综合物探方法在煤矿地质灾害中的研究应用

侯宝柱

中国中煤能源股份有限公司新疆分公司 新疆乌鲁木齐 830026

物探——地球物理勘探的简称，它之所以能够解决或查明有关地质和工程问题，是因为所要探测的地质对象与周围介质间存在某种物性差异。物探技术就是利用先进的物探仪器来摄取这些物理场的分布并与均质条件下的物理场相比较，找出差异部分来研究与勘探对象之间的关系，达到解决地质问题或工程问题之目的。在煤矿企业的生产运行中，地下的环境复杂多变，在挖掘的过程中很可能因为某些不确定的因素发生安全事故。所以，利用综合物探方法就可以勘探地下的周围环境，根据周围环境的实际状况选择合理的解救方法。

1 煤矿地质灾害中几种常见的问题

1.1 含煤地层的构造水和断层导水

煤矿企业在地下开挖的过程中，会深入到地下几千米，有时会挖到水质层，由于地下环境复杂多变，会影响到开挖工程安全和进度，再者煤矿的开挖需要用电设施的帮助才可进行，而地下水具有导电性，所以，在开挖的过程中由于构造水和断层导水，在开挖的过程中极有可能因为不小心使得水触电，发生安全事故。而且断层之中还会有其他物质具有导电性，都将打破地层电性在横向上的均匀性和纵向上的正常递变规律，为使用电磁法探测富水地质体提供了条件[1]。

1.2 陷落柱问题

陷落柱是煤矿开挖的过程中经常会发生的现象，陷落柱中会充斥着各种各样复杂的物质，使得内部岩土正常的土壤成分被打乱，而且陷落柱与周围岩土的密度过小，密不可分，如果想要解决这方面的问题，势必会动用周围的岩土。技术人员如果想要勘察必须根据陷落柱周围的岩土环境采用合适的技术方法，确保不会发生安全事故。

1.3 煤矿采空区问题

由于煤矿企业长时间在地下开挖，导致地下储存的物质含量极度减少，还有很大一部分原因是由于我国日益增长的人口数量与生活水平的提升，需要用煤的地方太多了，煤矿企业生产的煤炭已经不能满足国内的需求。所以，在开采过煤矿的地区地底下基本上已经成为空地，当地下煤体局部被采出后，在岩体内形成一个有一定规模的空间，使周围的应力平衡状态遭受破坏，产生局部的应力集中，就会形成煤矿的采空区。

2 矿井地质灾害与风险的勘探方法

2.1 采空区含水(陷落柱)勘探方法

针对煤矿企业在开挖过程中会形成采空区的现象，企业负责人可以将采空区或者陷落柱内注入水，防止坍塌，根据煤矿的实际情况，设计了采空区高阻和低阻模型。对于煤矿企业或者以煤矿为主要产业的地区来说，经常会出现采空区或者陷落柱，这种区域的形成会影响人们的正常生活和生命财产安全，但是地区之间的地基不同，地理位置也不同，采空区会因为地形地貌的不同而形成各种形式的采空区。所以，煤矿企业应当根据当地周围的环境和地形地貌采用合理的方法进行采空区陷落柱的填补。

2.2 相干体与方差体技术解释与应用

针对煤矿企业在开采过程中形成的断层，为了避免发生安全事故，可以采用相干体与方差体技术来改善，在断层解释的基础上，依据解释的闭合点进行常规剖面上的断层显示和修改，并返回相干体或方差体切片再进行闭合调整，经过调整之后，就可以在地震反射层位解释之前精确建立研究区的断层空间分布模型。

2.3 等时切片技术及其应用

在煤矿企业开挖之前都会对其开挖的地方绘制一幅简易的图像，用来帮助开挖人员进行煤矿的开采，另外会将其中危险的地方用特殊的符号标记出来，等时切片技术是某一时刻三维数据体中所有地震信息的显示，反映了不同地质层位的界面反射在某一时刻平面内的分布状况。用等时切片技术形成的三维图像，可以更加直观的观察出地势中存在的危险。

3 综合物探方法在煤矿生产中的应用

综合物探方法作为一种可用性较强、覆盖面广的技术，能够被应用在多种地形地貌的煤矿企业中，它不仅可以解决煤矿企业在开挖过程中发生、面临的各种问题，而且还不影响正常的开挖工程，目前，很多煤矿企业都在使用这种方法。煤矿对于人们生活有着很大的重要性，但是随着近年来我国人口数量的逐步增加，我国生产的煤矿已经不能满足国内需求，而且每年煤矿企业都会发生各种各样的安全灾害和地质灾害，威及工人的生命健康安全。所以，综合物探方法的应用不仅可以有效解决煤块开采过后产生的问题，而且还能从一定程度上抑制煤矿企业地质灾害的发生。作为一种新型技术，它未来的市场发展前景也很大，能为更多的煤矿企业解决实质性的问题。

4 结语

煤矿企业一直以来都是我国的支柱产业，但是煤矿企业的安全问题一直以来都受到国家和人民的重视，随着煤矿企业过度的开挖，安全事故频繁发生，几乎每年都有煤矿企业发生安全事故。为了做好煤矿地质灾害的安全管理工作，企业负责人也是想出了多种方法和制度。综合物探方法就是一种新型的方法技术，本文针对综合物探方法在煤矿地质灾害中的研究应用进行了讨论，首先分析了煤矿地质灾害中常见的问题，比如含煤地层的构造水和断层导水、陷落柱问题、煤矿采空区问题，这些问题的存在都极易引发煤矿企业的地质灾害，发生安全事故。为了解决这些问题，本文提出了几个解决方法，采空区含水(陷落柱)勘探方法、相干体与方差体技术解释与应用和等时切片技术及其应用。对于煤矿企业来说，地方、地形地貌不同，产生的危险系数程度也不同，煤矿企业应当根据不同地区的情况采用合理的方法，有效解决地质灾害频发的问题，保证煤矿企业的安全生产，同时也保证工人的安全。