综合物探技术在煤矿采空区探测中的应用研究

叱舜宇

（山西华冶勘测工程技术有限公司，山西 太原 030000）

引言

矿产资源一般都是分布在偏远地区，矿产资源的开发需要针对当地的地形情况，来进行资源挖掘的规划设计，促使现场的施工人员能够按照一定的工作指导，来进行资源挖掘，保障矿产资源挖掘工作开展的顺利性。物探技术是目前流行的勘探型技术之一，应用在各个矿产区域的挖掘和勘测工作中，其勘察的效果较好，能够全面掌握地区的基本情况，这对于现场施工的开展起到了非常关键的作用。物探技术在煤矿采空区的应用，主要是通过地质勘探模型的建立，来进行探测数据的获取，在多次的探测中，完善好模型中的各项数据信息，保障模型的建立更加符合实际的地区情况。在物探技术的使用中，不同的地区以及工作要求，所采用的方法不同，现场的施工人员会根据具体的情况，来进行物探技术的应用，使得探测的内容更加得详细。

一、综合物探技术应用概述

物探技术是目前先进的信息技术之一，融合了各项技术的优势在其中，保障技术的探测效果更好。在物探技术的应用中，针对不同的探测内容以及基本需求，分为多种探测方法，在技术的使用，需要综合实际的情况，来进行技术应用的改良，提升现场的勘探效果[1]。物探技术又被称为地球地理勘探是以基本的物理特性来进行地理模型的构建，完善地区内的模型结构特征，保障探测的内容更加精准详细。在物探技术的应用上，利用地球物理学原理，进行地理表面的分布及变化观测，掌握各种自然现象的变化和规律，这样能够保证勘测的内容更加地完善。在探测技术的应用上，主要分为点法勘探、物探测井、层析成像、放射性勘探等多种形式，在不同的方法应用中，所注意的事项不同，在进行地理探测时，需要通过信号传输的方式，来掌握地层内部的实际情况，进一步完善基本探测模型的构建[2]。另外，随着技术的不断更新，物探手段也在不断地优化当中，融合各种新型的技术在其中，促使物探勘测的效果变得更加的高效化、智能化。例如，包括红外勘探、三维三分量地震勘探等，这些都是属于新型的勘探方式，现场的工作人员按照对应的工作流程，来对现场完成基本的勘探工作，极大提高了现场工作开展的质量和效率[3]。

二、技术使用要点

（一）瞬变电磁法

在煤矿采空区的勘探工作开展中，在技术的应用上，需要综合实际的情况，来选择相应的探勘方式，且技术的应用必然是需要加强对于现场的了解，然后按照规范的工作流程，完成地层勘探。瞬变电磁法是物探勘测工作中的一种方式，在进行技术应用的过程中，技术使用要点包括以下几点：

1.向地下发射脉冲磁场

在进行瞬变电磁法的应用过程中，磁场的建立十分的关键，通过向地下层发射对应的脉冲磁场信号，来引导二次感应涡流场，这样能够保障探测的内容更加地全面化。但是，在实际的工作中，还需要注意的是，地下导电岩矿体会产生相应的感应电流，这种感应电流会因为热损耗而随时间衰减。工作人员需要及时关注到具体的磁场变化情况，稳定信号传输的通道，这样才能够使得探测的工作效率提升[4]。

2.金属结构的探测数据不准确

在瞬变电磁法的应用中，对于地层探测的数据获取工作，保持稳定和高效化的发展，在基本的工作运行中，数据信息较为精准化。而在遇到金属结构的过程中，容易出现各种各样的问题，其探测到的数据信息存在有较大的误差。为此，在方法的使用上，需要注意实际的地质结构情况，面对金属结构的地质层，则无法采用瞬变电磁法来进行勘探，不然则会直接影响到勘探工作的实际工作效率[5]。

（二）高密度电法

在煤矿采空区的地质探勘工作中，相应仪器的使用十分的关键，高密度电法在实际的应用过程中，仪器的使用十分的关键，通过仪器来对现场的电场环境进行监控，这样使得更好地获取到对应的地理数据信息。在使用的过程中，使用要点包括：

1.将电极置于剖面之上

煤矿采空区的地位一般较为偏远，野外测量工作的开展，需要应用到测量仪器，为了能够更加精准地掌握测量的具体数据，工作人员需要将全部的电极置于剖面上，然后通过程控电极转换开关，来进行不同电极距的实现，这样的检测方式能够让数据进行自动化的采集，极大缩短了勘探工作的时间，进一步促进了现场勘探工作的发展[6]。

2.一次性完成现场布置

在进行高密度电法的应用过程中，根据实际的情况完成现场布置，现场布置具有一定的规范性，要求工作人员按照对应的规范来完成布置情况。一次性完成现场布置，可以有效提高勘探工作的效率，并且还能够降低周围因素带来的干扰，避免了故障问题的出现。在勘探工作的实际开展中，还可以选择多种电极排列的方式进行测量开展，促使勘测到的信息内容变得更加地全面化。目前的自动化技术已经逐渐普及开来，在进行野外勘测的过程中，可以实现全自动化的数据采集方式，这样能够避免数据本身出现错误的情况，进一步保障了勘测工作的效率和质量。

（三）活性炭氡气测量

在煤矿采空区内存在有较多的微量元素以及化学气体，在实际的勘测工作开展中，需要对区域内的基本情况进行全权掌握，这样才能够促使工作的开展变得更加的安全。活性炭氡气测量法是一种放射性物质勘察的物探方法，在实际的工作开展中，技术应用的要点包括：

1.活性炭烘烤干燥

在实际的勘测工作开展过程中，野外工作的开展必须要注意活性炭的干燥性，这样才能够使得勘察工作的开展变得更加的顺利，勘测到的数据信息也变得更加的准确。在实施野外勘测工作之前，需要将活性炭烘烤干燥，然后将其进行密封待用，按照对应的时间将活性炭放入探坑中，等待5 天左右取出，记录好相应的数据信息。在此之前，活性炭必须要保障完全密封和干燥，不然则会影响到最终的勘测结果。

2.质量检查点的确定

在活性炭氡气测量法的应用过程中，质量检查点的确定十分的关键，在观测数据的检测中，分为室内和室外两种方法，在室内的数据检测过程中，工作人员需要实时观察数据变化的具体情况，按照对应的规范来进行数据记录，促使勘测的数据结果变得更加的科学性且符合实际。室外的数据检测要更加重视数据的变化情况，由于室内与室外的检测数据结果不同，数据变化的趋势也存在有不同，所以，在实际的工作开展中，必然需要进行质量检测点的确定，按照规范完成室内、室外的检测工作，能够进一步保障现场勘测的结果。

三、在煤矿采空区探测中的具体应用

（一）瞬变电磁法

在瞬变电磁法的应用过程当中，针对煤矿采空区的勘探，规划好具体的勘探位置，然后，设计安排室外勘探的基本工作内容，要求工作人员按照基本的勘探工作流程来进行工作的安排，促使勘探工作的开展能够变得更加的顺利。在瞬变电磁法的应用过程当中，工作人员首先需要将地回线或者是地源县进行现场的布置，然后按照规范像地质层发射脉冲磁场，将地下磁场建立完善，然后通过介质来进行地下信号的检测，这样能够使得地下勘探工作的基本架构建立完善。在指定的区域内产生电磁场之后，工作人员需要立即进行电流感应，将其断电之后，记录不同时间段的数据变化情况，这样可以获取到更加详细的地电检测数据结果。在技术应用的过程当中，还需要注意的是，感应电流的获取必须在断电之后完成，且需要注意每次检测之间的时间段间隔，电磁场衰减的过程一般分为早、中、晚期，为此，工作人员可以在电磁场衰弱得早、中、晚期进行数据获取，这样能够掌握不同程度的地质勘测数据。

（二）高密度电法

在高密度电法的运用过程当中，工作人员首先需要按照实际的工作程序，来进行野外勘测，现场的布置在电极的布置过程当中，需要一次性完成，这样可以减少在复制过程中引起的干扰及测量误差等问题的发生。在电极的安排过程当中，需要综合多种组合形式来进行电气排列，工作人员在实际的测量过程当中，需要实时记录地电结构情况以及地质信息数据，这对于现场勘查起到了较大的帮助。另外，在实际的技术应用过程当中，还应当实现数据采集和收入的自动化管理，融合较多的信息技术在其中，促使现场勘查数据能够快速进行提取整理，进一步满足当下勘察工作开展的基本需求。在技术应用过程当中，还需要引入相应的电子仪器设备，高密度电法测量系统是在技术应用过程当中最常用的设备之一，通过测量系统的相互辅助，以便于更好地掌握勘查现场的数据变化情况，确保工作人员能够更加全面地掌握煤矿采空区域内的地质结构情况。

（三）活性炭氡气测量

在活性炭氡气测量法的应用过程中，工作人员必须充分掌握氡气气体的基本特性，了解其气体的密度以及化学反应情况，这样能够使得后续的测量工作开展变得更加的专业化。在实际地现场勘测过程当中，采用活性炭来进行具体数据的检测，这样能够确保检测结果的准确性。工作人员将所需的活性炭进行密封处理，确保活性炭本身处于完全干燥的情况，在使用的过程当中，将活性炭埋于探洞当中，等待至少五天左右的时间，然后将其取出，工作人员需要针对活性炭的实际状态进行相应检测数据的记录。在煤矿采空区内包含有各种化学气体，其中氡气属于一种惰性气体，容易被固体物质所吸附，其中活性炭的应用，主要是将地层下的氡气进行快速吸附，了解地层结构内部的基本情况，有助于后续矿区开采工作的开展。

四、结束语

物探技术是当下应用在矿区开采工作中最常使用的技术之一，在物探技术的运用过程当中，融合了各类信息技术的优势，能够快速对矿区内的底层情况进行全面的勘测，获取到的数据信息更加全面，同时也能够促使后续的工作变得更加的顺利。在物探技术的应用过程当中，综合实际的应用情况，所采用的方法不同。工作人员需要根据现场的基本情况，确定好相应的物探方法，这样能够使得勘探数据信息的获取变得更加的精准化。不同的方法应用具有不同的使用注意事项和技术使用要点，工作人员必须要确定好正确的勘测方法，这样才能够获取到更加准确地质勘测情况，其中瞬变电磁法、高密度电法、活性炭氡气测量等，是最为常见的应用方法，可以通过技术要点的掌握，来进行现场的工作安排，将物探技术的优势发挥到最大化，保障煤矿采空区探测的工作质量。