关于矿井防治水中综合物探技术的运用分析

张保录， 谢良鲜， 张 燕

(1.长治市煤炭安全纠察支队，山西 长治 046000；2.长治市高原综合勘探工程有限公司，山西 长治 046000；3.长治市煤矿技术服务中心，山西 长治 046000)

关于矿井防治水中综合物探技术的运用分析

张保录1， 谢良鲜2， 张 燕3

(1.长治市煤炭安全纠察支队，山西 长治 046000；2.长治市高原综合勘探工程有限公司，山西 长治 046000；3.长治市煤矿技术服务中心，山西 长治 046000)

我国当前大部分矿业的开采方式都是利用矿井来对矿物进行开采，因此避免不了许多的自然灾害。其中，水害是造成矿井不安全的主要原因之一。水害对集体财产以及群众的生命安全都造成了极大的威胁。常用的物理探测技术在对矿井进行探测时，经常会受到自身功能的单一性以及土壤地质环境和水文地质环境等多方面的影响[1-2]。若是能够结合多种物理探测技术对矿井的水害进行提前预警，则可有效地保证群众生命和集体财产的安全。对综合物理探测技术在矿井防治水中灾害的运用进行说明。

矿井；水中综合物探技术；防治；水害

引 言

矿井水害主要是由矿井水突发而造成的自然灾害。在对矿井进行开采过程中，通过任何方式和途径进入到工作面或者井巷当中的水源，都称为矿井水。而矿井水突发则是由于工作面和井巷与地表水体、含水层、含水的裂缝带、被淹巷道、洞穴或陷落柱、构造破碎带以及顶板冒落带等距离太近或相连而导致发生的水灾事故。因此，对矿井水害的预防及治理措施应该要做到对水害进行提前预测并且做好预报工作，发现有问题的地方要及时进行井巷探测，待探测出结果后再进行开采挖掘工作[1-2]。

1 矿井水害的种类与预兆

在对矿井进行开采之前通常要探测地表下可能含有的地下水，以防矿井水害事故的发生。矿井水害的种类主要有孔缝隙水水害、地表水水害、岩溶水水害以及老空水水害等。发生矿井水害的预兆通常先是煤岩壁出现“挂汗”、“挂红”现象；接着，空气温度开始下降，煤岩壁散发出凉意，并且开始产生雾气；再接下来就会有水声发出，并且淋水量越来越大，顶板被压下来；最后，出现压力状的水流即成股的水线，矿井中的有害气体愈来愈多，煤层出现潮湿和发暗的现象。

2 水害常发的原由

2.1 不重视水害发生的预兆

有些矿井在发生突水事故之前，就已经有了明显的预兆，但个别职工或是管理者并没有对其重视，其中，既有安全意识缺乏的缘故，也有对应付矿井水害的经验不足的原因，没有对预兆产生足够的重视，不采取任何的水害防治措施，甚至强行让采矿工人继续进行开采工作。

2.2 未了解矿井情况

有些矿井开采者对矿井开采范围内的地质以及水文情况还不了解，在没有收集到全面的资料，也不能确定地下是否有老塘水和地下水的情况下，就对矿井进行挖掘开采。

2.3 未做到先探测后防治再开采

部分矿井管理者思想懈怠，没有对矿井水害进行预测并做好预报工作。若发现有问题的地方要及时进行探测，待探测出结果后再进行开采挖掘工作。尤其是当井巷距离老空层、地表水层、断水层以及陷落柱非常接近时，还是没有对矿井进行探测和排水，这就造成了水害突发事故。

2.4 防止措施不到位

有些矿井的水闸门没有做到定期检修，关键时刻无法起到作用。甚至有些矿井的挡水墙只是做个样子，没有建立挡水墙的排水槽，只砌出普通的墙面来应付相关部门的检查，一旦发生水害事故就会被水冲毁，造成严重的员工伤亡事件。

2.5 矿井选址不当

有部分小型矿井在进行选址时，太过接近自然水源(如，河流、湖泊等)，而且在标志井口的高度时有虚假报高的行为，一旦发生洪水灾害，矿井必定会被淹没。尤其是在矿井挖掘的过程当中，在矿压联合水压对矿井联合作用的情况下，周围的岩壁就会突发水害事故。

3 物理探测技术的原理以及种类

矿井进行物理探测技术的原理就是通过分析地壳浅表层的地质结构以及物理性质，对可用矿床进行探测，寻找以及解决矿井地质灾害的问题。使用物理探测方法对矿井进行探测的基础是地表层当中存在着大量不同物理性质的界面和质体。这些界面和质体之间存在着多种天然的物理场，物理探测专业人员在使用不同的仪器对物理场的变化数据进行探测收集时，利用计算机对物探资料进行分析，推断出其探测的地质结构以及矿床位置情况。物理探测技术可以在空气、地面以及矿井当中进行探测使用。在地面进行物理探测主要是对矿井开采的前期和过程中提供相应的数据资料。因为在地面使用物理探测十分简单，不容易受到环境的限制，探测的效率比较高，在地形不太好的矿区探测也能起到很好的作用。在矿井中使用物理探测技术是为了在开采之前探测出是否有地质灾害的出现。通常在矿井下使用物理探测技术，基本是对巷道里的矿层进行探测，由于离探测物较近，物理探测的灵敏度比在地面上进行的要高，所以，矿井中使用的物理探测技术的分辨率非常高。矿井常用的物理探测技术主要有地质雷达探测、无线电波透视法、瞬变电磁探测3种。通过对这3种技术不同的运用，可以分为以下几种物理探测方法，其作用如表1。

表1 常用物理探测方法以及作用原理

通过使用物理探测技术对矿井进行物理探测得出的数据资料进行收集和整理，根据对矿山的各种地质资料的了解，对数据资料进行分析解释和研究，并且利用实际钻探技术对得出的结果进行确认。如果发现使用物理探测技术探测出的异常与实际钻探得出的结果不一致时，应该思考并找出原因，并且进行重新探测，确认结果是否一致，才能确保矿井在开采过程中的安全[3]。因为在矿井中存在的金属物会对探测设备产生干扰，所以在对资料数据进行处理时应注意将其干扰排除。由于物理探测技术探测得出的数据材料受到开采进度以及气候变换等方面的影响，还需要对矿井地质异常进行不定期动态探测，并且及时更新数据资料。

4 结语

综上所述，当前对矿井使用的物理探测技术在各自的运用过程中还存在不足之处，但是可以通过不同的物理探测方法进行合理结合的方法，来弥补这方面的不足。但是，在对矿井进行物理探测方法技术检测时，都会先采用单一的物理探测检测方法，待得出的检测结果与实际钻探出来的结果不吻合时，才会使用其他的物理探测方法进行重新探测，这样就使得在重复的探测过程中造成时间和资源的浪费。在节约时间和资源的同时，也要保证人员生命财产的安全，相关的物理探测研究人员还需加大对矿井中使用的物理探测技术的研究。同时，还要增强矿井相关人员的生产安全意识，在开采前做好超前钻探工作，将物理探测技术与实际钻探技术进行联合使用，对地质发生的变化要做到定时探测，并做好数据记录，方便对水害的发生进行针对性的技术处理。

[1] 陈彧.物探技术在地质找矿与资源勘查中的应用[J].资源信息与工程,2016，31(3):62-64.

[2] 巨朝晖.物探技术在煤田勘探领域中的应用[J].科技创新导报,2015,12(20):67.

[3] 靖晓颖.开滦矿区深部构造区动力灾害防治技术研究[J].中国煤炭,2015,41(1):58-61.

Application analysis of comprehensive geophysical prospecting technology in mine water

ZHANG Baolu1, XIE Liangxian2, ZHANG Yan3

(1.Changzhi Coal Security Picket Detachment, Changzhi Shanxi 046000, China; 2.Changzhi Plateau Comprehensive Exploration Engineering Co., Ltd., Changzhi Shanxi 046000, China; 3.Changzhi Coal Mine Technical Service Center, Changzhi Shanxi, 046000, China)

Mine exploitation is the main mining methods for mining in our country, so there are many natural disasters. Among them, water damage is one of the main causes of mine insecurity. Water damage causes great threat to collective property and the lives of the masses. Commonly used geophysical techniques are often affected by many factors, such as the homogeneity of their functions, soil geology and hydrogeological environment[1]. The combination of a variety of geophysical exploration technology for early warning of water damage to the mine can effectively guarantee the lives of the masses and the safety of collective property.

mine; comprehensive geophysical prospecting technology; prevention and cure; water damage

2016-11-24

张保录，男，1964年出生，1984年毕业于山西省地方煤矿学校地下采煤专业，本科，工程师，从事煤矿防治水技术管理方面工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.02.40

TD74

A

1004-7050(2017)02-0120-03

煤矿工程