综合物探技术在煤炭矿井水文地质中的应用研究
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摘 要：矿井生产安全问题一直是社会关注的热点问题，为了提高矿井的开采安全性和开采效率，必须了解矿井的水文地质信息，并根据水文地质信息制定科学的开采路线和开采方案，做出针对性的防范措施。综合物探技术是一种用于矿井水文地质勘探的方法，主要是运用瞬变电磁法和井下三维电法进行工作，由于二者工作原理不同，两种方法适用于不同的工作环境，工作人员应根据具体情况进行科学的选择。本文主要对瞬变电磁法和井下三维电法的综合应用进行了分析，希望能为提高矿井安全性提供意见。
关键词：综合物探技术;矿井;水文地质
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.045
矿井作业是危险系数较高的工作，为减少矿井事故发生，使矿井生产顺利进行，就要使用综合物探技术对煤炭矿井水文地质进行专业的技术分析，物探技术具有很多的优点，不仅探测精度高，还具备很强的环境适应能力，为矿井水文勘探提供了极大的便利，推动了社会的发展，所以，根据矿井水文地质的要求，不仅保证了结果的精度，还取得了矿井采空积水的信息，从而为勘探技术提供更多数据。
1 综合物探技术的解释
应用综合物探技术能够获得探测区域的视电阻率剖面图，根据得到的信息，技术人员可确定矿井的采空区域，通常情况，探测区域视电阻率的剖面图出现弯曲的等值线，表明该区域存在采空区，根据电阻体的大小和电阻率颜色的变化，能够了解被测区域中是否存在积水，假如综合物探得到的视电阻率剖面图中等线值相对平缓，说明被测区域水文地质良好，无采空区，无积水，煤炭开采风险较低，另外，在煤矿矿井地质探测过程中，综合物探技术也可应用在老空积水，坍陷区等工作的补充调查，补充现有地质资料，进行辅助性评价。
2 物探技术分析
2.1 瞬变电磁法分析
瞬变电磁法是综合物探技术的重要组成部分，瞬变电磁法的合理使用能加强矿井富水区的有效分析，为矿井安全提供保障。瞬变电磁法是电磁勘探法的一种，简称为TEM，其工作原理是在不接地回线或接地导线中通进脉冲电流来充当场源，来激发探测目标感生二次电流，并通过随时间的变化对二次场的探测，实现对探测目标相关情况的探查。和其他电法勘探技术相比较，瞬变电磁法响应形态简单，体积效应小，穿透性好，分层能力强，并且能同步完成剖面测量和探测工作。在矿井水文地质研究工作中，合理使用瞬变电磁法能提高地下水问题的处理效果。在使用时，需要深入的理解瞬变电磁法中的烟圈效应，从而利用二次旋涡电磁场的原理，准确的获取矿井水文地质的有关信息，据此制定出可靠的水文地质灾害处理措施。
2.2 井下三维电法分析
井下三维电法技术是在传统的电法勘探技术上发展而来的，不仅可以将井道的一条剖面测出，而且能展示工作面底板岩层电性图，并且能根据要求进行任意角度切片，具有形象、直观的特点。还有，三维电法克服了瞬变电磁法的不足之处，具备受干扰小，超前探测距离长的有点，而且通过实践证明，该技术具有很强的实用性、广泛性和有效性，具备很高的推广应用价值。
3 综合物探技术的应用
3.1 瞬变电磁法的应用
在使用瞬变电磁法来进行矿井水文地质信息勘探时，应先选择好瞬变电磁仪的安装位置，并根据探测目标区域的实际情况将发射线圈和接收线圈放置于相近的位置，两者距离不能超过十米，然后在进行探测，探测深度能达到一百米，在接通电流时，控制发射频率在二十五赫兹，发射电流为十七安，时间窗口能设置则二十门左右，就可以对煤炭矿井富水区的信息进行采集，矿井内地质构造往往与周围介质的电阻率有差异，通常寒武系灰岩和煤系的电阻率要比周围岩层的电阻率高，含水断层和裂隙的電阻率偏低，并且，在断层连接不同地层时，构造内部的特性也会有明显的不同，了解该区域的不同深度电阻率，通过瞬变电磁法的工作原理，就可以了解探测区域的水文地质特征，并作出科学合理的评价，根据探测信息制定可行的水文地质灾害的应对措施。
3.2 井下三维电法的应用
井下三维电法指的是在电源电场理论上衍生出的探测方法，通过这种方法可以对煤层附近的低阻富水区进行准确的探测，在进行实际操作时，采用高密度电法仪的探测方法测量一圈工作面井道，从而对观察到的数据进行计算，得到工作面底板视电阻值，也可以对三维成像进行合理的解释，例如，在某个矿井开采单位的勘测中，曾探测带工作底板以下100米，就可以根据高度密度法进行事先预测，查看地层状况相符的视电阻率分布的三维数据，得出地质规律和探测结果不相符，探测分辨率较低，所以在后续的工作中，应重新建立数学模型，并根据本区域的实际情况找到合适的综合方法，从而保证煤矿矿井的安全性。
4 结束语
运用科学合理的措施将物探技术应用于煤矿矿井水文地质探测中，可以提高矿井内作业的效率，提高矿井施工安全性。在未来的煤矿矿井富水区相关的工作过程中，科学合理的使用综合物探技术，有利于突出综合物探技术的特色，增强煤矿矿井的水文地质分析的实际作用，社会的发展越来越快，要想保证煤矿矿井生产安全和高效，就应加强对矿区地质的研究，明确煤矿地质对于矿井开掘的影响，根据地质探测结果，选择合理的技术和工艺进行开采，才能保证煤矿的安全，有效的、合理的、科学的对综合物探技术的运用，提高了我国勘探工作的效率，总而言之，科学的使用综合物探技术，加快了我国煤矿矿井的发展速度，探测人员应合理的使用瞬变电磁法和探地雷达法、井下三维电法进行探测，保障地质资料完整，拟定合理的方案，并通过钻探施工进行验证，证明综合物探技术的准确性与可行性。
参考文献：
[1]耿华峰.复杂环境下的矿井水文地质条件对安全生产的影响划分分析[J].当代化工研究，2019（04）.
[2]周西西.矿井综合物探技术在隐伏含水构造超前探测中的应用效果观察[J].2019（04）.
[3]黄建飞，谷纪领.龙门煤矿矿井涌水量预测及水文地质类型评价[J].能源与环保，2019（03）.
[4]李玉昆，王松涛，王宝琛.瞬变电磁法在煤矿水文地质勘查中的应用[J].西部探矿工程，2019（03）.
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