综合物探方法在煤矿防治水中的应用分析

2021-04-11＊孙坤

当代化工研究 2021年15期

＊孙坤

（山西潞安化工潞宁煤业有限责任公司山西 030000）

引言

煤矿在我国众多领域当中都有着比较广泛的应用，是我国重点能源之一。煤矿开采工作的灾害防治一直都是各企业重点关注的内容，而其中的水害防治更是要多加关注，避免给煤矿生产工作的正常推进和工作人员的安全带来不良问题。在具体应用综合物探法的过程中，要将煤炭开采和煤矿企业的发展需求作为主要的依据，进一步的加大防治工作的实施力度，让煤矿开采的工作可以更加具有安全性，同时也要促进煤炭开采工作的顺利开展。

1.煤矿防治水工作现状

我国的煤炭资源储量相对较多，在各地都有煤炭资源的存储。在开展煤炭生产工作的时候，经常会因为受到各种不良因素的影响而导致出现各种危害问题，比如说水害、坍塌和瓦斯爆炸等问题。在当前社会经济不断发展的背景下，煤炭资源被应用于各个领域当中，大量的需求让煤炭资源出现过度开发的现象，经过开采的地区会形成采空区域，一旦下雨就很容易造成积水的现象，会给煤矿地质结构带来不利的影响。在这样的背景影响下，我国对于煤炭开采工作有了更多的关注，重组和优化是其发展的重要路线。对于一些老旧的煤矿来说，如果缺乏准确的地质资料，没有做好对采空区积水状况的了解，就会给煤矿生产带来很大的难度。综合物探技术属于一种比较可靠性的手段，采用这种手段可以实现对采空区资料的有效提供，能够在一定程度上降低水害事故发生的概率。

2.煤矿防治水工作的要求

煤矿内部具有非常复杂的水文条件，因此也会存在着不少的采空区，再加上水文地质状况不够清晰，很容易会导致水害问题。

(1)完善防治水机构

煤矿防治水工作的实践当中，要将完整的防治水机构作为主要的依托，通过引进专业水文地质技术人员的方式，将煤矿实际情况和相关工作要求作为主要的依据，通过构建起完善的管理制度来实现对煤矿水害的有效预测，做好隐患的排查和治理工作，进而为后期的综合物探法应用奠定良好的基础。

(2)落实防治水规划

要将矿区水文地质特性和水害事故情况作为主要的依据，做好对其威胁和防治情况的综合性分析，将其作为基础来实现对矿井防治水规划的科学化编制。除此之外，还需要对水害特征进行关注，通过编制出年度防治水计划，做好对该项工作的科学性部署，并且做好各级岗位职责的明确，让煤矿防治水工作的开展更具有安全性。

(3)管理矿井水文地质材料

在对矿井煤矿进行管理的过程中，要做好地质材料的管理，并且依据各项工作要求做好对相关文件的编制，让图件内容可以具有更加明显的数字化特征。此外还要严格的执行相关的审查方案，完善各项观测成果，让防治水决策可以更加具有可靠性。

3.煤矿防治水中的综合物探法概述

(1)瞬变电磁法

瞬变电磁法属于时间域电磁感应法，将这种方法应用在煤矿防治水当中，实施具体操作的时候，需要在采空区发送一次脉冲场，将其发送到地下的时间范围当中，一般需要对电偶极或者回线进行利用，通过这样的方式来完成第二次场的接收工作。二次场一般没有足够的稳定性可以对其进行支撑，因此需要对二次场相关衰减曲线进行借助，在对其基本规律进行掌握之后就实现对地质体的判定，其中会涉及到多种资料信息，规模、产状和电性等多方面的内容都属于其中。瞬变电磁法属于纯二次场测量方法，这种方法有着更多的优点：一是具有更高的分辨率，无论是横向或者纵向探测都是如此；二是地质体的反应可以具有更大的灵敏性；三是勘探结果准确性较高，能够实现对煤矿开采环境的检测；四是能够及时发现勘探中的问题，对保证煤矿产业工作人员生命安全具有重要的作用，可以更好的满足人们对煤矿资源的需求。

(2)三维地震法

三维地震法属于面积采集方法，在应用这种方法的时候会对检波点与炮点网格进行合理的配置，做好对地下数据网点的了解，让其覆盖次数可以更好的明晰。利用三维地震法能够对地下目标做出更好的获取，同时还要更好的关注到图像的清晰度和具体位置。采用三维地震法进行勘探的过程中，可以展示出更多的优势性：一是能够扩大勘探范围，让过去的沿侧线扩展到三维空间的观测；二是可以通过采用三维立体观测网的方式来实施监测；三是可以有效获取地质体的三维数据体。总体来说利用三维地震法可以有效的获取三维空间的数据，这样就可以更好作出地质图像的提供，让其在平面、立体和剖面上都具更高的勘测精准度。三维地震法所获得的信息点密度可以达到5m×5m，这使得地震剖面的分辨率变得更高，能够对煤矿深部的断层和异常体进行更好的表现，方便对水害做好及时的防治。

4.综合物探方法在煤矿防治水中的应用效果

(1)瞬变电磁法的应用

瞬变电磁法在近些年中都有着非常广泛的应用，尤其是在煤矿的水害防治中有着有效的应用。在煤矿生产中一旦出现积水或者是陷落柱赋水的现象，其采空区的电阻率就会有显著性的降低。煤矿生产中所遇到的水害问题，最好是将瞬变电磁法与实际危害现状做好结合，依据实际情况来采用针对性的措施进行处理，尽可能的降低损失，提升灾害防治的最终效果。

在开展陷落柱探测工作的时候，需要对熔岩裂隙的现象做好关注。在煤矿开采中出现陷落柱的关键原因就是奥灰岩溶裂隙，它一般是在发生地质变化现象的时候出现，一旦发生就会导致塌陷问题，给整个地质条件都带来不良的影响，继而形成陷落柱的危害。煤矿中的陷落柱不仅会影响到地质固定排列，造成地质不稳定的现象，还会导致出现导积水现象，给整个煤矿生产工作带来重大影响，继而影响到其安全性和稳定性。将陷落柱与传统的沉积层比较之后可以看出，陷落柱的成分更为复杂，使用普通的探测手段会使得探测工作表现出不同的磁场，指标方面也会呈现出不够准确的问题，会直接影响到探测结果的准确性。为了对传统探测手段的弊端作出应对，可以对瞬变电磁探测方式进行积极的利用，充分的发挥出其识别性能，让其通过电磁场的识别来作出对陷落柱、常规沉积层的区分。同时还能对所获取到的断面图像来进行更为深入的分析，将其与各种数据结合在一起，确定出陷落柱位置和特征，以此为依据来让煤矿企业做出针对性的防水方案，获得更好的水害防治效果。

煤炭资源本身属于一种不可再生资源，在对其开采之后就不会有再次形成的可能性，对于那些已经被开采过的区域来说，会逐渐地成为采空区，不对其作出良好的处理就会导致出现各种危害现象。采空区在经过雨水的冲刷之后，容易出现区域不稳定的现象，尤其是在雨水渗入到岩体之后，很容易就会造成水害现象。对于煤矿采空区来说，其基本上都会有着比较大的电阻率，在对其进行探测的时候应用瞬变电磁法，可以实现对采空区位置以及内部情况的更好判断，采空区的岩层结构可以得到更为精确的测定，方便在其中找出含水量最高的区域，继而更好的展开后续的水害防治方案。一般来说，在开采煤矿之前，需要制定出针对性的方案来实现对煤矿防治水工作的有效指导，让煤矿开采的安全性可以得到有效保证。

(2)三维地震法的应用

在煤矿开采的过程当中，不少开采区域都会因为各种因素而出现地质塌陷的现象，紧接着就会有陷落柱或者煤场破坏的现象。这些现象的发生煤层的正常结构，也会给后续的煤层勘探带来巨大的干扰，对煤矿开采的质量控制会产生不利的影响。具体的开采工作中一旦出现了煤层厚度大于1m的现象，会有反射波形成，采用三维地震法进行探测，能够借助反射波的形式来实现对煤矿位置的定位。如果说出现了相应的地质灾害，就很容易会给煤层造成破坏，继而导致出现反射波消失的现象。相关的工作人员通过借助上述信息内容，可以实现对采空区和陷落柱的准确判断。

陷落柱是由底层塌陷物所形成的胶结物质，其主要成分就是采空区的各种塌陷物。因为塌陷物在各方面都存在差异性，导致陷落柱也具有组合松散、密度比较小等特点。与此同时在陷落柱附近还会含有砂岩、泥岩等物体，它们密度和组成上都会存在一定的相似度，会在很大程度上加大陷落柱的查看难度。将地面三维地震技术应用在探测当中可以将验证资料与解释的成果保持在一致的状态，将其与技术人员的验证工作做好结合，就可以为煤矿企业的生产提供更为详细的地质信息资料，让煤矿生产的现状与地下水害情况结合在一起，促进煤矿企业生产效率和质量的提升，及时处理好其中的不良问题，从根本上规避好重大水害事故的发生。