基于综合物探技术的矿山采空区精确探测效果分析

2020-03-26李岳

世界有色金属 2020年1期

李岳

（山东省煤田地质局第二勘探队，山东济宁 272000）

矿山采空区为诱发重特大事故的重要因素，易引发透水、坍塌、冒顶片帮等多种形式的灾害，往往造成大量的人员伤亡和财产损失。矿山采空区事故隐患治理一旦不及时，部分矿山企业忽视采空区治理，特别是历史遗留采空区得不到及时处理，会严重威胁矿山安全生产。由于矿山采空区安全问题已经成为影响一些地方经济发展和社会和谐的重要因素。

因此，本文基于综合物探技术的矿山采空区精确探测效果分析。综合物探技术的本质就是将各类物探技术进行针对性的优化，鉴于各类物探技术基本上是互补的，可以将优化后的各类物探技术有效融合。主要依据不同的气象、地下水监测、钻孔位移计监测等对矿山采空区构造进行勘测。运用电子信息设备采集反馈数据，结合技术经济指标，对矿山采空区精确探测效果进行分析及评价。

1 基于综合物探技术的矿山采空区精确探测效果分析

考虑到影响矿山采空区稳定的因素主要包括地下水及岩体劣化，因此，基于综合物探技术对矿山采空区的水文及地质进行精确探测，并对探测效果进行分析[1]。

1.1 综合物探技术在矿山采空区的探测过程

矿山采空区的水文探测是运用综合物探技术发展最快、应用最广的技术。以水质的导电性为原理的自然电场法，金属矿体的自然电场，主要与一定水文地质条件下的氧化还原作用有关。石墨化片岩和碳质页岩容易产生类似的自然电位异常渗水带也会由于岩石颗粒吸附负离子而形成自然电位异常。自然电场法在寻找金属矿、煤以及在水文地质、地下热源工作中都有一定的应用。它的优点是不需要供电电源、工作速度快、成本低、探测精准，可以有效防止矿山采空区事故频繁发生。

矿山采空区的地质探测主要运用电磁法，矿山开采过程中坑道涌水严重威胁着矿山财产和人身安全。矿山水文地质调查是矿山地质勘探工作中的一项重要地质任务，瞬变电磁测深是目前矿山水文地质调查的主要方法。大多矿山水文地质调查的任务是查明区内工业矿山围岩的赋水性、主要断层的含水及导水性等问题。一些矿山浅部电阻率相对较低，电磁法应用难度相应较大。矿山地表大多较为复杂，河流和地表建筑严重地影响中心回线装置瞬变电磁方法正常施工，采用内回线测量方法可以降低地表复杂环境影响。瞬变电磁法可以对矿山采空区地质结构全面掌握，根据相关数据进行定性分析，从而对灾害进行有效预防。

基于综合物探技术的将传统的自然电场法及电磁法进行针对性的优化，并对优化后的物探技术有效融合。基于综合物探技术的矿山采空区精确探测是危机矿山勘查研究的新技术，主要用于矿产资源和地下水资源的探测。通过阵列天然场与人工场相结合的大探测深度综合物探技术具体探测流程，指的就是在同一时间各点同步测量，计算机同步录入各点测量数据，整个过程均由计算机控制。这种排列既可对较大范围空间实现密集覆盖，又易于确立参照系，进行拟连续追索对比和精密发现突变现象和探测目标，保障在阵列所及的观测点上同一时刻高质量地采集各测点数据。

1.2 综合物探技术的矿山采空区精确探测效果分析

由于综合物探技术可以利用连续加密测点的资料从而获得连续的地质界面，因此在一个周期内，有信号的时间比上没信号的时间所得的比例就是占空比。综合物探技术的占空比一般是1：1。综合物探技术精确探测的范围主要取决于发射电流和发射线框面积，目前探测深度基本在2000m以内。为证明综合物探技术在矿山采空区探测中的优势，以矿山采空区DK28+675和DK29+650为测试点，通过色谱图表示地势高低，测试DK28+675和DK29+650的地下出水情况，并对探测效果进行分析。

测试结果如图1、图2所示。

根据图1、图2可明显看出，综合物探技术可以实现对矿山采空区的精准探测。不但可以测试出高风险地段，还可以根据承压水没出地面的情况探测出塌方变形区。而传统的探测方法只能通过承压水的状态判断高风险区域。