浙江有色地球物理技术应用研究院有限公司 浙江省绍兴市 312000
摘要：伴随着经济的快速发展，工业化水平的不断提升，我国能源需求量在不断增加。煤炭是我国的主要能源，我国绝大多数矿井采用井工开采方式，随着矿井开采深度的增加，矿井生产条件日趋复杂，受到水害、瓦斯、地应力等灾害影响较为明显。做好地质勘探，对保证矿井生产安全具有十分重要的意义。
关键词：物探；钻探；巷道掘进；地质勘探
引言
随着煤炭开采深度的不断加深，巷道掘进以及煤炭开采时遇到的地质构造复杂程度也不断加大，为了确保矿井生产安全，需要采用多种超前探测方式对掘进巷道前方的不良地质构造单元（包含断层、采空区、陷落柱以及破碎带等等）进行探测，以便提前好的应对准备，确保巷道掘进安全。现阶段，巷道超前探测技术手段多种多样，常用的有地震反射法、瞬变电磁法以及地质雷达等。通常一种超前探测方法不能有效的对前方复杂地质构造进行探测，需要多种技术进行综合使用。
1物探技术的综合应用分析
物探技术在，煤矿巷道掘进防治水中的应用有着众多优势，但是依靠单一的物探技术还是不能将其优势充分发挥出来，物探技术也有着其自身独特的优势与局限，通过对物探技术的综合应用，物探技术在实际应用中就能取长补短、优势互补，能更加全面的反应出矿区富水的特点，为巷道掘进防治水工作提供更加可靠的参考信息与数据。其实，物探在实际应用中，其快速、准确、经济、安全等优势，在煤矿巷道掘进防治水工作中再能体现，由于单一的物探技术有着一定局限，因此煤矿单位常会利用多种物探技术对矿井地下水富集的情况进行探测，地下岩溶水到分布等情况进行综合性分析，并为接下来的巷道掘进防治水工作提供重要参考，使得综合物探技术是煤矿水患预测的应用重点分析。像高密度电法就是一种比较常见的在巷道掘进防治水中的应用的综合物探技术。高密度电法是一种比较典型直流电法勘探，在巷道掘进周围潜在的水患探测中的综合应用，能为矿山防治水提供十分重要的依据，并综合不同物探技术更加准确地推断出巷道掘进前方存在的富水问题。也就是说在地质体电性的差异基础上，通过多路转换器进行供电，促使测量电极进行自动转换，地质体电性规律进行探究，观测到地质体电性差异，并达到地质勘查的最终目的。
2物探与钻探结合在巷道掘进超前探测中的应用
2.1直流电法探测原理及实践
采用直流电法对掘进前方进行探测主要是依据单极-偶极电阻率测量法，在单一点采用电源A进行供电，另一端供电电极B处于无穷远位置，在以电源A为中心形成等电位球面，通过对电极M、N两点之间的电位差进行测量，可以对探测区范围内的岩体电性响应进行判断。
2.2地震波超前探测技术原理
地震波超前探测技术属于反射地震波勘探范畴，利用小药量在指定的震源点（通常在巷道的左帮或右帮，一般24个炮点布成一条直线）激发产生地震波，地震波在岩石中传播遇到物性界面（即波阻抗差异界面，例如断层、岩石破碎带和岩性界面等）时一部分信号反射回来、一部分信号折射进入前方介质，反射回来的地震信号被高灵敏度的地震检波器接收供分析解释。反射波的传播时间、强弱、相位等信息与反射界面的位置、性质密切相关，通过分析反射波的各种特征即可判断掘进头前方的断层、破碎带和岩性界面等的分布状况。地震波超前探测距离可达100～150m，适用于探测巷道掘进头前方的断层、破碎带、陷落柱、采空区和岩性变化带等。
2.3钻探探测
为了确保巷道掘进安全并验证地震散射探测结果，在52306回风巷掘进迎头共布置3个超前探测钻孔，其中在一个布置在掘进迎头，与巷道掘进方向夹角为0°，钻孔深度为80m，其余2个分别向巷帮内倾斜，与掘进方向夹角分别为30°、-30°。根据钻孔探测时取芯情况以及钻孔成孔情况，在钻孔钻进至掘进面14~26m、29~43m范围时，钻孔出现轻微塌孔现象；在钻孔钻进至60~75m范围时，钻孔取芯破碎，钻孔塌孔较为严重，表明在该范围段内煤层较为破碎。其余范围内的钻孔钻进较为正常。
2.4瑞雷波法在巷道掘进防治水中的综合应用
通常来说，瑞雷波法的勘探深度是80m，其实际应用中，能进一步提高对异常界面精确度的判断，判断出异常范围。瑞雷波法的实际工作原理在传播方向有一定衰减差异，利用不同振动频率，瑞雷波能勘探出地质异常体和地质构造，采集和地质异常体的相关数据信息，继而保证采空积水区范围能被准确判断出来，这样说来该方法也是一种十分有效地质预测预报方法。瑞雷波法在是实际应用中，要对使用仪器进行合理的选择，像YTR瑞雷波探测仪的应用就能有效实现对巷道掘进防治水的勘探。在实际勘探中，若是矿区开采地板含水层探测出现奥陶系碳酸盐岩溶裂隙含水层，与石灰系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水层，这这样的施工现场条件是十分不利的，具体物探技术很难发挥出其真正优势，探测工作也有很大的局限性。
2.5物探综合分析
在对巷道掘进进行物探时，巷道掘进至94m处，直流电探测以及瞬变电磁探测结果表明，在掘进工作面前方存在一定范围的低阻异常区，结合前期的水文地质勘探资料以及现场地质资料分析，在巷道掘进工作面前方45m位置处有岩层电阻变化异常区域，可能是富含水区域，分析原因可能是有落差较大断层引起，需要采用钻探进行验证，确保安全后方可继续施工掘进。
2.6坑透法
坑透法，即矿用无线电波透视仪进行无线电波透视法，该方法在工作面内部探测中，工作面的地质构造发育情况、煤体的结构以及厚度变化等都能被勘测出来。这种方法常被用来对采煤工作面内部的地质构造、煤体结构、煤体厚度以及水文地质等不同条件进行有效地预测与预报，继而保证工作面探测的准确性与高效性，也能为探测工作的安全进行提供有力参考依据。还有对物探资料的处理工作，一般是对物探资料进行有效处理。需要对原始观测数据的整理，再对一些畸变数据进行反复剔除与矫正，保证观测数据的准确性，在必要的情况下也要对各种测线视电阻率进行反演，确保地层地质资料得到有效的比较，最后结合相关重要的数据信息，结合矿区实际状况以及监测地实际情况，绘制出超前探测成果图。矿产单位的技术工作人员要与本矿地质资料结合在一起，结合物探成果图，对施工巷道工作中面对的前方视电阻率剖面图进行详尽地分析，若是工作面前方有低阻异常区域存在，要利用专业知识与技能推断出异常区是否有裂隙发育地带，还有就是对采空区、小窑积水区等进行判断，保证异常区工作面前方有具体位置存在。在实际工作中，要结合施工地实际情况编制出物探报告，制定出防治水工作的具体方案，使得掘进工作面与物探报告相符合，实施针对性的探放水工作。
结语
随着矿井开采深度的不断增加，煤炭开采时面临不安全因素增多，地质构造复杂程度增加、瓦斯、水、地应力、软岩等都会对给矿井生产带来不利影响。强化对矿井采掘工作面地质勘探，是确保矿井生产安全的重要手段。物探以及钻探是矿井地质勘探常用的技术手段，将物探与钻探相结合，用以对巷道掘进工作面前方地质勘探，可以避免单一地质勘探手段存在的弊端，提高地质勘探的准确性，为巷道掘进提供有效的地质资料支撑。
参考文献：
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