王春元
肥城新查庄地质勘查有限公司 山东 泰安 271612
摘要：矿山安全在矿山生产中非常重要，矿井水害是影响矿山安全的最严重因素之一，地球物理探测技术在矿井水害的预防和管理中已确立了重要的地位。过去，由于独特方法的性质和矿山的地质条件，在使用物理勘探技术进行防治水调查时，勘探浪费了大量资源。因此，需要综合的物理勘探技术来预防和控制矿井水。本文主要介绍了综合物探技术和矿井水害防治的重要性，以及如何利用综合物探技术防治矿井水害。
关键词：物探技术；矿井；防治水
引言：在我国经济水平增长的背后是对资源的不断增长的需求，煤炭资源无疑是我国社会经济发展的重要能源。采矿过程的顺利进行，不仅影响到煤炭安全高效开采，而且也影响到我国经济的稳定发展。矿井水害预防和治理是矿井安全开采的重要组成部分，矿井水害的预防和管理操作可以基于五种主要的水危害类型：地表水害、老空（窑）水害、松散层孔隙水害、裂隙水害（含离层水害）、岩溶水害等。由于仅使用的物理勘探技术的局限性，地勘公司将三维地震和电法勘探等物探技术综合应用，以防止煤矿水害事故发生。这种综合的物探勘探技术可以提高煤矿生产的安全性并改善煤炭企业的经济，这在今后的应用中非常重要。
一、矿井水灾害内容
矿井的水源可分为地表水和地下水两大类。
地表水是指在矿区或周边存在包括河流、海洋、湖泊、沼泽、水库、水渠、洪水、山沟水、地表塌陷区积水等地表水体，通过矿井井口及才懂裂隙对矿井充水形成威胁。
地下水：按照水源主要划分老空水、松散层孔隙水、裂隙水（含离层水）、岩溶水等4个类型。
煤矿主要水害有：老空水、承压水、顶板水、地表水。矿山水害的预防和治理应遵循“预测与预报、有疑必探、先探先掘（物探先行、钻探验证）、先治后采”的原则。
水渗入矿井的症状：煤和岩墙的“汗水”；产生冷空气，冷煤，岩壁和雾；水噪音；工作台有害气体增加。煤层潮湿而黑暗，由于勘探方法和客观知识的局限性，地下水状况尚不清楚，不能保证不会有洪灾威胁或“可疑区域”。因此，在建造隧道及矿山掘进时，有必要分析和估计隧道或巷道前方是否有可疑区域。如果通过物探等技术手段发现有问题，就要采取积极的钻探措施，探查水源的位置、水压、水量、地下水与煤层的距离，并采取相应的防水措施，确保安全生产。
二、煤矿水管理工作及综合物探技术的应用现状
中国是煤炭储量相对丰富的国家，不同的国家有不同的煤炭储量和不同类型的矿产资源，煤矿是我国主要的能源生产之一，作为国家基础能源支柱产业的保证，煤炭资源的合理开发是国内经济技术稳定发展追求的重点。但是，在生产和采矿期间，煤矿的性能会影响主要的安全风险，水危害是一种隐藏的安全隐患，在矿山钻孔和采矿作业期间需要格外小心。在采矿过程中，地质结构的变化对煤炭生产产生重大影响。由于早期煤炭生产和开采管理中的漏洞，一些黑煤窑存在过度开采的问题，严重损害了该地区的地质环境。自此以来，我国一直致力于煤炭工业中矿产资源的整合和优化，在调查过程中，发现许多较老的煤矿缺乏完整和准确的地质数据，而且煤矿中的水勘探也受到影响，缺乏详细了解，这让操作人员很难调查实际情况，资源整合后，这使煤矿开采变得更加危险。
近年来，随着社会经济技术的飞速发展，综合物探技术取得了优异的研究成果。综合物理勘探技术在煤矿防治水中的应用也是当前煤矿管理研究的重点。如果要全面勘探煤矿的采空区，可以使用综合的物理勘探技术来更有效和安全地调查该区域的实际情况。综合物理勘探技术在预防煤矿水中的应用还处于起步阶段，但是其效果却非常全面，它具有高度的适用性和可靠性，可以为利益相关者提供准确的矿山数据，确保后期生产煤矿的安全，并最大程度地减少煤矿企业的人员和财产损失。
三、常见的综合物理勘探技术
1、三维地震技术
在综合地球物理勘探技术中，三维地震技术属于区域采集技术。真正的应用是充分利用传输点和接收者网络来形成地下数据点的网格，建立地下数据点的网格时应均匀分布。使用表面3D地震技术检测煤空山区时可捕获清晰准确的地质数据，并生成地下目标的图像，以帮助工人找到他们的相对位置。3D地震技术是2D地震技术的升级和优化。
与传统的2D地震技术相比，3D地震技术通过将坐标深度添加到轮廓坐标中来实现3D空间的创建，并准确获取地下空间中的3D结构数据量。
2、瞬变电磁法
瞬变电磁法是电子感应法，也就是说，它使用不接地的环路或接地的电源来传输脉冲电磁波，以检测和分析地下状况。在发射脉冲电磁波后，空隙使用回路或电偶极子接收次级磁场，获得有关次级磁场衰减曲线的相关数据，并收集地下空间的各种指标。
要注意瞬变电磁法使用纯二次电磁场测量，因此与传统的电气研究相比，它具有许多应用优势。在实际使用中，它可以有效地改善垂直和水平分辨率，从而增加搜索的深度和广度。瞬变电磁法还可以有效避免地质条件引起的数据偏差，有效提高采矿作业的质量和效率。
3、网络并行电法
网络并行电法是在高密度电法勘探基础之上发展起来的一种新技术。它既具有集电测深和电剖面法于一体的多装置、多极距的高密度组合功能；同时，还具有多次覆盖叠加的优势。由于采用并行电法技术，在数据采集时具有同时性和瞬时性，可得到供电时的测线上的全部电位曲线，使得电法图像更加真实合理，大大提高了视电阻率的时间分辨率。
四、综合物探技术控制矿井水的运用
当使用矿山的综合物理勘探技术来预防和控制矿井中的水时，综合因素包括矿山的地质条件，探测区域的物理特性差异以及探测区域，包括探测深度等等这些因素都需要考虑全面的选择，选择最适合矿山实际情况的物理勘探技术。
1、矿山地面勘探
为了预防和管理矿井中的水，有必要首先对地下进行调查以促进水的预防和管理。在开始预防和管理矿井水之前，“停止”所有可能导致洪水安全事故的因素。基于丰富的预防和管理煤矿的实践经验，以及煤矿的地质因素和影响煤矿开采和生产的地表特征，在矿井防治水的过程中可以使用3D地震方法。在矿井中，这种方法使得矿井中的空白区域无处可逃，也可以达到严格控制矿井的地面结构和煤层特性并最终提高矿井勘探水平的目标。
2、地下矿山的勘探
采矿区的地下采矿可避免地质灾害，并防止地下水流入危险区域，在矿区，矿山的综合物探技术在地表勘探中起着重要作用。它可以确保地下采矿作业的顺利进行。万一地下矿井发生水安全事故，可以使用综合了直流、水化学和钻井技术的综合矿井物理勘探技术，以确定对地下水源，水道和含水量对矿井结构的影响程度，可以保障水事故中地下矿山工人的人身安全和地下物体的安全。对于地下矿井，我们将整合物理勘探技术，并将其与电气勘探技术和钻井技术相结合，以发现通过地下矿井发现的异常区域，找出异常原因，并防止地下水渗入。
3、检查矿山断层的透水系数
煤矿工人可以将三维地震和电法勘探结合起来，选择综合的物理勘探技术，从而解决检测矿井断层穿透系数的问题。可以先使用三维地震勘探技术来检测煤矿中煤层的顶角，然后使用电法探测技术来简化从煤矿获得的二维地震数据，可以减少无用数据对测量和测量精度的影响，因此，采取预防措施解决测量问题是确保测量精度的有效方法。施工人员要让设备保持的完整的性能和精确性，这是测验师在下井之前必须完成的一项任务。地勘公司需要提高工程师的测量技能，技术人员作为测量工作的主要角色，测量技术的运用结果的得出有着直接影响。因此，相关企业一定要对员工组织定期培训，对相关技术人员进行有效的监督和管理。另外，也要将测量线和测量点的精准度提高，尽量将测量的误差缩小。
结语：我们迫切需要将综合的物探技术应用于煤炭的生产和开采，以有效地提高煤矿水害的预防和治理的质量和效果。全面的物理勘探预防工作可以对矿区潜在的地质安全隐患进行初步调查和分析，从而使相关矿区管理人员能够预防解决当地的地质和矿井水害问题。
参考文献：
[1]魏巍.论述矿井综合物探技术在矿井防治水中的应用[J].技术与市场,2017,24(7):223,225. DOI:10.3969/j.issn.1006-8554.2017.07.109.
[2]谢晓峰.综合物探技术在煤矿防治水中的应用[J].石化技术,2019,26(2):301. DOI:10.3969/j.issn.1006-0235.2019.02.247.
作者简介：王春元（1978.03-），男，汉族，山东省泰安市肥城市石横镇，副经理，本科，单位：肥城新查庄地质勘查有限公司
研究方向：矿井水害治理、工程地质、水文地质、工程钻探、工程物探