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物探技术在煤矿地质勘查中的应用研究与分析

2023-10-27 114 上传者：管理员

摘要：在煤矿开采前期，需要借助一些物探技术对矿物进行地质勘查，这样可以充分掌握煤矿的地质条件及分布情况，例如煤层厚度、深度及水文地质、断层等，有利于减少煤矿的安全事故，从而提高生产效率和经济效益。主要介绍了物探技术在煤矿地质勘查中的作用及物探技术的应用前景，详细分析了煤矿地质勘查中几种物探技术的应用，以期为煤矿的地质勘查提供参考。

关键词：
地质勘查
地震勘探技术
煤矿
物探技术
电法勘探技术
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煤炭资源在能源结构中占有主导地位，是一种不可再生能源。煤炭的开发和利用促使中国的经济水平大幅度上升，也是人们生活水平提高的重要影响之一。在煤矿开采前期，需要实地考察矿区，不能盲目开采，利用先进的物探技术和设备对煤矿区域展开探测，充分了解矿区的地质条件及具体分布情况，例如煤层的厚度、深度及岩层的分布，是否有断层区域，还有水文地质情况等，因此物探技术的应用有助于确保开采的过程中不会出现安全事故。现阶段，一些传统的勘测方式已经无法满足煤矿的实际需求，所以，煤矿企业需要投入大量的成本引入先进的物探技术和设备，为地质勘测工作做好基础保障。在此过程中需要结合实际情况，不断进行优化、改进，最大程度提高地质勘查的高效性和准确性。本文将主要围绕物探技术在煤矿地质勘查中的应用展开讨论。

1、物探技术在煤矿地质勘查中的作用

现阶段，中国煤矿开采大多是井工开采，需要掘进一系列巷道。煤矿井下施工的环境具有很大的不确定性，而且复杂多变，如果采煤的流程相对陈旧，则无法满足复杂地质环境的运行条件及生产要求，会阻碍中国煤炭行业的整体发展。

与此同时，煤矿井下的环境会受到各方面因素的影响而发生变化，随着煤矿开采深度和难度的加大，煤矿井下作业环境的安全性、可靠性及稳定性无法得到有效的保障，可能会诱发事故，影响煤矿的生产效率和经济效益，甚至会有人员伤亡事故发生。所以，物探技术的应用对煤矿地质勘查十分重要。一方面，煤矿在开采前期进行探测时可利用电法探测法、地面高分辨率二维地震勘探法等，这样可以获得更多的煤矿开采区域的地质数据信息，从而有利于后续煤矿开采设计工作的顺利进行。另一方面，在大型超千吨综采设备安装之前，需要通过勘测技术明确和控制开采区域内的地质异常体，比如小断层、小褶曲等，如果发现有这种地质异常体存在，那么会严重影响煤矿生产的安全性和效率，甚至可能会有水文地质灾害发生。利用物探技术可以第一时间发现这些地质异常体，有利于控制异常体，优化开采计划[1]。

2、物探技术的应用前景

2.1 多元化

在进行地质勘查时，无论是对地理位置的勘探，还是物探技术的应用，都需要收集一些具有多元化特点的信息。煤矿企业在进行地质勘查时，首先要大致了解矿区的地理位置及分布情况，通过这些资料可以对物探技术进行选择。勘查得到的数据需要存储在数据库中，并且在此基础上进行统一的管理。煤矿企业可以根据这些地质探测信息对未来的开采进行规划，从而有效地保障煤矿的生产质量和速度[2]。由此得知，只有提升资源整合的效率，才有利于提升地质勘查工作的效率，同时实现数据的分配和合理运用，这也将有利于整个煤炭行业地质勘查工作的进行，从而对地质勘查工作数据实行多元化的监督和管理。

2.2 一体化

在运用物探技术时，可利用一些系统分析和存储地质信息及数据。该区域的地理环境可以通过物探技术进行展示，并且可以通过物探技术的应用制定出具有合理性、科学性及可行性的开采计划方案。煤矿的地质勘查工作结束之后，需要以煤矿地质为中心进行数据检测，进一步确保在实际开采时所参考的数据是最新测量的，从而使得探测工作顺利展开。因此，煤矿企业要及时地更新地质勘查所在地点的地理变化情况及数据，通过物探技术不断地完善每个程序，有效保障煤矿地质勘查工作顺利进行。在科技的推动下，物探技术会不断被研究人员改进、优化，从而满足煤矿企业的更多需求。物探技术可以很好地弥补传统探测技术的一些不足之处，将人为因素所产生的误差降到最低，同时提高勘查数据的精准度。

2.3 融合计算机技术

物探技术与计算机技术融合之后，既可以测量煤矿的地质条件、创新物探工作，又可以使整个测量体系具有多元化的功能。例如：物探技术的运用可以提高勘查的准确性和真实性，同时可以通过计算机技术和物探技术展示地质勘查的方案，深入分析勘查过程中会面临的问题以及在描绘的过程中所出现的状况。在进一步分析之后，可以通过网络技术连接其他系统，在第一时间就可以将所在地区的地质问题传送到其他系统当中，达到资源共享的目的。利用系统可以实现各平台信息的互通，将一些具有参考价值的信息上传到网络系统中，这样可以使得地质测量、勘探工作效率被极大地提高[3]。与计算机技术的融合，不仅有助于物探技术的高效应用，还有助于建立煤矿地质勘查信息共享平台，研究出具有可行性的开采方案，确保每项工作都能有序推进，使得煤矿地质勘查工作的效率被大大提高。

3、煤矿地质勘查中物探技术的应用分析

3.1 地震勘探技术

目前，煤矿地质勘查中应用最为广泛的物探技术之一就是地震勘探技术。在实际进行地质勘查的过程中，首先要进行具有针对性的资料收集和处理工作，这样做的目的是保证地质勘查工作能够顺利地按期进行。在收集资料的过程中，相关勘查人员需要通过人为方式来激发地震波，形成的地震波因地下介质不同所反射与折射的地震波是不同的，由此可以分析地下的实际情况，这种技术的应用具有很好的勘查效果。同时，资料收集工作完成之后，需要进一步分析资料，为后续工作的开展做好基础准备工作。例如：工作人员在解释信息的阶段，要以目前所拥有的资料深入分析煤层、岩层组成情况，并且依据勘查结果，地质条件不同会导致地震波的反射强度、反射的连续性和相位等存在差异，所以，可利用地震勘探技术追踪与对比地震波，利用地震波的差异获得地质信息。

在应用地震勘探技术时应注意以下几点：1)为了保证工作的顺利进行，需要全面掌握矿区具体的地质条件，确保所得数据的准确性。2)系统掌握信息之后，应该设置出基础的地震勘查线。在实际设置时，严格按照地质勘查的工作规范进行，这样可以有效地避免因整体工作规范性方面的不足而造成其他问题，最终降低勘查的准确性。3)检波器的选择是影响勘查工作有效性的重要因素，通常情况下，检波器规格的选择需要符合勘查工作要求，并且应用时采用“两串两并”的方式[4]。

图1为地震勘探技术原理示意图。

图1 地震勘探技术原理示意图

3.2 电法勘探技术

电法勘探技术综合性比较强，其中包含瞬变电磁法、电磁法及高密度电法等。该技术主要是根据岩石、矿体所具有的导电性、导磁性的差异，勘探地下岩层的赋存形态信息，如图2所示。电法勘探技术所用到的设备体积比较小，能够极大地满足多种勘探现场要求[5]。除此之外，该技术的应用有助于了解岩层分布状况，无论应用于井下，还是应用于地面，都能收到良好的应用效果。但是，基于电流的衰减性特点，该技术只能在一些规模较小的地质勘探项目中应用。

图2 电法勘探技术原理示意图

3.3 探地雷达技术

在煤矿地质勘查过程中，探地雷达技术也是一种常见的技术，勘查各种地质问题时可以借助该技术提供参考依据。但是，在实际应用的时，要分析煤矿的实际情况，从而确保该技术发挥很大的作用。探地雷达技术的优点就是操作比较简单，可以实现连续监测，并且监测结果较为理想。同时，该技术还具有探测效率高、反应灵敏、适用性强等特点，能够满足不同的地质条件要求，并且具有较高的采样效率。在该技术的支持下，可以高效地应用无损检测技术。

3.4 无线电坑透技术

无线电坑透技术是一种比较先进的物探技术，基于煤矿地质岩层产生的电磁波的吸收效果，该技术可以探测地质岩层中存在的空洞。煤矿地质岩层中存在一些对电磁波吸收效果不好的矿石，这就会有能量损耗等异常，这个结果说明煤矿的地质构造中可能有断层、褶皱、陷落柱等[6]。在应用无线电坑透技术时，需要用到变换发射机与接收机等设备，这些设备的特点是体积小、操作便捷，根据所收集到的信息可以了解煤矿地质构造，便于在煤矿井下巷道中运用。

3.5 反射波勘查技术

反射波勘查技术的应用，主要是通过“介质不同，其反射波的类型不同”这个原理实现地质勘查，在勘查时采用先进的仪器设备向地下发送反射波，发射的反射波遇到的介质不同时，所产生的反射时间、波形有所不同。例如：反射波所遇到的介质阻力较大时，波形和振幅的表现形式更为明显[7]。基于此，相关专业人员可利用这些信息得出地质构造形态及地层结构等，依据反射波振幅、频率等分析岩石性质，进而完成煤矿地质勘查工作。

3.6 微重力勘查技术

近年来，一种新型的工程地质勘查技术之一就是微重力勘查技术，该技术的原理主要是检测不同岩石、土质间的密度变化，从而获得地质土壤、岩石密度数据，要求数据的质量精度较高，达到微伽，目的是大幅度提高地质勘查的精确性[8]。所以，在实际的煤矿地质勘查中，微重力勘查技术经常用于地质分层、岩溶探查中。

4、结束语

综上所述，在进行煤矿地质勘查时，需要科学、合理地选择物探技术，结合实际情况联合应用多种物探技术，从而达到更好的勘查效果。获得的相关地质数据需要深入分析，为后续的煤矿开采打好坚实的理论基础和提供信息支撑，这样才能有效地避免因地质问题而导致煤矿发生安全事故，为煤炭行业的持久稳定发展奠定良好的基础，为国家经济的发展带来更好的效益。

参考文献:

[1]刘玮.物探技术在煤矿地质探测中的应用研究[J].能源与节能,2022(11):216-218.

[2]王泽.物探技术在探测煤矿地质中的应用[J/OL].矿业装备,2022(5):140-142[2023-02-12].

[3]冉鹏举.综合物探技术在矿山水文地质勘探中的应用思考[J].世界有色金属,2022(19):115-117.

[4]兰鸿宇.物探技术在矿山地质勘探中应用及发展趋势[J/OL].世界有色金属,2022(19):94-96[2023-02-12].

[5]田中峰.矿山地质勘察中的综合物探技术[J].冶金管理,2022(18):87-90.

[6]张雨丰.综合物探技术在矿山地质勘探中的应用[J].中国金属通报,2022(8):73-75.

[7]代迪.物探技术在工程地质勘查中的应用[J].新疆有色金属,2022,45(6):33-34.

[8]刘雄.物探技术在矿山地质资源勘探中的应用研究[J].山西冶金,2022,45(4):163-164.

文章来源:马斌.物探技术在煤矿地质勘查中的应用研究与分析[J].能源与节能,2023(10):183-185.