周彥輝

摘 要：在煤炭礦井生產(chǎn)中，對(duì)礦井水源、水量及涌水通道等礦井水文地質(zhì)信息進(jìn)行有效探明，一直是礦井生產(chǎn)安全管理的重中之重。但礦井水文地質(zhì)條件所獨(dú)有的隱蔽性與區(qū)域性，使得很難通過(guò)一般手段對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確勘明。因此，通過(guò)綜合物探技術(shù)對(duì)礦井水文地質(zhì)情況進(jìn)行勘測(cè)便具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。筆者在此重點(diǎn)針對(duì)瞬變電磁法和探地雷達(dá)法結(jié)合物探專(zhuān)業(yè)技術(shù)在煤炭礦井水文地質(zhì)中綜合應(yīng)用進(jìn)行了分析，以此來(lái)為提高礦井內(nèi)偵查的安全工作提供有利保證。

關(guān)鍵詞：綜合物探；探測(cè)水文地質(zhì)；綜合研究

前言：合理運(yùn)用綜合物探技術(shù)加強(qiáng)對(duì)煤炭礦井水文地質(zhì)的有效分析，有利于降低礦井內(nèi)各類(lèi)事故的發(fā)生率，保證各項(xiàng)生產(chǎn)計(jì)劃的順利完成。綜合物探技術(shù)在使用中具有探測(cè)效率高、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn)，因此，結(jié)合煤炭礦井水文地質(zhì)分析的實(shí)際要求，有利于獲取可靠的有關(guān)礦井采空積水區(qū)的更多信息，確保礦區(qū)水文地質(zhì)勘探結(jié)果的合理科學(xué)性。

1.不同的物探技術(shù)分析

1.1瞬變電磁法的使用原理

瞬變電磁法對(duì)礦區(qū)的含水量具有很好的探測(cè)效果，在本質(zhì)上屬于時(shí)間域電磁法，它的運(yùn)用原理是利用圍巖和目標(biāo)體之間具有的明顯電性差異從而判斷目標(biāo)體的具體位置，如果勘測(cè)過(guò)程中巖石本身含水量高，則被勘測(cè)的圍巖和目標(biāo)體之間的電性差異也會(huì)很大，此時(shí)，這種情況利用瞬變電磁法判斷也是最方便準(zhǔn)確的，瞬變電磁法使用方法是首先用不接地回線(xiàn)或者接地電源向地底發(fā)送一次脈沖場(chǎng)，在一次脈沖的發(fā)送期間，利用回線(xiàn)或者電偶極接受由受一次脈沖脈沖電波激勵(lì)產(chǎn)生渦流的非穩(wěn)定電場(chǎng)，及感應(yīng)二次場(chǎng)，這種探測(cè)方法屬于時(shí)域電磁感應(yīng)法，它在一定程度上能夠很好消除噪聲源對(duì)勘測(cè)的干擾。其相較于其他電法勘測(cè)技術(shù)，還具備響應(yīng)形態(tài)簡(jiǎn)單、體積效應(yīng)小、分層能力強(qiáng)、穿透性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能夠同步完成剖面測(cè)量與測(cè)深工作，有利于實(shí)現(xiàn)礦井水文地質(zhì)情況的高效、精準(zhǔn)測(cè)定。

1.2探地雷達(dá)法的原理

探地雷達(dá)法在使用中可以為各種地質(zhì)問(wèn)題的有效處理提供必要的參考信息，為綜合物探技術(shù)實(shí)際應(yīng)用范圍的擴(kuò)大提供了可靠的保障。運(yùn)用探地雷達(dá)法完成相關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題的處理時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)麥克斯韋方程組的深入理解，運(yùn)用“變化的磁場(chǎng)能夠產(chǎn)生變化的電場(chǎng)、變化的電場(chǎng)能夠產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)”的理論，對(duì)煤礦礦井水文地質(zhì)分析中相關(guān)存在問(wèn)題進(jìn)行必要的分析，減少礦井內(nèi)生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)施中存在的安全隱患。探地雷達(dá)使用中的探測(cè)原理是將不同介質(zhì)的介電常數(shù)及電阻率作為主要的參考依據(jù)，結(jié)合高頻無(wú)線(xiàn)電磁波對(duì)介質(zhì)內(nèi)部不可見(jiàn)的物質(zhì)進(jìn)行必要的分析與處理的地球物理方法。通過(guò)脈沖形式產(chǎn)生電磁波，進(jìn)而通過(guò)礦井對(duì)地下介質(zhì)能量吸收的多少進(jìn)行必要的分析，從而探測(cè)到煤礦礦井水文地質(zhì)災(zāi)害的相關(guān)要素。

2.綜合物探技術(shù)在煤礦礦井水文地質(zhì)中的應(yīng)用

2.1瞬變電磁法的實(shí)際應(yīng)用

瞬變電磁法在具體的操作過(guò)程中，需要技術(shù)人員預(yù)先選擇地理位置良好的巷道，這樣才有利于合理運(yùn)用多種物探技術(shù)，對(duì)礦井采空積水區(qū)的地質(zhì)特征信息進(jìn)行深入的分析，使得人們可以準(zhǔn)確的找到煤礦礦井采空區(qū)的區(qū)域范圍，更加了解煤礦礦井采空區(qū)的安全情況。與此同時(shí)，結(jié)合煤礦礦井的實(shí)際概況，運(yùn)用偶極瞬變電磁法對(duì)采空積水區(qū)進(jìn)行勘探，具體的工作流程為：采取有效的方式將發(fā)射線(xiàn)圈與接收線(xiàn)圈置于相同的位置，并將二者之間的距離控制在10m的范圍內(nèi)，探測(cè)方向應(yīng)指向被測(cè)物質(zhì)內(nèi)部，對(duì)探測(cè)深度100m之內(nèi)的地質(zhì)狀況進(jìn)行必要的分析，并將發(fā)生頻率設(shè)置為25Hz，發(fā)射電流保持在17A左右，對(duì)應(yīng)的時(shí)間窗口保持在20門(mén)左右，開(kāi)始測(cè)量。在測(cè)量時(shí)要注意偶極瞬時(shí)電磁法使用中探測(cè)方向指向煤層內(nèi)部，并將接收線(xiàn)與發(fā)射線(xiàn)圈之間的距離保持在大于8m的范圍內(nèi)。

井田內(nèi)構(gòu)造地質(zhì)體往往與其周?chē)橘|(zhì)的電阻率有差異，一般寒武系灰?guī)r和煤系的電阻率要高于其周?chē)鷰r層，而含水?dāng)鄬雍土严兜碾娮杪势汀Ｍ瑫r(shí)，斷層溝通不同地層時(shí)，其構(gòu)造內(nèi)部的破碎物的特性也會(huì)存在明顯差異，包括透水性與富水性。一般情況下，灰?guī)r、砂巖地層中的斷層破碎帶電阻率偏低，而其富水性較好，在泥巖和砂質(zhì)泥巖中則恰恰相反。這正是瞬變電磁法勘測(cè)地層裂隙與含水層富水性的主要依據(jù)。

2.2探地雷達(dá)法在水文地質(zhì)的實(shí)際應(yīng)用

將反射剖面法作為探地雷達(dá)法的主要操作方法，選用地質(zhì)雷達(dá)儀，并將頻率設(shè)置在一定的范圍內(nèi)，對(duì)煤礦礦井測(cè)量區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。通過(guò)對(duì)所有采集數(shù)據(jù)的有效分析，可以在一定范圍內(nèi)制作出科學(xué)的剖面圖，進(jìn)而對(duì)煤礦礦井水文地質(zhì)災(zāi)害的影響范圍進(jìn)行綜合地評(píng)估。一般情況下，探地雷達(dá)法其勘測(cè)深度一般保持在1.5米以上時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生較為明顯的反射同相軸現(xiàn)象；而處于1.5米以下時(shí)，就不會(huì)產(chǎn)生煤炭地下分層現(xiàn)象；在探測(cè)深度保持在6米上下波動(dòng)范圍之內(nèi)時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)比較復(fù)雜的反射同相軸。所以，根據(jù)上文描述，在0米到6米的區(qū)域內(nèi)時(shí)，地下煤層是比較穩(wěn)定的。但是在小于6米的區(qū)域內(nèi)的煤層，反射同相軸較為復(fù)雜難辨，那就肯定會(huì)有采空區(qū)的出現(xiàn)，這就意味著容易發(fā)生煤層坍塌的現(xiàn)象。結(jié)合物探技術(shù)的綜合成果，可以制作出科學(xué)合理的剖面圖，這樣大大方便了技術(shù)人員的操作，準(zhǔn)確的找到煤礦礦井采空區(qū)的區(qū)域范圍，這樣提高了技術(shù)人員的工作效率。探地雷達(dá)法使用中主要的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)有操作流程簡(jiǎn)單，連續(xù)檢測(cè)效果良好；使用中的探測(cè)效率高、速度快，能夠滿(mǎn)足地質(zhì)調(diào)查的各種需求；同時(shí)探地雷達(dá)法的采樣率相對(duì)較高，為無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用效果的增強(qiáng)提供了可靠的保障。

結(jié)語(yǔ)：采取有效的措施實(shí)際應(yīng)用在煤炭礦井水文地質(zhì)勘探工作中，能夠提升礦井內(nèi)勘測(cè)工作效率。在礦井事業(yè)發(fā)展的越來(lái)越火熱中，科學(xué)的、有效的、合理的對(duì)綜合物探技術(shù)的使用，大大提高了其勘探工作的效率，業(yè)績(jī)明顯提高，增強(qiáng)礦井水文地質(zhì)的應(yīng)用效果。在上文中主要通過(guò)探地雷達(dá)法與瞬變電磁法的綜合物探方式，勘測(cè)獲取勘測(cè)區(qū)富水區(qū)位置、產(chǎn)狀、形態(tài)、特性等參數(shù)，并通過(guò)鉆探施工進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，進(jìn)一步證實(shí)了綜合物探技術(shù)的可行性與準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷元.綜合物探技術(shù)在礦山水文地質(zhì)中運(yùn)用研究[J].華東科技（學(xué)術(shù)版），2017（4）：30-30.

[2]王星明.綜合物探技術(shù)在勘查礦區(qū)水文地質(zhì)中的應(yīng)用[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2007（S1）：22-24

[3]劉飛虎.綜合物探方法在煤礦水文地質(zhì)中的應(yīng)用分析[J].煤礦現(xiàn)代化，2013（2）：84-85.