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摘要：在煤矿开采的整个过程中，开采人员经常遇到各种地质异常问题与自然灾害，这不仅增加了煤矿开采的安全隐患，甚至会严重威胁到开采作业人员的生命安全。而物探技术的应用不仅可以帮助开采人员更加全面地了解采煤层结构，减少地质灾害的发生，同时也能够进一步提升煤炭企业的经济效益与社会效益，因此在煤矿地质开采过程中，加强物探技术的应用是十分有必要的。
关键词：煤矿；物探地质；勘探技术
引言
物探技术作为一项重要的地质探测技术，在煤矿领域有着十分关键的作用和价值。在煤矿开采过程中，施工人员难免会遇到各种各样的自然灾害及地质异常问题。传统的采煤方法以及采煤作业形式不仅无法提高开采效率，还存在较大的安全隐患，危害施工人员的生命财产安全。因此，必须要加强物探技术在煤矿地质探测中的应用，深入了解采煤层结构，避免地质灾害的发生，提高煤炭企业的社会效益与经济效益。
1物探技术发展
物理勘探技术在二十世纪中后期逐渐被采用，凭借自身优势大范围的适用于矿井施工前期的勘测与解析工作。物理勘探技术在我国的发展历程相对较短，但近几年发展速度逐渐提高，取得了良好的成绩。物理勘探技术作为煤矿施工中必不可少的技术，能够在一定程度上提高开采过程的安全系数。
2物探技术对煤矿地质探测的作用
物探技术凭借自身操作简单、施工方便以及探测准确率较高等优势在煤矿地质开采领域中得到了较为广泛的应用。目前，我国常见的几种物探技术主要为超声波勘探、电法勘探、地温法勘探与重力勘探等，且多应用于煤矿地质灾害与水害的防治工作当中。在应用物探技术对煤矿地质进行探测的过程中，首先要明确煤矿的实际环境以及开采期间的具体要求，并结合实际情况来选择恰当的勘探方法。地面高分辨三维地震勘探法与二维地震勘探法，不仅可以为煤矿开采计划与开采方案提供可靠的数据，同时也能够加强地质异常情况的控制，具体包括煤层厚度的变化、小断层与煤层交叉陷落柱的分布等，从而大大增强煤矿地质开采工作的科学性与合理性，确保煤矿开采工作的高效与顺利开采。
3物探技术应用现状
目前常用的物理勘探方法主要有地震勘探、重力勘探、磁法勘探、电法勘探、瞬变电磁法勘探、超波技术以及核法勘探。大多数勘探技术被采用到矿井开采中。例如，在处理地质水害期间经常会采用到电法勘探技术和瞬变电磁法技术，在勘测地表以下地质结构期间往往会采用到地震勘探、超波技术和井透技术。在此主要针对三维地震动态解释系统来对地震勘探技术在矿井开采过程中的使用效果进行说明。
4物探技术在煤矿地质中的应用
4.1高密度数字三维地震技术
与传统三维技术相比，高密度数字三维地震技术具有高保真度、低假频采样、波场全以及频带宽等多种优势，缺点主要表现为资料信噪比低，数据量较大。因此，煤矿开采人员在进行大量试验与系列的处理工作当中，要在炮检域互补的高效折射波静校正、各向异性叠前时间偏移、波分频去噪以及地表一致性振幅补偿与反褶积等多种技术的基础上进一步完善高密度数字三维地震技术的处理流程，以此来有效解决高密度资料长短波长静的校正问题，并在一定程度上压制噪声问题，提升成像的准确性与高精度。
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4.2电磁波瞬变勘探技术
地质勘探中电磁脉冲研究技术广泛应用，主要是通过地球接线和向地球表面输入火线实现的。对于可控源音频大地电磁法，为了获得尽可能大深度范围内的地电信息，本次勘探选用GDP32II仪器系统，采用标量观测方式进行野外数据采集，即在每个测点测量沿测线方向的电场和垂直测线方向的磁场分量。观测大地电磁信号的频段范围为8192Hz—1Hz。下面详细描述其野外工作方法和技术措施。
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收发距即发射机到接收点的距离，是野外测量取得高质量数据关键的因素。因为现在开发的CSAMT方法二维反演软件是以接收到电磁场远区数据为前提。当收发距太小，接收的是近区数据，不能反映频率测深的特点。反之，若收发距太大，则信号太弱，难以压制局部噪音，数据质量下降。
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根据电磁场理论，收发距必须大于最低发射频率时“趋肤深度”的三倍。趋肤深度：
式中：ρ为大地平均电阻率；
f为发射的最低频率。
本区各地层电阻率值均比较大。发射机的最低工作频率为1Hz，为了估算合适的收发距，平均大地电阻率ρ取为20
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，因而收发距R至少应不小于5000m，本次的首发距均大于7000m。
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对于可控源音频大地电磁法，质量检查点分布在全区，检查质量用总体均方相对误差来衡量。在对检查点进行均方相对误差计算时，可删除一些干扰较大的频点，但删除频点数不应高于总频点数的20%。对于某一个质量检查观测点，检查点与测量点同一模式资料间的均方相对误差按下式计算：
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式中：
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为均方相对误差，以百分数表示；
n为参与计算的总频点数；
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为基本观测第i个频点视电阻率和相位值；
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为检查观测第i个频点视电阻率和相位值；
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为
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和
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的平均值。
检查点数共完成7个。检查点与被检查点的均方相对误差列于表2-3，可见全部测点的统计结果均小于10％，各项指标均达到了设计书要求，表明观测数据的质量是可靠的。
4.3y射线水探测技术应用
作为一项长期应用于物探地质探测的技术，y射线则是通过射线扫描进行判断开采煤矿资源是否具备风险，这样一种关于探测断裂带构造的水文探测技术，它能够作用于煤层深度，这是由于y射线频率常常在表层土覆盖地段，y射线水探测技术是一项设备简便，广为应用的技术，它能够在破碎以及裂缝的岩石层面中进行勘测，针对含水岩层进行技术风险判断以便于之后能够安全生产。
4.4流量测井勘探技术
流量测井勘探地面探测中的交通标志技术是一种新技术，其主要优点是数据处理更快、更方便，能有效降低研究成本。该原理的应用是基于对不同水深、水层厚度、地层侵入因子等的研究，通过页岩层表面的不同部分，矿井水层和地层进行准确分析，全面了解雷区的物探地质情况。同时，根据对煤矿水文特征的了解，工作人员可以提供大量有效数据，用于与矿山生产有关的水资源准备和洪水后处理。但是，流量研究技术的应用需要经验丰富的专业人员参与研究，因为数据采集后需要对可能的因素进行综合分析，以纠正一些参数，这些参数不能用计算机技术参数模拟。
4.5采用物探技术勘探手段
在我国当前煤矿技术探测的发展下，已经能够利用现代化技术来进行综合勘测，而物探技术作为一项高科技技术，它结合电磁法和三维地震法能够精准分析地质勘探结果，三维地震法顾名思义则是利用钻孔资料为基础，在矿区震动环境中可以探测出地质信号，并利用数字化记录下来。并且它十分直观，能够通过三维立体图展现出所需要了解的数据信息，十分方便。而电磁波法则是大地电磁法所延伸的技术手段，它可以利用电磁反应来摸索出地质构造等各项原因，可控源音频则是它的处理方式，当它对地质裂缝等层面进行分析后可以综合得出岩水情况，避免在煤矿资源挖掘过程中出现的安全风险。
结束语
为了促进我国煤矿行业的可持续发展，必须加强对物探地质勘探工作的研究，通过对勘探技术进行改革和创新，并合理应用各项勘探技术，能够有效提高勘探结果的准确性，这样能够提高勘探质量，为煤矿的开采和生产提供更多有价值的数据。同时，还可以及时发现安全隐患，从而制定出科学的预防措施，进一步保障工作人员的健康安全。
参考文献：
[1]石梁.煤矿物探地质勘探现状及新技术应用分析[J].石化技术，2019，26（12）：358+360.
[2]刘杰.煤矿地质勘探技术质量及其重要性研究[J].江西化工，2019（06）：255-256.
[3]王晖.地质勘探技术及其重要性探究[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（17）：229+231.
[4]姚建国.煤矿地质勘探技术质量及其重要性研究[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（16）：253-254.
[5]周振亮.煤矿物探地质勘探现状及新技术应用[J].矿业装备，2019（04）：130-131.
作者简介：
刘阳周，男，汉族，1984年4日生，云南省曲靖市富源人，2009年毕业于云南国土资源职业学院地质系区域地质调查及矿产普查专业，2016年毕业于中国地质大学（北京）地质工程专业，现任地质勘查工程师；现在云南煤矿安全技术中心有限公司，从事从事煤矿地质工作。