關(guān)于礦井防治水中綜合物探技術(shù)的運(yùn)用分析

張保錄， 謝良鮮， 張 燕

(1.長治市煤炭安全糾察支隊(duì)，山西 長治 046000；2.長治市高原綜合勘探工程有限公司，山西 長治 046000；3.長治市煤礦技術(shù)服務(wù)中心，山西 長治 046000)

關(guān)于礦井防治水中綜合物探技術(shù)的運(yùn)用分析

張保錄1， 謝良鮮2， 張 燕3

(1.長治市煤炭安全糾察支隊(duì)，山西 長治 046000；2.長治市高原綜合勘探工程有限公司，山西 長治 046000；3.長治市煤礦技術(shù)服務(wù)中心，山西 長治 046000)

我國當(dāng)前大部分礦業(yè)的開采方式都是利用礦井來對礦物進(jìn)行開采，因此避免不了許多的自然災(zāi)害。其中，水害是造成礦井不安全的主要原因之一。水害對集體財(cái)產(chǎn)以及群眾的生命安全都造成了極大的威脅。常用的物理探測技術(shù)在對礦井進(jìn)行探測時，經(jīng)常會受到自身功能的單一性以及土壤地質(zhì)環(huán)境和水文地質(zhì)環(huán)境等多方面的影響[1-2]。若是能夠結(jié)合多種物理探測技術(shù)對礦井的水害進(jìn)行提前預(yù)警，則可有效地保證群眾生命和集體財(cái)產(chǎn)的安全。對綜合物理探測技術(shù)在礦井防治水中災(zāi)害的運(yùn)用進(jìn)行說明。

礦井；水中綜合物探技術(shù)；防治；水害

引 言

礦井水害主要是由礦井水突發(fā)而造成的自然災(zāi)害。在對礦井進(jìn)行開采過程中，通過任何方式和途徑進(jìn)入到工作面或者井巷當(dāng)中的水源，都稱為礦井水。而礦井水突發(fā)則是由于工作面和井巷與地表水體、含水層、含水的裂縫帶、被淹巷道、洞穴或陷落柱、構(gòu)造破碎帶以及頂板冒落帶等距離太近或相連而導(dǎo)致發(fā)生的水災(zāi)事故。因此，對礦井水害的預(yù)防及治理措施應(yīng)該要做到對水害進(jìn)行提前預(yù)測并且做好預(yù)報(bào)工作，發(fā)現(xiàn)有問題的地方要及時進(jìn)行井巷探測，待探測出結(jié)果后再進(jìn)行開采挖掘工作[1-2]。

1 礦井水害的種類與預(yù)兆

在對礦井進(jìn)行開采之前通常要探測地表下可能含有的地下水，以防礦井水害事故的發(fā)生。礦井水害的種類主要有孔縫隙水水害、地表水水害、巖溶水水害以及老空水水害等。發(fā)生礦井水害的預(yù)兆通常先是煤巖壁出現(xiàn)“掛汗”、“掛紅”現(xiàn)象；接著，空氣溫度開始下降，煤巖壁散發(fā)出涼意，并且開始產(chǎn)生霧氣；再接下來就會有水聲發(fā)出，并且淋水量越來越大，頂板被壓下來；最后，出現(xiàn)壓力狀的水流即成股的水線，礦井中的有害氣體愈來愈多，煤層出現(xiàn)潮濕和發(fā)暗的現(xiàn)象。

2 水害常發(fā)的原由

2.1 不重視水害發(fā)生的預(yù)兆

有些礦井在發(fā)生突水事故之前，就已經(jīng)有了明顯的預(yù)兆，但個別職工或是管理者并沒有對其重視，其中，既有安全意識缺乏的緣故，也有對應(yīng)付礦井水害的經(jīng)驗(yàn)不足的原因，沒有對預(yù)兆產(chǎn)生足夠的重視，不采取任何的水害防治措施，甚至強(qiáng)行讓采礦工人繼續(xù)進(jìn)行開采工作。

2.2 未了解礦井情況

有些礦井開采者對礦井開采范圍內(nèi)的地質(zhì)以及水文情況還不了解，在沒有收集到全面的資料，也不能確定地下是否有老塘水和地下水的情況下，就對礦井進(jìn)行挖掘開采。

2.3 未做到先探測后防治再開采

部分礦井管理者思想懈怠，沒有對礦井水害進(jìn)行預(yù)測并做好預(yù)報(bào)工作。若發(fā)現(xiàn)有問題的地方要及時進(jìn)行探測，待探測出結(jié)果后再進(jìn)行開采挖掘工作。尤其是當(dāng)井巷距離老空層、地表水層、斷水層以及陷落柱非常接近時，還是沒有對礦井進(jìn)行探測和排水，這就造成了水害突發(fā)事故。

2.4 防止措施不到位

有些礦井的水閘門沒有做到定期檢修，關(guān)鍵時刻無法起到作用。甚至有些礦井的擋水墻只是做個樣子，沒有建立擋水墻的排水槽，只砌出普通的墻面來應(yīng)付相關(guān)部門的檢查，一旦發(fā)生水害事故就會被水沖毀，造成嚴(yán)重的員工傷亡事件。

2.5 礦井選址不當(dāng)

有部分小型礦井在進(jìn)行選址時，太過接近自然水源(如，河流、湖泊等)，而且在標(biāo)志井口的高度時有虛假報(bào)高的行為，一旦發(fā)生洪水災(zāi)害，礦井必定會被淹沒。尤其是在礦井挖掘的過程當(dāng)中，在礦壓聯(lián)合水壓對礦井聯(lián)合作用的情況下，周圍的巖壁就會突發(fā)水害事故。

3 物理探測技術(shù)的原理以及種類

礦井進(jìn)行物理探測技術(shù)的原理就是通過分析地殼淺表層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及物理性質(zhì)，對可用礦床進(jìn)行探測，尋找以及解決礦井地質(zhì)災(zāi)害的問題。使用物理探測方法對礦井進(jìn)行探測的基礎(chǔ)是地表層當(dāng)中存在著大量不同物理性質(zhì)的界面和質(zhì)體。這些界面和質(zhì)體之間存在著多種天然的物理場，物理探測專業(yè)人員在使用不同的儀器對物理場的變化數(shù)據(jù)進(jìn)行探測收集時，利用計(jì)算機(jī)對物探資料進(jìn)行分析，推斷出其探測的地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及礦床位置情況。物理探測技術(shù)可以在空氣、地面以及礦井當(dāng)中進(jìn)行探測使用。在地面進(jìn)行物理探測主要是對礦井開采的前期和過程中提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料。因?yàn)樵诘孛媸褂梦锢硖綔y十分簡單，不容易受到環(huán)境的限制，探測的效率比較高，在地形不太好的礦區(qū)探測也能起到很好的作用。在礦井中使用物理探測技術(shù)是為了在開采之前探測出是否有地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)。通常在礦井下使用物理探測技術(shù)，基本是對巷道里的礦層進(jìn)行探測，由于離探測物較近，物理探測的靈敏度比在地面上進(jìn)行的要高，所以，礦井中使用的物理探測技術(shù)的分辨率非常高。礦井常用的物理探測技術(shù)主要有地質(zhì)雷達(dá)探測、無線電波透視法、瞬變電磁探測3種。通過對這3種技術(shù)不同的運(yùn)用，可以分為以下幾種物理探測方法，其作用如表1。

表1 常用物理探測方法以及作用原理

通過使用物理探測技術(shù)對礦井進(jìn)行物理探測得出的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行收集和整理，根據(jù)對礦山的各種地質(zhì)資料的了解，對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析解釋和研究，并且利用實(shí)際鉆探技術(shù)對得出的結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。如果發(fā)現(xiàn)使用物理探測技術(shù)探測出的異常與實(shí)際鉆探得出的結(jié)果不一致時，應(yīng)該思考并找出原因，并且進(jìn)行重新探測，確認(rèn)結(jié)果是否一致，才能確保礦井在開采過程中的安全[3]。因?yàn)樵诘V井中存在的金屬物會對探測設(shè)備產(chǎn)生干擾，所以在對資料數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時應(yīng)注意將其干擾排除。由于物理探測技術(shù)探測得出的數(shù)據(jù)材料受到開采進(jìn)度以及氣候變換等方面的影響，還需要對礦井地質(zhì)異常進(jìn)行不定期動態(tài)探測，并且及時更新數(shù)據(jù)資料。

4 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前對礦井使用的物理探測技術(shù)在各自的運(yùn)用過程中還存在不足之處，但是可以通過不同的物理探測方法進(jìn)行合理結(jié)合的方法，來彌補(bǔ)這方面的不足。但是，在對礦井進(jìn)行物理探測方法技術(shù)檢測時，都會先采用單一的物理探測檢測方法，待得出的檢測結(jié)果與實(shí)際鉆探出來的結(jié)果不吻合時，才會使用其他的物理探測方法進(jìn)行重新探測，這樣就使得在重復(fù)的探測過程中造成時間和資源的浪費(fèi)。在節(jié)約時間和資源的同時，也要保證人員生命財(cái)產(chǎn)的安全，相關(guān)的物理探測研究人員還需加大對礦井中使用的物理探測技術(shù)的研究。同時，還要增強(qiáng)礦井相關(guān)人員的生產(chǎn)安全意識，在開采前做好超前鉆探工作，將物理探測技術(shù)與實(shí)際鉆探技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合使用，對地質(zhì)發(fā)生的變化要做到定時探測，并做好數(shù)據(jù)記錄，方便對水害的發(fā)生進(jìn)行針對性的技術(shù)處理。

[1] 陳彧.物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用[J].資源信息與工程,2016，31(3):62-64.

[2] 巨朝暉.物探技術(shù)在煤田勘探領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2015,12(20):67.

[3] 靖曉穎.開灤礦區(qū)深部構(gòu)造區(qū)動力災(zāi)害防治技術(shù)研究[J].中國煤炭,2015,41(1):58-61.

Application analysis of comprehensive geophysical prospecting technology in mine water

ZHANG Baolu1, XIE Liangxian2, ZHANG Yan3

(1.Changzhi Coal Security Picket Detachment, Changzhi Shanxi 046000, China; 2.Changzhi Plateau Comprehensive Exploration Engineering Co., Ltd., Changzhi Shanxi 046000, China; 3.Changzhi Coal Mine Technical Service Center, Changzhi Shanxi, 046000, China)

Mine exploitation is the main mining methods for mining in our country, so there are many natural disasters. Among them, water damage is one of the main causes of mine insecurity. Water damage causes great threat to collective property and the lives of the masses. Commonly used geophysical techniques are often affected by many factors, such as the homogeneity of their functions, soil geology and hydrogeological environment[1]. The combination of a variety of geophysical exploration technology for early warning of water damage to the mine can effectively guarantee the lives of the masses and the safety of collective property.

mine; comprehensive geophysical prospecting technology; prevention and cure; water damage

2016-11-24

張保錄，男，1964年出生，1984年畢業(yè)于山西省地方煤礦學(xué)校地下采煤專業(yè)，本科，工程師，從事煤礦防治水技術(shù)管理方面工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.02.40

TD74

A

1004-7050(2017)02-0120-03

煤礦工程