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摘要:

本文對我國煤炭礦井主要地質(zhì)勘探技術(shù)井巷二維地震勘探、高密度電阻率法、震波超前探測、槽波勘探法、地質(zhì)雷達勘探方法進行了詳細介紹，并對勘探技術(shù)發(fā)展方向進行展望。

關(guān)鍵詞:

煤礦開采;巷探工程;地質(zhì)雷達法;槽波地震法;地震勘探

煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占有重要比例，對我國經(jīng)濟發(fā)展意義重大。在煤礦生產(chǎn)中，運用地質(zhì)勘探技術(shù)查明各種地質(zhì)問題，對煤礦的安全高效生產(chǎn)具有重要意義。

1煤礦地質(zhì)勘查技術(shù)

1．1巷探工程

利用礦井中的巷道來探測斷裂構(gòu)造、陷落柱等地質(zhì)異常現(xiàn)象稱為巷探。巷探在礦井地質(zhì)工作中應(yīng)用廣泛。如圖1，為了探測斷層F1的位置和走向，向斷層F1掘進探巷a、b、c。

1．2地球物理勘探技術(shù)

地球物理勘探指利用巖層密度、傳播速度、彈性波、電性等物理性質(zhì)的不同，進行地質(zhì)勘查的一種技術(shù)方法。井巷二維地震勘探、震波超前探測、槽波勘探法、地質(zhì)雷達勘探方法、高密度電阻率法和坑透法是目前最常用的物探技術(shù)。

1．2．1二維地震勘探

地震勘探是利用地下介質(zhì)彈性和密度的不同，對人工激發(fā)地震波的響應(yīng)進行觀測、記錄和分析，推測地下巖層的形態(tài)和性質(zhì)的一種物探方法。通過沿測線布置炮點和檢波點，對地震數(shù)據(jù)進行采集、解釋和處理。

1．2．2震波超前探測

煤礦震波超前探測也是一種地震勘探技術(shù)，由于煤礦井下空間條件的限制，可供觀測利用的空間十分有限，為充分利用井下空間，震波超前探測技術(shù)主要采用反射地震方法。即在巷道內(nèi)盡可能多布置激發(fā)裝置和接收裝置，采集大量的地震波數(shù)據(jù)，以提高探測效果，更好地為煤礦生產(chǎn)服務(wù)。

1．2．3槽波勘探法

槽波地震勘探是煤礦探測斷裂構(gòu)造、陷落柱等地質(zhì)異常體的常用方法。原理是利用地震波在不同密度介質(zhì)中傳播速度的差異，在密度大的介質(zhì)中傳播速度大于密度低的介質(zhì)中傳播速度。巖石密度大于煤層，因此地震波在巖層中傳播速度大于煤層中傳播速度。所以，在煤層中的地震波將有一部分在煤層底板與頂板接觸面上發(fā)生全反射，形成一個沿煤層傳播的槽波(導波或煤層波)。槽波在介質(zhì)接觸面會發(fā)生透射和反射，當槽波的變化被儀器探測到時，即可確定接觸面的位置和大小。槽波地震勘探有透射波法與反射波法兩種，透射波法分別在兩條巷道中激發(fā)和接收槽波，根據(jù)槽波的變化，確定地質(zhì)構(gòu)造體是否存在，如圖2。反射法在一條巷道中布置激發(fā)點與接收槽波，根據(jù)槽波反射信號，確定地質(zhì)構(gòu)造體位置，如圖3。

1．2．4地質(zhì)雷達勘探方法

地質(zhì)雷達勘探是利用地層電性參數(shù)的不同，應(yīng)用高頻電磁脈沖波的反射作用，探測目標地層和地質(zhì)現(xiàn)象的一種勘探方法。原理為利用雷達接收在不同地質(zhì)界面上反射的電磁波，并根據(jù)反射電磁波的特征，對異常地質(zhì)體探測和識別。對井下巖漿侵入體、斷層、老窯和陷落柱等的探測具有良好的效果。在山西、河南、山東、安徽等地礦井應(yīng)用廣泛。

1．2．5高密度電阻率法

電阻率法指利用巖土的導電性，通過觀測地層中電流場的分布規(guī)律，來分析地層中地質(zhì)現(xiàn)象的一種地質(zhì)勘探方法。高密度電阻率法是在煤礦勘探中應(yīng)用的一種新的技術(shù)方法。

1．2．6坑透法

坑透法指應(yīng)用發(fā)射器向地質(zhì)異常體發(fā)射高頻率無線電波，并監(jiān)測電磁波在傳播過程中的強弱情況，以確定地質(zhì)異常體的位置和范圍的一種勘探方法。其原理為不同電性巖層對電磁波能量吸收作用具有差異性，電阻率高的巖層對電磁波吸收作用強，電阻率低的巖層對電磁波能量吸收作用弱。同時，電磁波在地層斷裂面會發(fā)生反射、折射和散射，電磁波能量也會減弱，一些地質(zhì)異常體(如導水斷層)也吸收電磁波。因此，可設(shè)計電磁波的發(fā)射點和接收點，電磁波通過地質(zhì)異常體時，接收點無線電波明顯減弱，設(shè)計多個發(fā)射點和接收點位置對地質(zhì)異常體多次觀測，即可確定其范圍。

2煤礦開采地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展方向

煤礦地質(zhì)勘查是一項復雜的工作，除了傳統(tǒng)鉆探工程、巷探工程、地質(zhì)雷達勘探和坑透法等勘探技術(shù)外，還應(yīng)該發(fā)展地質(zhì)勘查新技術(shù)，如三維地震、瞬變電磁等，綜合利用多種地質(zhì)勘查技術(shù)。并且將地質(zhì)勘探技術(shù)與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，建立多元煤礦信息集成系統(tǒng)，實現(xiàn)地質(zhì)資料的信息化、數(shù)字化和可視化，實現(xiàn)對煤礦地質(zhì)條件的精準評價、生產(chǎn)地質(zhì)工作高效管理和突發(fā)性煤礦地質(zhì)災(zāi)害的有效防治。

3結(jié)論

我國煤礦地質(zhì)條件復雜，煤層褶皺、斷層等地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育對煤礦的安全生產(chǎn)造成嚴重影響，易引發(fā)煤礦生產(chǎn)事故。對于煤礦生產(chǎn)中遇到的各種地質(zhì)問題，不但需要采用傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探技術(shù)，還要發(fā)展新技術(shù)，對各種地質(zhì)因素進行動態(tài)分析，綜合應(yīng)用多種勘探技術(shù)手段，為煤礦的安全高效生產(chǎn)提供地質(zhì)預測預報保障。

參考文獻:

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作者:王永明 單位:陽泉市上社二景煤炭有限責任公司