水文地质物探在煤矿探放水工作中的应用

贠国栋

摘要：近年来，我国的煤矿事业得到了一定的发展。而在煤矿开采的初期，需要我们能够做好勘测工作。目前，钻孔是我们勘测的主要方式，但是对于这种方式来说，不仅具有较高的应用成本，而且非常可能因此而出现突水通道。与此同时，突水也是煤矿实际生产过程中的一项安全隐患，需要我们能够做好其预测与预防工作。在本文中，将就水文地质物探在煤矿探放水工作中的应用进行一定的研究与分析。

关键词：水文地质物探 煤矿探放水 应用

1 概述

含水量调查以及突水问题是我们煤矿开采过程中非常重要的工作，一般来说，需要施工队伍能够对井下的水文资料以及地质构造进行全面的勘察，以此保证后续施工中不会存在安全隐患。其中，综合物探法是我们开展该项工作的一项有效方式，具有着准确、快速的勘测效果，在我国目前的煤矿开采中得到了较为广泛的应用。

2 综合物探法

2.1 三维地震勘探

对于该种勘测方来说，其通过人工地震波的发射对地质情况进行勘探。当地震波发射出之后，不同地质情况则会具有其所特有的波阻抗界面，并使地震仪器能够及時地接受到该种人工地震波，并在界面中显示出不同数值，以此帮助我们能够对现场地质情况具有着更为充分、全面的了解。

2.2 瞬变电磁法

这种方式对于矿区所具有的含水量具有着非常好的探测效果。其通过目标体同围岩之间所具有的电性差异帮助我们对目标体位置进行判断。在勘测时，如果岩石具有着较高的含水量，就会使目标体同围岩之间会产生较大的电性差异。同时，瞬变电磁法在应用时往往不接地线，或者在接地之后向地底发送脉冲场。在这个过程中，利用回线或者电偶极接受由一次脉冲电波激励产生涡流的非稳定电场。通过这种方式，则能够在避免噪声干扰的同时获得更好的勘测效果。

3 物探技术在煤矿勘探的应用

3.1 采矿区构造机理分析

在对开采地质进行确定时，首先要先对矿层的地质要求开展一定的勘测，以此避免在后续施工过程中出现突水事故的发生。通常来说，我们会通过三维地震勘测法对煤层埋深以及地质构造情况进行勘测。

在勘测工作开始前，我们还需要能够对矿层的地貌以及地形进行一定的分析，并对环境周围所具有的河流水系以及煤层露头情况进行充分的了解，以此帮助我们为后续数据的分析工作打好基础。而在对情况具有初步估测之外，还需要做好抽水孔的解析工作，以此帮助我们对砂岩中抽水孔进行分析，并在此基础上帮助我们能够对施工环境水文情况进行充分的了解。

而当我们对地质数据以及水文资料进行掌握之后，则可以通过三维地震勘测法对矿区顶板砂岩的含水深度值、含水厚度值以及水的分布范围进行细致的勘测与计量。并在此基础上对煤层构造的变化情况以及埋深情况进行进一步的探测，以此保证后续采煤工作的高效、顺利开展。

3.2 采空区特征分析

在煤层采空区中，由于其上方岩层不具有支撑力，就很可能在其上部重力的影响出现变形以及塌陷等情况，进而造成了岩层受压破碎以及缝隙情况的出现。当岩层出现了这种情况之后，就很可能使含有电解质的地下水通过这部分破碎以及缝隙区域进入到采空区，并在一定时间之后使周围岩层会在电解的作用下产生钙离子以及铁离子。此时，出现充水情况的采空区则会具有着低阻高极化率特征。而由于围岩在平时没有充水的状态时具有着低极化率、高电阻率的特征，且当围岩受到压力时才会使电阻率得到提升。根据此种特征，我们则可以根据围岩不同情况下电性特征所存在的差异通过瞬变电磁法的应用对采空区边界位置以及采空区所具有的含水量进行定位。

3.3 采空区探测数据分析

通常来说，我们可以使用充电法对采空区进行普查，以此帮助我们对采空区所具有的范围以及具体塌陷边界进行一定的估测。同时，这种测量方式对采空区岩石的形态也能够具有着较好的分析效果。而在对充电法进行应用的基础上对其开展激电查询，则能够更好地对测量数据所具有的准确性作出保证。

如果测量区域采空区已经出现了地面塌陷的情况，且矿井中已经充满了地下水、采空区边界也较为清晰，但是却存在着边界塌陷的情况，我们则会在对矿区选址时由于边界不明确而面临一定的困难。对此，就需要我们通过以下方式对其进行分析。

3.3.1 采空区电位与梯度分析

为了能够对采空区的边界情况以及水深情况进行判断，我们可以从以下几个方面进行数据的采集与计算工作：首先，需要看采空区上方电位梯度同电位的零值点是否同采空区中心值保持良好的吻合；其次，需要通过电位梯度极致以及电位拐点同最大塌陷边界值温和的原则对采空区边界进行确定，同时还需要能够对电位平台特征点位置的缓变特征进行了解与掌握，以此帮助我们能够对采空区所具有的充水情况进行分析；最后，在一定的计算之后，我们在获得特征点极值的基础上，还需要通过对该极值的分析对采空区水深情况进行分析。一般情况下，通过这种方式所得到的数值同实际数值之间具有非常大的符合性，所存在的偏差不会超过5%。

3.3.2 电测深拟断面等值线分析

当我们通过一定方式的测量与计算获得采空区数据之后，则可通过拟断面等值线的布置帮助我们能够对采空区特征进行更为直观的研究与分析。如果在等值线图中，采空区视电阻率以一种类似“八”则的形态进行分布，且经过相关数据分析之后判定其所具有的极化率也存在一定的异常情况，那么我们则可以判定该采空区中已经出现了充水的现象。

4 实际应用分析

在矿区对两种方式进行应用时，需要我们通过两种方式的结合来帮助我们获得更为精确的判定结果。其原因就是在我们对相关数据进行计算时，由于实际地质条件所存在的差异，就使得我们对采空区以及围岩所具有的不同参数只能够进行一定的估算，并因此使实际结果同我们最终的探测结果出现一定的误差。而另外一种情况就是我们在对采空区面积进行计算时都会通过采空区以及含水量之间情况的分析而获得的，但是在实际勘测的过程中，该区域却往往具有着较大的补水量以及广泛的流通性，并因此为我们的实际勘测工作带来了一定的困难。对此，我们则可以先以三维地震法对其范围进行分析，之后再使用瞬变电磁法对其含水量进行确定，以此获得更为准确的勘测结果。

5 结束语

在上文中，我们对水文地质物探在煤矿探放水工作中的应用进行了一定的分析，而在实际勘测过程中，也需要我们在联系实际情况的基础上通过对两种技术的良好应用来获得更好的勘测结果。

参考文献：

[1]么红超.综合物探在村庄下精细地质构造勘查中的应用分析[J].现代商贸工业，2011（24）：440.

[2]王俊，雷宛，李星，赵倩倩，龚梅，陈思宇.综合物探方法在工程基础勘探中的应用[J].物探化探计算技术，2013（02）：55-57.

[3]徐翀，韩云春，张寒，任波，凡净.煤层工作面底板水害条件探测实验研究[J].黑龙江科技大学学报，2014（06）：78-80.

[4]闫章立，王国果，鲁大华.水文地质条件极复杂矿井底板灰岩承压水防治技术分析[J].中州煤炭，2014（11）：101-103.