吴志刚
淮沪煤电公司丁集煤矿地测防治水科，安徽淮南 232140
摘要：物探技术能够探明煤矿开采区域的各种地质条件及地质因素，为煤矿开采项目顺利开展提供有效的数据支持和专业的引导。论文主要针对物探技术在探测煤矿地质过程中的应用进行探究，希望能为煤矿开采行业的稳定发展提供一定的参考。
关键词：物探技术;煤矿地质；发展趋势
引言
物探技术是以不同岩、矿、土（介质）之间的物性差异为物质基础，利用物理学原理，通过观测和研究地球物理场的时空分布规律，来解决地质问题（介质物性空间分布）的方法。常用的物探方法包括：重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探和地热勘探。物探作为一项不可替代的探测技术，在工程性地质灾害抢险中能起到先期快速获取灾情信息的作用；但是，物探各方法由于本身的技术特点和应用环境不同，所获取的勘探效果差异较大。为了在煤矿各种地质灾害面前获取较高的勘探效果，物探工作者必须仔细分析地质情况和其它影响因素，选择合适的方法技术，并要积极争取、创造较好的勘探环境和施工条件。
1物探技术对煤矿地质探测的作用
??????? 一方面,要求于地面选择适当的勘探方法,如地面高分辨二维地震勘探、地面高分辨三维地震勘探、电法探测等,以为煤矿的开采规划设计提供科学地质依据;另一方面,要求在安装大型超千吨综采设备或是于开采前,应于矿井下对开采区工作面的各类地质异常体进行查明和控制,包括小断层、小褶曲、煤层厚度改变、煤层冲刷、剥蚀、煤层分叉、陷落柱、岩溶及老空间分布、可能会出现涌水或瓦斯涌出情况的点或通道、顶底板的富水情况、顶板稳定性等。这些地质异常情况会极大地影响煤矿开采工作的顺利进行,即使是小规模的地质异常情况,若未及时进行有效探测,也会影响开采系统布局的合理性,导致资源浪费,严重的还会影响工作面开采及各类水害的预防和治理,甚至危及整个矿井安全。若发生问题,将会造成巨大的经济损失。因此,物探对于煤矿地质的探测而言具有非常重要的现实意义。
2煤矿地质探测当中所使用的常用物探方法
2.1矿井直流电法
矿井直流电法又称为矿井电阻率法，是以介质导电性差异为基础，通过观测巷道或采场附近电场的分布变化规律来研究矿井水文地质问题。为了针对性地解决各类地质问题，电极的排列形式、移动方式等多有变化，从而衍生出不同的探测方法，如巷道顶底板测深法、矿井剖面法、三点三极超前探测方法。
2.2矿井瞬变电磁法
瞬变电磁法属时间域电磁测深法，又称“纯异常场法”，利用回线源向地下发送一次电磁场，在一次电磁场间歇期间，用线圈对地下异常体所产生的二次涡流电磁场进行观测，通过对二次涡流电磁场特征的研究来预测地下矿产、地质构造、地下含水层等的分布。
2.3无线电波透视法
坑道无线电波透视法（又称坑透法）是用于查明工作面内部的地质构造的矿井物探方法。在矿井地质条件下，如果发射源发射的电磁波在穿过煤层途中遇到断层、陷落柱、含水裂隙、煤层变薄区或其它构造时，波能量被吸收或完全屏蔽，则在接收巷道收到微弱信号或收不到透射信号，形成透视异常区，即为所要探测异常体的位置和范围。经过多年的发展，特别是CT成像技术的应用，使得无线电波透视技术探测工作面内小构造异常的能力大幅度提高，在煤矿防治水工作中的作用也逐步提高。
3物探技术在煤矿地质工作中的应用
物探技术是一项有效的探测技术手段，在水害预防、地质灾害等保障矿井安全方面带来很大的社会效益，同时也为冲击地压、顶板管理、瓦斯突出等问题研究增添了新的探测技术手段。根据全国多家煤矿成功的应用矿井物探技术，可以达到以下目标：①探测掘进前方老窑积水区、采煤工作面底板隔水层厚度、含水层富水性、隐伏导水通道、陷落柱富水性等矿井水文地质问题，准确度达到90％以上；②通过巷道掘进掌子面的地质超前预测系统的开发研究，对落差≥2/3煤（岩）厚的小断层，预测准确率达到90％，同时对煤层冲刷和煤厚突变也要作出评价；对落差3～5m的小断层，预测准确率达到80％。在一定适宜条件下，专用地震勘探超前探测系统的最佳探测距离达到100～350m，并实现井下观测的自动化和智能化；③通过对瞬变电磁超前预测系统的开发研究，对巷道掘进迎头前方150m 内的含水构造预测准确率达到90％。
4物探技术的发展趋势
综合物理、数学、计算机等科学的应用，探测技术越来越成熟，地球物理勘探技术发展的趋势主要表现可以分为以下几个方面：（1）应用计算机和数据采集技术，使得物理勘探技术向着自动化、数字化、轻便化和多功能化发展。目前在核电站、水电站、矿山等一些重大工程建设上，需要查明较大的危害，关键性的地质构造等。同时，世界很多发达国家面临着浅层矿资源枯竭的问题，工作人员已经向沼泽、海洋、沙漠的方向进行资源勘探。对于这些工作开展就需应用新技术、新仪器，使难以到达的地区得以勘探实施。（2）总线技术进一步发展，逐步形成积木式、模块化、插卡式的球物理勘探仪器关键技术，这些技术的运用可以实现多功能和多参数的自动测量，使物理探测仪器系统模块式的组成结构更加紧凑，也代表新一代技术的发展方向。（3）应用功能较强的应用型软件和集成化的计算机辅助测试技术，使测试技术和测量仪器的发展更上一层。使物探仪器具有更强的功能性，可以更方便地满足勘探的各种需要。（4）高速单版数字信息处理器将误差修复、信号处理、数据处理的功能增强，对一些高档仪器更新、扩展的功能不再只单依靠增强硬件的功能和制造工艺的精细。（5）超导新技术于磁力仪、重力仪的运用，大大增强了探测仪器的功能。（6）应用RS、GPS与GIS技术，提高了地震勘探的分辨率和解释精度。
5结束语
物探技术在煤矿的应用，它与一般地质勘探方法不同，它具有一定的“透视性”。以查明井下的地质问题。透视性、效率高、成本低是物探物探工作的最大优点，煤矿地质构造合理地应用物探，不仅可以填补难以进行钻探工作地段的地质“空白”，但也必须认识到物探技术的应用也有一定的条件性和局限性，故在煤矿实际生产中必须做到“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的基本原则，同时在探测到积水区域时，也必须遵循“探、防、堵、疏、截、排、监”治理手段进行防治水工作。
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