【关键词】物探技术；煤矿生产；应用效果
煤炭资源是关乎各个行业各个领域生存及发展的核心能源，尤其是工业行业，其规模持续扩大，造成煤炭资源需求缺口渐渐增多。即便近几年来我国煤炭行业步入高速运转阶段，其开采规模、开采强度及开采深度得到大幅度提升，但是大大增加煤矿生产风险，甚至埋下引发严重地质灾害的可能性[1]。同时，物探技术（又称地球物理勘探技术）属于间接性勘探方法，指利用各种地球物理技术手段勘探地球，能充分发挥物理原理的作用，准确探查地下矿产及地质结构，被广泛应用于矿产勘探、环境保护及工程建设等领域，而应用于煤矿生产中能明显提高煤矿勘测的准确性，促进煤炭行业及工业产业的长远发展。鉴于此，本文针对“煤矿生产中应用物探技术”进行分析研究具有重要的价值意义。
1.煤矿地质灾害的物理特征分析
通常情况下，煤矿开采期间煤层与底层底板层间密度及岩性等方面存在着明显差异性，而此类环境下作业可能造成部分连续追踪地震反射波，一旦采空区及陷落柱发生地质灾害后可能破坏其连续性[2]。同时，煤矿地层岩石深受湿度及裂缝等因素的影响，明显降低其电阻值。与普通泥土层相比，煤矿层中矿物质往往包含大量水分，而岩石种类不同其含水量普遍相同，二者电阻率出现明显差异性。有研究资料显示，断层及采空区电阻值与岩石自身体积、含水量高低间存在着密切联系，即含水电阻层电阻率远远低于不含水围岩电阻率。
同时，地底煤层出现地质灾害后极易引发水患问题，无法保证煤矿井下各项生产工作有序开展。奥陶系灰岩岩溶产生后形成煤田陷落柱，尤其是岩溶裂隙产生及发展后，深受重力因素的影响，其地层可能出现塌落下沉的问题，反而破坏原有的地层沉积层顺序。由于陷落柱与煤层接触边界二者间存在着放射性、电性、速度及密度等物理特征差异性，组织煤矿井下生产作业期间煤层采区注意是否发生岩体垮落破碎等问题，一旦出现问题后则电阻率可能提升。
2.煤矿生产应用物探技术的要点分析
煤炭作为促进社会经济蓬勃发展的核心能源之一，始终占据着一次性能源生产及消费总额的70%比例，说明煤矿生产与国家能源安全性间关系密切。同时，与其它生产相比，煤矿生产的流程复杂，影响其正常生产的因素相对复杂，不止破坏煤矿生产安全性，更可能威胁工作人员的生命健康安全。
2.1可控源音频大地电磁法
可控源音频大地电磁法（英文简称CSAMT）指利用接地水平电偶为信号源勘测煤炭底层的电测探测法，并且此工作方式往往需要使用大功率人工厂源，从而确保完成其工作任务。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆即便煤矿生产应用可控源音频大地电磁法能保证其穿透性良好，大大增强信号稳定性，但是所产生的噪声污染较为严重。同时，此类设备大范围使用无法脱离具体公式（即H=356Ps/f）的支持，能准确计算预估探测深度。待计算后能得知深度与频率间二者呈反比例关系，与电阻率间呈正比例关系[3]。此外，煤矿生产期间往往以恒定频率为基础，其电阻率大小高低直接决定探测深度。
2.2采区三维地震勘探法
采区三维地震勘探法指利用炮点及接受网共同构成面接受技术计算得出数据网点总体覆盖次数，是三维地震探测地下地质构造的主要方式。与其它探测技术相比，采区三维地震勘探法所得出的数据具有密度较强等鲜明特点，能准确完成空间归位及成像的作业。即便煤矿矿井的地下地质构造相对复杂，但是此类技术能科学合理预测采煤合并带、分叉带及冲刷缺失部分，便于第一时间了解采煤厚度的波动幅度，充分发挥此类技术的作用，明确采煤层地下露头位置。同时，准确圈定采煤层自然火烧区域后，能为后续采煤生产工作提供更多的便捷。
2.3瞬变电磁法
由于各个磁场间歇期间所产生的二次感应磁场可再次回收利用，即使用一步接地回线能完成磁场所有的发射工作，大幅度提升瞬变电磁法的利用效率。有研究资料显示，一次二次电磁场深受地下良导体激励作用的影响极易出现非稳磁场，说明相较于其它物探技术，瞬变电磁法具有工作效率高、信息量庞大及探测深度大等鲜明特点[4]。同时，涡旋场地面普遍以扩散方式为基础进行大范围传播，促使电测能量于导电介质中出现大量损耗，并且源下局部区域是技术最为重要的分布范围，能保证低频部分迅速传播至深处，极大程度上扩大工作范围。此外，探测所获取的深度与覆盖层电阻率、最小可分辨电压及磁矩间关系密切。
2.4井下三维电法勘探
井下三维电法勘探以点电源电厂理论为基础演变发展而来，被广泛应用于具体生产工作之中，而利用此类勘探方法时，提前使用高密度电法仪仔细探测工作面巷道，再结合所得出的观测数据结果准确计算工作面底板视电阻值，有助于全方位解释三维成像，以达到准确预估煤层周边低阻富水区具体位置的目标。例如：以煤矿开采期间探测至工作底板下方280米位置为例，灵活运用井下三维电法勘探能超额完成各项预报工作，并且三维数据分析前，尽量将与地层状结构相似的视电阻率分布扭曲成球面层状结构，促使地质规律与探测结果间出现明显的差异性，完全不影响探测工作的分辨率。
3.结语
通过本文探究，认识到即便煤矿生产应用物探技术能取得令人满意的效果，但是物探技术的应用流程相对复杂，对于系统性要求相对严格，一旦技术人员与管理人员间配合不得当则可能影响其生产效果。因此，相关煤矿企业秉持具体问题具体分析的工作原则，立足于生产现场地质结构及物理条件，明确最佳的矿产探测方式，方可彻底解决探测期间可能遭遇的各种问题。同时，做好探测数据整合及研究分析工作，制定相应的地质灾害应急处理预案，确保煤矿生产各项工作有序开展。
【参考文献】
[1]左翀昊.浅谈物探技术在煤矿生产中的应用[J].化工管理,2019(09):114-115.
[2]王诗海,魏文杰,宋燕鹏.物探技术在探测煤矿地质中的应用研究[J].山东工业技术,2018(17):89.
[3]刘海东.物探技术在煤矿地质开采方面的新技术新应用分析[J].科学技术创新,2018(04):173-174.
[4]陈义兴.物探技术在煤矿井下生产中的应用探析[J].化工管理,2014(17):109.
论文作者:杨玉龙
论文发表刊物:《科学与技术》2020年1期
论文发表时间:2020/4/29
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