地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

李克鋮

摘要：煤炭資源是當(dāng)前中國(guó)的主體資源，對(duì)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有舉足輕重的作用。隨著煤炭資源的不斷開(kāi)采，開(kāi)采難度不斷增加，煤礦安全生產(chǎn)日益引起人們的重視。地質(zhì)探測(cè)技術(shù)的發(fā)展與完善，保障了煤礦安全生產(chǎn)。對(duì)常見(jiàn)的地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)進(jìn)行概述，就瞬變電磁法與無(wú)線電波技術(shù)等典型地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)原理與應(yīng)用進(jìn)行探討，并闡述了煤礦安全生產(chǎn)中地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)應(yīng)用的意義，為安全生產(chǎn)中地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦；勘測(cè)技術(shù)；安全生產(chǎn)

1常見(jiàn)地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)的分析與應(yīng)用

1.1三維地震勘探技術(shù)

在對(duì)煤礦地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)的過(guò)程中，應(yīng)用三維地震勘探技術(shù)可以對(duì)煤層中超過(guò)5m的斷層進(jìn)行勘察，甚至還可以勘察直徑超過(guò)15m的采空區(qū)、陷落柱以及包裹體，通過(guò)對(duì)這種勘測(cè)技術(shù)的應(yīng)用能夠加強(qiáng)對(duì)特定煤層的勘測(cè)，使得煤礦地質(zhì)得到保障。煤礦的安全生產(chǎn)與特定煤層的地質(zhì)有較大的關(guān)系，在對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘察的過(guò)程中很多工作人員沒(méi)有對(duì)深層地質(zhì)進(jìn)行安全檢查，導(dǎo)致其在生產(chǎn)活動(dòng)中出現(xiàn)相關(guān)的安全事故，所以說(shuō)三維地震勘探技術(shù)的應(yīng)用在煤炭安全生產(chǎn)中有很重要的作用。

1.2礦井直流電法與瞬變電磁法

在煤礦的開(kāi)采中操作人員經(jīng)常需要對(duì)井下巷道進(jìn)行探索，在這個(gè)過(guò)程中需要使用的技術(shù)就是礦井直流電法與瞬變電法。直流電法主要是通過(guò)將接地電流接人大地中，然后通過(guò)電阻率的變化來(lái)反映其所需的電位的方式，這種勘測(cè)是測(cè)定礦井巖石電阻率的傳統(tǒng)方法，能夠使開(kāi)采人員測(cè)定出煤層頂?shù)装迩胺降暮詷?gòu)造，并且對(duì)水體的測(cè)定也有一定的成效。

1.3槽波地震勘探法

在使用槽波地震勘探法對(duì)煤礦進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)時(shí)，首先需要檢測(cè)煤層是否具有導(dǎo)槽性，只有具有導(dǎo)槽性的煤層才可以用此方式進(jìn)行勘測(cè)。這種勘測(cè)方式可以細(xì)分為透射槽波勘探法和反射槽波勘探法，透射槽波勘探法可以對(duì)煤層內(nèi)部結(jié)構(gòu)、厚度等的變化進(jìn)行勘測(cè)，探測(cè)距離是煤層厚度的300倍，能夠精確探測(cè)出煤層的結(jié)構(gòu)變化；反射槽波勘探法可以用來(lái)探測(cè)煤層內(nèi)部的大小斷層以及侵入體和巖墻，其探測(cè)距離是煤層厚度的100倍，對(duì)于斷層等的探測(cè)來(lái)說(shuō)這種距離已經(jīng)足夠。

1.4煤礦無(wú)線電波透視技術(shù)

在對(duì)煤層工作面進(jìn)行探測(cè)的過(guò)程中，無(wú)線電波透視技術(shù)是一種比較成熟的方法，它具有快速、成本低以及透距大的特點(diǎn)。但是在實(shí)際的操作過(guò)程中，它的觀測(cè)系統(tǒng)比較單一，并且耗時(shí)較長(zhǎng)，需要耗費(fèi)操作員較大的勞動(dòng)力。這種技術(shù)能夠?qū)ぷ髅鎯?nèi)的地質(zhì)異常體進(jìn)行快速反應(yīng)，從而達(dá)到對(duì)其進(jìn)行勘測(cè)的目的。

1.5化學(xué)勘探技術(shù)

化學(xué)勘探技術(shù)主要是應(yīng)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)煤礦含水體地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)，通常在對(duì)煤礦進(jìn)行開(kāi)采之前，需要對(duì)其地質(zhì)情況有詳細(xì)的了解，利用化學(xué)勘探技術(shù)可以將煤礦含水體的地質(zhì)進(jìn)行抽樣檢測(cè)，保證含水體地質(zhì)的優(yōu)異性，不會(huì)對(duì)后期的開(kāi)采造成影響。

2典型地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)原理與應(yīng)用

2.1瞬變電磁法原理與應(yīng)用

地質(zhì)勘測(cè)中瞬變電磁法的基礎(chǔ)是地層中巖石不同導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性。基于電磁感應(yīng)，通過(guò)不接地回線或者是接地電源向地下進(jìn)行一次脈沖磁場(chǎng)的發(fā)送，就一次脈沖磁場(chǎng)間隙期間，通過(guò)線圈或者是接地的電極對(duì)二次渦流場(chǎng)進(jìn)行觀測(cè)，同時(shí)對(duì)渦流場(chǎng)空間以及時(shí)間的分布進(jìn)行分析，從而對(duì)地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行研究。瞬變電磁法主要應(yīng)用在空間狹小的條件，特別是在條件復(fù)雜的煤礦井下環(huán)境中，瞬變電磁法的應(yīng)用比較普遍。瞬變電磁法的主要特征是：測(cè)量的設(shè)備非常的輕便，其測(cè)量的精度以及工作效率比較高。由于瞬變電磁法采用小線圈測(cè)量，因此其點(diǎn)距非常密集，通常是2-10m，降低了體積效應(yīng)，從而提高了橫向的分辨率。在目標(biāo)體附近安裝設(shè)備，從而異常體能夠感應(yīng)到的信號(hào)比較強(qiáng)，無(wú)疑使得其勘測(cè)的靈敏度提高。由于小線框發(fā)射電磁波，使得電磁波具有明顯的方向性，因此，其探測(cè)區(qū)域的目標(biāo)性更強(qiáng)。

2.2無(wú)線電波原理與應(yīng)用

無(wú)線電波法進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)的原理是基于電磁波在地下巖層進(jìn)行傳遞過(guò)程中，不同巖礦石不同電性吸收不同電磁波能量，低阻值巖層對(duì)電磁波的吸收作用比較強(qiáng)，從而造成了在巖性變化界面，電磁波出現(xiàn)反射與折射，使得電磁波能量發(fā)生損耗?；诖耍旱V地質(zhì)條件下，當(dāng)發(fā)射源發(fā)射的電磁波穿越煤層時(shí)遇到斷層、含水裂隙、煤層變薄區(qū)、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造，就會(huì)損耗電磁波能量，從而在接收到的信號(hào)微弱，出現(xiàn)無(wú)線電波勘測(cè)的異常區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)地質(zhì)異常體位置以及范圍的確定。當(dāng)前，瞬變電磁法在井下回采工作面的開(kāi)采前地質(zhì)體的勘測(cè)中具有非常廣泛的應(yīng)用。

3煤礦安全生產(chǎn)中地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)的意義

在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)具有非常重要的意義。基于地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用的領(lǐng)域，煤礦生產(chǎn)中地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)應(yīng)用的意義主要表現(xiàn)為：第一，利用三維地震法能夠?qū)Φ乇砩畈康刭|(zhì)結(jié)構(gòu)的形態(tài)、積水區(qū)空間的狀況進(jìn)行比較精確的確定，從而對(duì)合理設(shè)計(jì)礦井布局提供參考依據(jù)。第二，利用直流電法與瞬變電磁法能夠?qū)τ诿旱V掘進(jìn)巷道周?chē)鷧^(qū)域中異常地質(zhì)體，特別是含水體進(jìn)行比較精確的確定，從而對(duì)礦井巷道掘進(jìn)過(guò)程中，安全隱患的預(yù)防與治理提供保障。第三，基于無(wú)線電波透視技術(shù)能夠?qū)τ谝呀?jīng)圈定的煤礦工作面中的地質(zhì)異常體進(jìn)行比較明確的確定，從而保障了礦井構(gòu)造方案的實(shí)施。第四，基于鉆探探測(cè)技術(shù)對(duì)煤礦斷層的產(chǎn)狀進(jìn)行科學(xué)的判定，從而對(duì)于煤礦巷道掘進(jìn)方式的調(diào)整提供依據(jù)。第五，利用化學(xué)探測(cè)與室內(nèi)測(cè)試技術(shù)，能夠基于測(cè)試的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)煤礦管路的抗酸堿性、采煤機(jī)、掘進(jìn)設(shè)備等的選型提供依據(jù)。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，煤礦井下地質(zhì)勘測(cè)以綜合地質(zhì)分析為前提，通過(guò)先進(jìn)的地質(zhì)探測(cè)技術(shù)，對(duì)煤礦地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)，從而確保煤礦安全生產(chǎn)。煤礦開(kāi)采是復(fù)雜的動(dòng)態(tài)的過(guò)程，因此，獲取精確的地質(zhì)信息，對(duì)煤礦井下的地質(zhì)狀況進(jìn)行揭露，使得地質(zhì)信息與煤礦地面鉆探、地面物探、礦井地質(zhì)、井下鉆探等信息有機(jī)融合，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)煤層頂板或者煤層地板標(biāo)高、煤層厚度、地質(zhì)異常體等，使得煤礦生產(chǎn)可以高效、安全。