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综合地质勘探法在煤矿地质勘探中的应用探究

发表时间：2021/4/13 来源：《基层建设》2020年第32期作者：王乐

[导读] 摘要：在煤炭开采过程中，地质勘探是一项必不可少的工作，科学全面的地质勘探是煤炭开采作业能安全顺利进行的保障。

        云南煤层气资源勘查开发有限公司昆明 650000
        摘要：在煤炭开采过程中，地质勘探是一项必不可少的工作，科学全面的地质勘探是煤炭开采作业能安全顺利进行的保障。为进一步提升煤矿体质勘探水平，本文运用文献法、调查法等对综合地质勘探法的特征特点做简要分析，其次就如何将综合地质勘探法有效运用于煤矿地质勘探活动展开探究，希望能为相关工作带来些许帮助，
        关键词：综合地质勘探法；煤矿地质勘探；技术应用
        当前可用于煤矿地质勘探的技术方法较多，如雷达探测法、直流电探测法、电磁瞬间变换法以及地震波反射法等等。这些技术方法虽然都足够科学先进，但也存在一些缺陷，若在实际的地质勘探作用只采用其中一种勘探方法可能无法获得理想的勘探效果。因此在开展煤矿地质勘探作业时，需要结合实际情况将各项技术手段有机结合，综合采用多种勘探方法以实现对矿井周围地质的精确探测。下面结合实际，就综合地质勘探法在煤矿地质勘探中的应用做具体分析。
        1综合地质勘探法概述
        所谓综合地质勘探法，指的是根据实际的勘探需求有机结合各种地质勘探技术，充分发挥各种地质勘探方法的优势以提升地质勘探的精确性。在当前的煤矿地质勘探作业中，经常将物理勘探、信息化勘探以及传统勘探技术等有机结合，利用传统技术手段获得矿井周边的地质信息，然后再运用信息技术将其进行处理、转化，构建出三维立体模型或直接得到三维图纸，使采矿区的水文地质信息得到更真实、直观且全面地展现，让后续的煤矿开采活动能够顺利有序进行【1】。
        在传统的勘探思路以及技术模式下，地质勘探人员习惯将井下钻探与地面钻探两种技术手段结合应用，借助地面钻探与井下钻探准确探测出采空区的含水特性以及采矿区域的地质构成。这种技术方法虽能获得精度较高的探测结果，但是勘探所用时间长、效率低并且成本高，因而在目前这种综合的勘探方法已经不常被使用。当前所采用的综合地质勘探方法多是由井下瞬变电磁技术、三维地震勘测技术、钻探技术等组成。合理运用该综合的勘探技术能够精确查明煤层构造、矿井以及周边地下水情况等而各项信息，为煤矿开采方案的制定提供出重要的参考信息。
        2综合地质勘探法在煤矿地质勘探中的应用
        某煤矿自建成后已经连续开采5年，矿井在建设时采用的是竖井开采的方式，矿井内的通风主要是借助井中的负压进行。该矿井产量较大，结构也比较稳定，但在开采过程中也遇到了不少问题，如煤炭断层等，使正常的开采活动受到较大影响。为更全面地了解矿区自然环境状况以及煤层分布情况，将井下探测、地面探测等多种技术方法做了联合应用，借助综合地质勘探方法对煤矿地质进行了全面与精确的勘察。具体分析如下。
        2.1地面钻探
        在煤矿建设前期，结合当地自然环境情况确定利用地面钻探技术来寻找矿井位置。勘探时，共于地面上布设115个钻孔，进尺总深为11.56.3m，每个钻孔深度约为645m。地面上每一平方米内大概布设有2.2个钻孔。布孔结束后对所有钻孔进行了探测，获得了有关该区域土壤类型、土层结构、煤层分布以及地下水深度等地质资料【2】。
        2.2煤层开采面勘探
        由于该煤矿的煤层分布比较复杂，为了获得最为精确且全面的煤层信息，确定将电磁瞬变探测技术、地面二维探测技术以及立体地质勘测技术等多项技术进行综合应用，利用其详细探测煤层分布情况与矿区内地质断层情况，勘察煤层周边地质构造特点等。在获得以上信息后又利用综合勘探技术对煤层含水量、矿井内地下水含量、地下水位变化幅度等进行了探测，基于探测数据，采用三维成像技术构建了三维立体的煤层地质构造图，使矿区内的地质条件信息得到了直观、全面且形象的反映。

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如根据煤层地质构造图得知，该矿区内煤层连续性较高，地质条件相对稳定，可以正常开采【3】。
        2.3井下综合勘探
        具体的探测过程如下：首先是在正式开采煤矿之前于煤层中掘进一条煤炭运输巷道，并于煤炭开采区的周边布置适量的边界通道，利用这些通道来为地质勘探工作提供便利，同时也为采煤作业的开展打好基础。其次是在正式采煤前先掘出低下排水巷道，对相邻综合开采巷道进行掘进时，主要是沿煤层设置出大巷道。在掘进排水巷道过程中运用地下钻探法、地下物探等技术对矿井中的地质条件以及煤层构造等进行探测，获得最为真实准确的数据为后续的开采工作提供数据支持。由于周边介质与地下隐藏物在磁性、密度、电性、电化学性、弹性等方面存在很大差异，因此可通过地下探测确定出煤炭所在位置。同时，在深部地质条件复杂的情况下，也可通过测量弹性波场、电磁场、电场、电化学场等物理场分布特征来获得隐藏物的位置信息，实现有效探测【4】。
        除此之外还采用微动测探勘测技术来对天然场地的微动信号进行捕捉，对地下波的速度结构进行反演，最终得到与地下介质有关的各项信息。在探测时，根据矿区实际情况以及具体的探测要求先布置出观测台阵（观测台阵要能体现出单点勘探的特点）。观测台阵主要是由两个大小不同的同心圆组成，在台阵的内部又存在有一个正三角形。在布设观测台阵时，要根据煤炭探测深度来确定台阵的大小，若煤炭勘测深度较大，那么观测台阵就不能太小，要能保证勘测人员能够通过对同心圆的观测获得一些信息。做好观测台阵的布设后，再根据具体情况合理布设测线，所布设的测线要能满足二维微动测探的要求【5】。
        2.4顺槽掘进勘探
        在开展顺槽掘进勘探工作时，主要是借助音频电透视技术来探测矿区各项地质信息，实现对矿区地质条件的有效把握。由于地质构造中不同的地质分区对直流电的导通性是不同的，因而可以借助信号接收装置来监测矿区地质，再根据不同地质区域的不同导电性来了解井下地质构造，达到地质勘探目的。在利用音频电透视技术对井下地质构造进行勘探时，首先需要将信号发射装置布置在一条顺槽内，再将信号接收装置布置在另一条顺槽内。为了能实现对地质构造的精准探测，在放置信号接收装置与发射装置时应合理控制两者的间距，确保两项装置的最小距离不小于10m，最大距离不超过50m。装置布设完成后将其启动，信号发射装置就会形成一面扇形信号波面，且一个信号发射装置的所发射信号可以覆盖多个信号接收装置。顺槽内的信号接收装置在运行过程中会不断收集与地质构造的信息，勘探人员对装置所接收到的各项信号采用技术软件进行处理就能得到地质图，通过地质图就可找到信号异常区域。对地质构造中的水层分布位置也可以通过该图形进行确定。
        结语
        综上所述，矿区地质条件复杂，因而地质勘探难度较大。要想获得精确全面的地质信息就必须采用科学合理的勘探方法。经研究与实践证明，综合地质勘探法理念先进，功能全面，可靠性高，适应范围广，是十分适合当前煤矿地质勘探活动的技术方法。为此应提高对综合地质勘探法的重视度，并继续加大对该项技术方法的研究优化与推广应用，以此促进我国煤矿地质勘探水平提高，推进煤矿开采作业顺利安全开展。
        参考文献：
        [1]高建玲.综合地质勘探方法在煤矿生产中的应用研究[J].华北自然资源，2021（01）：36-37.
        [2]张凯.综合勘探法在煤矿地质勘探中的应用研究[J].内蒙古煤炭经济，2020（01）：209.
        [3]赵起超.综合地质勘探法在煤矿地质勘探中的应用[J].矿业装备，2019（03）：112-113.
        [4]张志生.综合勘探法在煤矿地质勘探中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2018（20）：151+156.
        [5]孙保平.探讨综合地质勘探方法在煤矿生产中的应用[J].西部资源，2017（02）：30-31.