害问题，尤其是近几年煤矿开采的不断深入，使得煤矿采空区很容易出现积水，并伴随着陷落柱等问题，对煤矿生产的安全带来了极大危害。在这种情况下，如何做好煤矿防治水工作，是一个十分关键的问题。

1.煤矿防治水工作现状

图1

我国是一个煤炭资源储量相对比较多的国家，在各地都有煤炭资源存储。但是在进行煤矿生产时，在各种不良因素影响下会面临着各种危害，如水害、坍塌、瓦斯爆炸等。同时在过去为了满足经济建设，大量煤矿资源被开采出来，煤矿有很多区域属于踩空地段，很容易引起积水现象，并且会对煤矿地质结构带来一定影响，进一步加大对煤矿生产带来的威胁。鉴于此，我国对煤矿开采进行了优化重组，而在此过程中，由于很多老旧煤矿缺乏准确的地质资料，对于采空区积水状况也不太了解，造成了煤矿资源整合后，生产难度缺乏增大。综合物探技术是当前比较可靠的一种手段，其可以为煤矿工作人员提供更加准确的采空区资料，这对于降低水害事故发生有很大帮助，因此在今后的工作中推行综合物探技术在煤矿防治水中的应用尤为关键。

2.综合物探方法的概述

(1)三维地震法

对于三维地震法，是面积采集技术的一种，在数据信息采集过程中，通过泡点网格、检波点的组合，能做到均匀的获取地下数据信息点网络。这种方式采集到的数据信息能保证地下目标图像更加清晰，能实现精准定位。通过三维地震技术进行地质探测活动，还可以沿着测线将观测到的二维地震延伸到三维空间，不仅涉及到二维地震中的面积观测，还能实现垂直方向的观测。在煤矿勘察活动中，通过三维地震法能形成三维数据体，从而保证了从各个方面获取剖面，保证了对问题处理的有效性。此外，对于三维地震法，还有一个比较显著的特征，就是偏移归位上更加精准，三维数据体在做到三维偏移后，可以保证归位精准，简化了地震、地质空间。在具体测量活动中，通过三维地震法进行勘测，能获取三维空间数据体、平面、立体、剖面等地质图结构，保证了勘测精确度。此外，三维数据体的信息点密度也比较大，能获得更多数据信息，保证了对煤矿勘测的综合性，在这种情况下，煤矿工作人员对于煤矿存在的异常体、断层等现象，就会有深入的了解，从而制定针对性的水害防范手段。

(2)瞬变电磁法

瞬变电磁法是建立在电磁感应的基础上，其是指在一定时间领域中通过不接地回线或是对接地线源等把一次脉冲场发送到地下。当脉冲场间歇的时候，利用对电偶或回线等完成接收二次场，此时的二次场并非稳定的电磁场。通过二次场衰减曲线特点，就能判定地层内部地质体的规模、电性和产状等相应指标。上述勘探方法在测量时候的环境为纯二次场，同一般勘探方法相对比，其优势较为显著。例如，不管是在纵向上还是在横向上其分辨率均较高，并且低阻地质体反应更加灵敏，能够更有工作效率的对更深层次的地质状况进行很好的探测。

3.煤矿防治水工作中应用综合物探方法的策略

在煤矿防治水工作中，采取综合物探方法时，应该结合煤矿开采区域的具体情况，综合考虑物探技术特点、应用要求及设备形式，规范合理的应用，确保收集到的相关数据信息准确性。

(1)地面三维地震技术的应用

煤矿经过开采时，不管是煤层，还是旁边的岩石都处于稳定状况，并且煤层与岩石的波阻抗是存在差别的。在煤矿探测过程中，煤层的厚度大于1m后，会为探测仪器形成一个反射波，便于煤矿位置定位。同时如果出现了相应的地质灾害，就有可能对煤层造成破坏，从而引发仪器探测的反射波强度不够，有时还会出现反射波消失的情况，工作人员借助反馈的这些信息就会准确的判断哪些地方属于采空区、哪些地方有陷落柱。

陷落柱是一种胶结物，其主要是由于底层塌陷物形成的，具有组合松散、密度比较小等特点。由于塌陷物是陷落柱的主要成分，而各种塌陷物在排列、大小等方面存在差别，从而造成了陷落柱的成分也有所差异。同时陷落柱附近经常含有砂岩、泥岩等物体，这些物体不管是在密度上，还是在组成上都比较相似，加剧了陷落柱的查看难度。通过地面三维地震技术的使用，可以确保验证孔资料与解释成果一致，辅以技术人员的验证，能为煤矿企业生产提供真实、准确、正确的地质信息资料，这样煤矿企业就能结合这些信息把握地下状况，从而明白地质开采中存在的问题，并制定相应的预案，从根本上规避重大水害事故的发生。

(2)瞬变电磁法的应用

在煤矿防治水工作中，瞬变电磁法的应用相对比较广泛，采空区、陷落柱、煤矿底层构造等都可以使用。在实践应用过程中，要结合煤矿水害现存问题，采取相对应的解决策略，尽可能的降低损失，强化防治水工作效果。

首先是陷落柱探测，由于奥灰岩溶裂隙是造成陷落柱的关键因素，熔岩会随着地质的发展出现裂隙，进而对整个地质作用带来影响，造成了塌陷现象，形成的就是陷落柱。陷落柱的出现彻底打破了以往地质固定的排列情况，会引起地质更加不稳定，从而加剧了积水、导水现象的出现，会对煤矿开采的安全、稳定进行造成很大影响。与传统的沉积层相比较，陷落柱的成分更多、更复杂，采取仪器设备进行探测时，呈现的磁场也存在不同的差异，很多指标都不准确。而瞬变电磁法的使用可以改变这种情况，这种技术对于陷落柱有很强的识别能力，可以很好的区分开陷落柱、常规沉积层。相关工作人员可以利用瞬变电磁对陷落柱进行探测，获取断面图，并对其进行深入分析，可以结合各种数据，如煤层底板标高，确定陷落柱位置、特征，这样煤矿企业就能针对其特性，制定针对性的防水方案。

其次是探测采空区。煤炭资源是一种不可再生资源，开采以后不会再次形成，这也造成了被开采过的区域会变成采空区，如果没有处理好采空区，在出现下雨的天气后，雨水很有可能进入到采空区，并沿着采空区渗透到周围岩体中，对整个区域的稳定性带来影响。在煤矿采空区，有大的电阻率，在进行探测操作时，利用瞬变电磁法，能依据电阻率，对采空区的位置、内部情况进行判断，确定采空区岩层结构，找出含水量比较高的区域。在进行煤矿开采之前，要制定针对性的处理方案，对煤矿防治水工作进行指导，确保了煤矿开采工作的安全性。

图2

4.总结

综上所述，综合物探方法是近几年兴起的新型方法，将其用到煤矿生产防治水工作中，可以在很大程度上防范水害事故发生，能减少水害引起的经济损失。因此，在实践中，煤矿企业可以结合具体情况，合理的应用综合物探方法来防治水害，为煤矿生产的安全进行提供保障。