慕斌(甘肅煤電股份有限公司華亭煤礦，甘肅 華亭 744100)

0 引言

在煤礦生產(chǎn)工作當(dāng)中，需要堅(jiān)持“安全第一”的原則，而水害問(wèn)題對(duì)煤礦安全生產(chǎn)所產(chǎn)生的影響十分嚴(yán)重，對(duì)此，相關(guān)企業(yè)需要對(duì)物探技術(shù)加強(qiáng)應(yīng)用。在水害類型勘測(cè)工作開展過(guò)程中，由于物探技術(shù)特點(diǎn)和煤礦地質(zhì)條件等因素的影響，進(jìn)而導(dǎo)致勘測(cè)工作中資源被大量浪費(fèi)。所以，相關(guān)煤礦企業(yè)需要對(duì)綜合物探技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，確保煤礦防治水工作的有效開展，保證煤礦生產(chǎn)的安全性，使煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到有效提高，促進(jìn)我國(guó)煤礦行業(yè)的健康發(fā)展。

1 煤礦水災(zāi)害分析

煤礦水具體是指煤礦在開拓和采掘時(shí)，其井巷或工作面等位置涌入的水源。而煤礦突水則主要是指煤礦含水層、工作面以及井巷等位置發(fā)生的出水事故。針對(duì)煤礦工程當(dāng)中相關(guān)水害事故的產(chǎn)生因素進(jìn)行分析，其具體包括以下幾個(gè)方面。

首先，缺乏安全意識(shí)。當(dāng)相關(guān)煤礦突水事故的征兆十分明顯時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)工作人員缺乏避災(zāi)意識(shí)，管理人員麻痹大意未及時(shí)采取相應(yīng)的預(yù)防措施，仍舊繼續(xù)掘進(jìn)工作，進(jìn)而導(dǎo)致各類水害事故發(fā)生[1]。

其次，對(duì)水文地質(zhì)情況了解不夠詳細(xì)。由于部分煤礦企業(yè)的工作人員未查明煤礦水文地質(zhì)類型及周邊水文地質(zhì)條件，進(jìn)而導(dǎo)致相關(guān)水文地質(zhì)信息資料不夠健全，無(wú)法充分落實(shí)各項(xiàng)技術(shù)，最終導(dǎo)致煤礦水災(zāi)害的發(fā)生。

再次，沒有有效開展預(yù)防處理工作。由于一些部門領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)工作人員對(duì)煤礦水災(zāi)害所采取的預(yù)防處理措施不夠及時(shí)，未落實(shí)探、防、疏、堵、排、截、監(jiān)等綜合防治措施，進(jìn)而引發(fā)突水事故。

最后，技術(shù)應(yīng)用需要加強(qiáng)。在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中掘進(jìn)和開采煤礦時(shí)，需要合理應(yīng)用相關(guān)技術(shù)。但一些煤礦工程在具體生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，由于未對(duì)先進(jìn)技術(shù)加強(qiáng)引進(jìn)和應(yīng)用，進(jìn)而降低了自身對(duì)煤礦水災(zāi)害問(wèn)題的控制效果。

所以，在煤礦生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，針對(duì)水災(zāi)害相關(guān)企業(yè)需要按照預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采的防治水原則，合理采取預(yù)防處理措施，確保能夠有效開展煤礦掘進(jìn)、開采等相關(guān)工作內(nèi)容[2]。

2 煤礦物探方法分析

物探主要利用物理原理，對(duì)地殼淺層地質(zhì)構(gòu)造和物理性質(zhì)進(jìn)行研究，不僅可勘察有用礦床，而且還能夠使相關(guān)地質(zhì)問(wèn)題得到解決。在對(duì)物探方法進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要充分保證物理基礎(chǔ)，具體而言，在地殼當(dāng)中應(yīng)該包含大量不同物理性質(zhì)的地質(zhì)體或分界面，進(jìn)而在空間內(nèi)形成天然物理場(chǎng)。相關(guān)物探人員可采用儀器在煤礦內(nèi)對(duì)物理場(chǎng)的變化數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集和觀測(cè)，再利用計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的物探資料進(jìn)行分析和研究，從而對(duì)地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)分布情況進(jìn)行推斷解釋。物探方法可在地面和煤礦當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用，本文主要探討其在煤礦防治水中的應(yīng)用方法。在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，物探方法的應(yīng)用可為采煤工藝選擇以及井巷工程、工作面布置等提供相關(guān)地質(zhì)資料。通常情況下，物探技術(shù)的探測(cè)對(duì)象主要為巷道內(nèi)煤層，對(duì)比地面物探具有明顯優(yōu)勢(shì)，不僅距離探測(cè)目標(biāo)較近，而且還能夠明顯突出物探異常，具有較高的分辨率，物探方法也十分多樣，以下是幾種比較常見的物探方法。

2.1 超前探測(cè)

超前探測(cè)是在煤礦掘進(jìn)工作面實(shí)施的一種探測(cè)技術(shù)，需要對(duì)掘進(jìn)巷道前方相應(yīng)范圍內(nèi)可能存在低阻異常體的位置進(jìn)行探測(cè)，具體包括頂板、底板、順層，這樣一來(lái)可在掘進(jìn)操作過(guò)程當(dāng)中，有效揭露地質(zhì)異常體等。彈性波超前探測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，需要對(duì)地震勘探原理進(jìn)行充分研究，并根據(jù)巖層不同巖性所存在的彈性差異進(jìn)行參考，將地球物理作為探測(cè)工作開展的基礎(chǔ)條件，利用相關(guān)觀測(cè)系統(tǒng)對(duì)地震波進(jìn)行人工激發(fā)，從而記錄全空間內(nèi)的波長(zhǎng)，明確地質(zhì)構(gòu)造的實(shí)際情況。

2.2 煤礦瞬變電磁探測(cè)

瞬變電磁探測(cè)是指對(duì)不接地回線進(jìn)行應(yīng)用，并向相關(guān)地質(zhì)體發(fā)射具體的脈沖式電場(chǎng)，將此作為場(chǎng)源。在被測(cè)地質(zhì)受到激勵(lì)后可產(chǎn)生二次場(chǎng)，通過(guò)發(fā)射脈沖的間隙對(duì)回線進(jìn)行接收，具體需要接受二次場(chǎng)在發(fā)射時(shí)間改變后的響應(yīng)。這樣一來(lái)，可對(duì)二次場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和獲取，分析地質(zhì)體的具體位置，有效解決相關(guān)地質(zhì)問(wèn)題。

2.3 直流電法探測(cè)

直流電法探測(cè)的技術(shù)條件為煤巖介質(zhì)導(dǎo)電性差異，可通過(guò)人工構(gòu)建或自然形成的電場(chǎng)，從而分析出電場(chǎng)的實(shí)際分布情況，最終明確地質(zhì)體情況和煤礦地質(zhì)構(gòu)造。

2.4 礦用無(wú)線電波透視儀法

無(wú)線電波透視儀法也被稱之為坑透法，該方法主要勘探煤礦工作面的煤體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育情況。通過(guò)對(duì)此方法進(jìn)行應(yīng)用，可為地質(zhì)構(gòu)造和煤體結(jié)構(gòu)、厚度等勘探工作提供有力依據(jù)。例如，在工作面上對(duì)無(wú)線電波透視儀法進(jìn)行應(yīng)用，可以結(jié)合吸收率的不同，從而確定工作面內(nèi)存在的地質(zhì)異常體，有效控制由于煤礦開采而產(chǎn)生的相關(guān)突水事故[3]。

3 煤礦綜合物探技術(shù)在煤礦防治水工作中的應(yīng)用分析

物探技術(shù)主要是指地球物理勘探技術(shù)，其理論依據(jù)具體為，結(jié)合物理現(xiàn)象解釋相關(guān)地質(zhì)結(jié)構(gòu)或地質(zhì)體，屬于間接勘探技術(shù)的一種。在煤礦實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，煤礦物勘是井下勘探技術(shù)當(dāng)中十分重要的一項(xiàng)內(nèi)容，其不僅可以有效降低生產(chǎn)成本，而且還能夠提高施工效率，因此在煤礦企業(yè)當(dāng)中也得到了廣泛應(yīng)用，可以使相關(guān)煤礦地質(zhì)問(wèn)題得到有效解決。在煤礦防治水工作開展過(guò)程當(dāng)中，對(duì)綜合物探技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，需要對(duì)煤礦地質(zhì)條件、探測(cè)區(qū)物性差異大小以及區(qū)域深度等相關(guān)因素進(jìn)行綜合考慮，從而確保綜合物探技術(shù)的應(yīng)用能夠與煤礦實(shí)際情況相符合。

3.1 在煤礦地面上的勘探

在煤礦防治水工作開展過(guò)程當(dāng)中，需要有效勘探地面，以此提升防治水工作質(zhì)量，在防治水工作開展前，將可能導(dǎo)致水害安全事故產(chǎn)生的相關(guān)因素進(jìn)行有效控制。三維地震方法在煤礦防治水工作當(dāng)中，可在具有較高地面密度的煤礦中進(jìn)行使用，對(duì)地震勘探的空白區(qū)域進(jìn)行有效覆蓋，重新布置存在漏洞的區(qū)域，從而有效開展地面鉆探工作。通過(guò)對(duì)三維地震勘探技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可使煤礦的煤層特性和地面構(gòu)造得到有效控制。

3.2 在煤礦井下的勘探

在煤礦地面勘探工作當(dāng)中，綜合物探技術(shù)可以起到有效作用，確保煤礦采掘工作開展過(guò)程中有效避開相關(guān)突水危險(xiǎn)區(qū)域和地質(zhì)災(zāi)害區(qū)，保障井下采掘工作的有效開展。為了對(duì)煤礦下的水害安全事故進(jìn)行有效預(yù)防，相關(guān)煤礦企業(yè)可對(duì)水化學(xué)直流電法以及鉆探法等物探技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，從而對(duì)井下的導(dǎo)水通道水源以及含水構(gòu)造物規(guī)模等因素進(jìn)行查明，避免發(fā)生水害事故，使采掘工作人員的生命安全得到有效保證。在井下采掘工作開展過(guò)程當(dāng)中，可以有效結(jié)合鉆探技術(shù)和電法勘探技術(shù)全面勘探井下坑透發(fā)現(xiàn)的相關(guān)異常區(qū)域，并對(duì)其異常原因進(jìn)行查明，為防治水工作的開展提供依據(jù)。

3.3 瞬變電磁法基本原理

瞬變電磁法也可以稱之為時(shí)間域電磁法，需要對(duì)不接地回線或接地導(dǎo)線的發(fā)射脈沖電流進(jìn)行利用，使其形成場(chǎng)源，可對(duì)目的物感生的二次電流進(jìn)行激勵(lì)探測(cè)。與此同時(shí)，在發(fā)射脈沖的間隙還可對(duì)接地電極或回線等進(jìn)行利用，從而對(duì)二次場(chǎng)隨時(shí)間變化的響應(yīng)進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)測(cè)量中的異常，可對(duì)地下不均勻?qū)щ娦阅芤约拔恢玫冗M(jìn)行分析，使相關(guān)地質(zhì)問(wèn)題得到有效解決。觀測(cè)過(guò)程主要在脈沖間隙當(dāng)中進(jìn)行，不會(huì)受到一次場(chǎng)源的干擾，在時(shí)間上具有可分性，而且脈沖作為多頻率合成，在不同延時(shí)觀測(cè)時(shí)，其頻率成分存在差異，同時(shí)相應(yīng)時(shí)間場(chǎng)在地層當(dāng)中也有著不同的調(diào)查深度和傳播速度，可以將其看作為空間的可分性。而瞬變電磁法的主要特點(diǎn)，具體包括以下幾個(gè)方面。

首先，把頻率域法的精度問(wèn)題轉(zhuǎn)成靈敏度問(wèn)題，加大功率靈敏度可以增大信噪比，加大勘探深度。在高阻圍巖地區(qū)不會(huì)產(chǎn)生地形起伏影響的假異常；在低阻圍巖區(qū)，由于是多道觀測(cè)，早期道的地形影響也較易分辨。

其次，可以采用同點(diǎn)組合進(jìn)行觀測(cè)，使與探測(cè)目標(biāo)的耦合最緊，取得的異常響應(yīng)強(qiáng)，形態(tài)簡(jiǎn)單，分層能力強(qiáng)，橫向分辨率高。對(duì)線圈點(diǎn)位、方位或接發(fā)距要求相對(duì)不嚴(yán)格，工作比較簡(jiǎn)單，具有較高的施工效率。與此同時(shí)，該項(xiàng)物探技術(shù)還有穿透低阻覆蓋的能力，探測(cè)深度較大。

最后，剖面測(cè)量與測(cè)深工作同時(shí)完成，提供了更多有用信息，減少了多解性。由于發(fā)射場(chǎng)能量分布于較寬的頻帶上，信噪比往往較低，更容易受天然和人文干擾電磁信號(hào)的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)不同物探技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，由于其自身具有一定的局限性，因此需要有效結(jié)合不同物探技術(shù)，從而使單一物探技術(shù)的局限性得到有效打破，確保滿足煤礦的防治水工作要求，保證煤礦安全生產(chǎn)。對(duì)此，煤礦企業(yè)需要對(duì)三維地震勘探、無(wú)線電波坑道透視以及綜采工作面瞬變電磁等不同物探方法進(jìn)行有效結(jié)合，從而使物探工作質(zhì)量和效率得到有效提高，提升煤礦的水害防治水平。