矿井物探技术应用现状与发展展望分析

王少飞

(西山煤电(集团)有限责任公司地质处，山西 太原 030000)

引言

物探技术所依赖的地球物理场分类，对于煤炭物探而言，按照勘探空间或施工场所可划分为煤田物探和矿井物探。煤炭勘探的施工场所主要在地表上，勘探任务主要是构造勘探；矿井勘探的施工场所主要在地下，勘探任务主要是岩性勘探。在煤炭地质勘查的各种阶段采用的。

1 矿井物探技术的优点及其探测方法

1.1 矿井物探技术的优点

在煤矿开采过程中合理的采用矿井物探技术，可以在一定程度上降低开采过程中意外事故的发生，进而提高煤矿开采质量。矿井物探技术能够精确的勘测出地表层以下的断层、矿井产物的信息以及矿井的相关性能等参数，并以此为依据有效的开展矿井施工，进而提升矿井开采效率，提高开采单位的经济效益。如今，矿井施工工作量逐渐增加，因此矿井物探技术水平不断提高，确保其技术水平能够满足开采需求，进而提高矿井开采期间勘探效率，以此来减少煤矿开采周期，同时保证开采施工的顺利进行。

1.2 矿井物探的方法

矿井物探技术大多数条件下是针对施工区域地质情况开展有效的勘测工作，其主要采用了先进的物理技术，此项工作开展期间往往会采用地震法、电磁法、煤田电法等物理技术。特别是矿井地震法采用频率较高，此技术的勘测区间较大，主要囊括三岩体声波探测法、高频地震法和横向层波法等技术。在进行煤矿开采期间，合理的采用矿井物探技术可以提高开采质量，缩短开采工期。

2 矿井物探技术的应用现状

2.1 地震法的应用现状

地震法技术的应用历程比较早，其作为最先被采用到煤矿开采工程中的物探技术在二十世纪中期就已经在煤矿开采业取得了显著成绩。然后伴随着科学技术的发展，地震法也在施工期间不断的改善。特别是二维地震法使用频率最高，勘测结果最为精准，其最大勘测范围是地表层以下100m，有效的保证了矿井开采方案设计和开采施工的效率。 此外地震法中的地震槽波法也是最早被采用的物理勘测技术，最早采用此项物理勘探技术的国家是德国，通过采用此技术能够不间断的进行开采工作，对于开采煤矿的地质条件和内部构造能够精准的进行勘测。不过，地震槽波法在使用期间对于外部环境限制较多，所以其应用范围较小，未大量被采用。

2.2 煤田电法勘探

煤田电法在工作期间主要借助地表层以下岩层和矿产层的电学性能不同，然后对造成此现象的原因进行处理，观察其电磁场在各种条件下的形态，进而确定地表以下介质的属性以及位置。在对煤矿进行勘测期间，主要依据地下介质之间电阻率的不同来开展探测工作，无论是电测深法还是电剖面法均被称为电阻率法。利用电阻率法能够准确的获取被勘探区域内电性层的位置、深度和厚度，然后通过以此区域内的地质文件为参考，最终确定此位置的具体情况。在针对地质填图、煤矿深度、地质分层位置和断层等地质构造进行勘探期间通常会采用煤田电法。最近几年，随着地质勘探工作的需求创建了高密度电阻率法，此方法在工作期间比普通的电阻率法应用的设备相对较多，因此收集的地质信息也较为全面且数据准确性相对较高，可以高标准的完成地质勘探工作。此外，采用高密度电阻法还能够对收集的信息进行整理，良好的完成物理模拟以及数据模拟等工作，通过采用先进的技术优化了普通电阻率法的工作方式，保证了勘测质量。

2.3 矿井电磁法的应用现状

在开展矿井勘探工作期间常用的矿井电磁法有矿井直流电法、瞬变电磁法、无线电法以及深低频电磁法，近几年我国最常采用的矿井勘探技术为矿井直流电法，应用过程中只要利用了外部环境对直流电的影响较小，且此技术的勘探范围较大。矿井瞬变电磁法的勘测对象是地表层以下的水源，其能够精准的勘测到水源的分布情况，所以通常在地下水的治理工作中被采用。无线电法是借助高频无线电波对地表以下的地质结构进行勘测，主要利用了金属、砾石等对无线电波的反应差异来粗略获取地下介质的属性和方位，不过金属与砾石在接触到电波时会减弱电波的性能，所以无线电波的勘测范围较小，通常会用于小范围内的勘探工作。深低频电磁法是我国目前技术含量最高的勘探技术，其对于遭到外部环境影响的岩层勘测能力较强，且施展此技术的装备重量较轻，施工期间比较方便，并且其勘探结果精确度较高，因此其被采用的频率相对较高。

3 矿井物探技术的未来展望

3.1 矿井物探技术所需的条件及发展方向

后期在开展矿井物理勘探技术的研发过程中，相关人员要根据社会发展情况对其发展前景进行展望。以后，矿井物理勘探技术的适用环境恶劣程度会不断加剧，所以后期在进行勘探设备生产期间要尽量降低设备自身重量。在对矿井施工期间，勘探装备自身重量直接影响着勘探结果，能够在一定程度上降低勘探数据的准确性。针对戏中情况，在进行勘探设备研发期间必须对其重量加以优化。若想有确保矿井勘探工作的准确性和防爆性，同时能够满足矿井行业不断发展的需要，则需提高对电磁法以及地震法的研究力度，对此两项技术展开合理的改善，以增强其适用性，进而提高矿井开采效率。此外，鉴于矿井物理勘探技术主要工作原理为物理理念，所以后期矿井物理勘探技术的发展趋向应该逐步依据物理特性展开，加强物理特性分析，进而发现其他能够适用于矿井物理勘探技术的物理理念。在开展物理理念扩展工作期间，亦可结合其他理念提高勘探结果的准确性。不过，要保证所研发的物理勘探技术能够符合矿井开采需求，因此在研发期间需要以开采矿井的具体数据为参考。

3.2 矿井物探仪器的研究方向

在开展煤矿勘测设备的改进与制造工作期间，要以施工区域的具体环境为依据，因此，在进行设备生产期间，必须保证设备具有良好的防爆能力。因此，在开展物探设备开展研发工作期间，相关人员需要针对物探设备的防爆性能做出改善。此外，我多最近几年对矿产资源的用量逐渐增加，需要根据矿产性能开展分析工作，所以，在研发过程中还要注重设备的探测能力、分析能力以及勘探范围等方面，确保全面改善勘探设备的性能。

3.3 矿井物探方法的研究方向

针对煤矿开展的物理勘探工作是一项相对系统的工作，若是操作期间只选用一种施工技术，则无法满足项目施工需求，同时我国境内煤矿环境相对复杂，影响施工进度的因素较多，所以必须不断完善和研发先进的勘测技术，才能够提高勘测效率，进而提升煤矿开采施工进度和安全性。

结束语

矿产资源作为我国经济发展的前提条件，若没有充足的矿产资源作为支持的话，我国的经济发展以及人民生活的提高就不能得到有效的保障。相关部门应当将矿产勘查技术使用和管理做好适当的提高，这样才能够促进勘查行业的不断发展，从而为我国的经济发展做出贡献。