摘要：随着煤矿开采机械化程度的不断提高，对煤矿地质条件的检测提出了更高的要求。为了进一步提高煤炭企业的经济效益，有必要全面了解和掌握影响煤矿生产建设的各种地质因素和地质条件。物探技术的应用为煤矿地质勘探提供了新的方法和技术。文章针对物探技术在探测煤矿地质中的应用研究进行了详细的阐述，内容仅供参考。
关键词：物探技术；探测煤矿；地质；应用研究
1 勘查区概况及地球物理特征
1.1 勘查区概况
象山矿井南二采区位于矿井南一采区南部，相邻南一采区边界下山巷道煤柱。东部以设计的5号煤层输送机大巷煤柱为界；西部以象山井田现深部边界再向西部规划区域延伸700m的3号与4号点的连线为界；南部以3924781纬线为界；北部以南一采区下山边界即3926541纬线为界。该采区东西倾向长2139m、南北走向宽2000m，面积约4.62km2。底板高程3号煤+140～+210m，5号煤+120～+190m，对应地表高程+527～+790m，盖层厚度3号煤层340.1～582.6m，5号煤层365～599.2m。
1.2 地球物理特征
1.2.1 地震地质条件
（1）浅层地震地质条件勘探区属于黄土台塬区，沟谷发育，地形差，对地震波的激发和接收有很大影响。该地区道路很少，有些道路坡度很大，这增加了施工难度。该区域表面有黄土覆盖区和基岩裸露区。浅层低速带的厚度极不均匀。该地区浅层地震地质条件复杂。
（2）中深层地震地质条件从已知钻孔揭露情况可知，本区石炭、二叠含煤地层沉积稳定，岩性组合及地球物理性质规律较稳定。主要目的煤层2号煤层响应特征明显，密度等物性差异明显，具备形成良好反射波的条件。但是由于煤层埋深浅，煤层反射波易受到面波、声波等干扰，因此本区中深层地震地质条件一般。
综合来看本区地震地质条件复杂。
1.2.2 勘探区地质电性条件
电阻率差异是电法勘探的基础。结合钻井地质信息，可以看出浅层主要是第四系和新近系地层，反映了高电阻率。中部为二叠系上下石盒子组，砂泥岩含量高，反映低电阻率。中深层为石炭-二叠纪地层，是主要的含煤地层，反映了中高电阻率。深部是煤系基底和奥陶系灰岩层位，反映了高电阻率。当岩层相对富水及存在含水裂隙、含水断层破碎带等构造（即地质异常体）时，地质异常体及其附近电性分布将发生明显变化而引起异常，与含水、充水性有关的一般是低阻异常。这就是利用瞬变电磁法进行探测富水区和构造含水性的电性条件。
2 煤矿地质探测当中所使用的物探方法及技术
2.1 煤矿地质探测当中所使用的物探技术
当前在对煤矿地质进行探测时最常用的方法是地面电法，有效避免了小断层、采空区及煤层改变等问题，为煤矿开采提供了良好的技术保障。现应用于探测煤矿地质的物探技术主要有几种：（1）高密度数字三维地震技术。此技术的分辨率、密度及覆盖率均较高，可检测超2 m断层的落差，同时检测直径为20 m的陷落柱。相关工作人员曾于复杂山丘地区实施了2.5 m的落差试验，进一步确定了此技术检测的准确性。（2）三维地震叠前偏移处理技术。应用此技术可有效避免采取传统技术所造成的错误成像、横向分辨率偏高的问题，同时还可更加清晰地显示地质构造边界及小陷落柱的情况。（3）属性本解释技术。此技术主利用地震反射波频率、震动、能量等，通过对三维数据进行计算和分析，从而获取地震属性数据体。利用此技术可快速获取小型结构剖面图，同时具较高解释精度。（4）岩性反演数据处理和解释技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这项技术有助于提高地震剖面的垂直分辨率和弱反射波的探测能力，从而准确了解煤层中气体的分布和含水层的富水性，为煤矿开采的规划和设计提供客观可靠的依据。（5）二次地震资料处理与精细解释技术。此技术是基于传统精细校正及属性解释再结合矿井开采而形成的，有利于三维地震勘探精准度的提高，同时提升对于小构造进行探测的能力。
2.2 煤矿地质探测当中所使用的物探方法
为有效解决煤矿开采过程当中的各类问题，提高煤矿开采效率，近些年来，我国不断研发新技术，以提高煤矿地质探测的准确度和精密度。依探测空间进行分类，当前用于煤矿地质探测当中所使用的物探方法主要包括3类：地面物探、测井及矿井物探，其中地面物控包括重力勘探法、磁法勘探法、电法勘探及地震勘等；测井包括电法测井、放射性测井、声波测井、热测井及磁测井等；矿井物控包括地震法、电法、巷道重力法、磁法、放射性法及红外线遥测等。依物理场进行分类，当前应用于煤矿地质探测所使用的物探方法主要有重力、磁法、电法、地震、地热及放射位等6种。
3 物探技术在探测煤矿地质中的应用
3.1 物探技术在煤矿地质开采中防治水灾害的应用
依我国多年来对于物探技术的应用成果来看，使用物探技术对于煤矿地质开采中防治水灾害的作用主要体现在以下方面：（1）可用于探测各类矿井水文地质问题，如开采区域前方的老窖积水区、开采面底板的隔水层厚度、含水层的富水性、隐藏的导水通道、陷落柱的富水性等，其探测准确率超90%。（2）利用瞬变电磁超前预测系统，可预测当前开采区域前150m左右的含水构造，且其预测准确度超过90%。
3.2 物探技术在防治煤矿地质开采中地质灾害的应用
物探技术在防治煤矿地质开采中地质灾害的应用主要体现在以下方面：
(1)相干立方体和方差立方体技术的使用。相干体和方差体技术的工作原理是充分利用三维数据中的所有CDP电信息，以避免常规线图解释中遗漏小故障。此外，当实施三维成像时，地下断层也可以通过数据切片和透视来分析和处理，并通过三维图像来解释。相干体和方差体切片具有很强的故障敏感性。利用相干体和方差体的这一特征，断层可以由相干体或方差体切片上的解释系统直接解释。依解释闭合点可于常规剖面图上来显示或是修改断层，然后再在相干体或是方差体切片上实施闭合调整，即可于地震反射层位对之前的断层空间分布模型进行解释。（2）应用于采矿区构件机理分析当中。在煤矿开采过程中，操作人员经常会遇到突水，这不仅阻碍了煤矿开采的顺利进行，还可能引发煤矿安全事故。面对这种情况，地球物理勘探技术中的三维地震勘探方法可以用于探测。探测前应注意了解煤层表面的水文条件，并分析抽水孔的数据，以提高探测的准确性，从而增强对矿区水文地质条件的了解。之后再利用三维地震勘探方法对煤层顶板砂岩的含水层厚度和深度进行检测，同时探测煤层深度及结构变化，再依探测结果制定科学、合理的作业方案，以确保作业的安全性。（3）等时切片技术的应用。利用等时切片技术可显示某一时刻三维数据体当中的所有地震信息，从而反映同一时刻不同地质层位的分布情况，其中水平切片上的"同相轴"强度是对反射波强度的反映，反射波"同相轴"的错开大小则对应着断层断距的大小，且水平切片的小断层分辨能力明显强于垂直时间剖面。
结束语
实践表明，地球物理勘探技术在煤矿地质探测中的应用有利于探测导致地质灾害的地质原因。地球物理勘探技术在煤矿地质探测中可以发挥非常重要的作用，前提是物理性质可用，工作方法选择得当。同时，多年来的实际工作成果也表明，物探技术的应用确实可以为煤矿地质灾害和水害的防治提供可靠的地质数据。为了充分发挥物探技术在煤矿地质勘探中的作用，相关人员需要进一步研究物探技术应用的理论和方法。
参考文献
[1]戴建安.综合物探技术在矿山地质勘探中的应用[J].世界有色金属，2017（12）：100-101.
[2]吕士磊.物探技术在煤矿地质开采方面的新技术新应用[J].中外企业家，2016（9）：78.
论文作者:郭璐,雷鸽
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/20
标签：地质论文; 物探论文; 煤矿论文; 技术论文; 煤层论文; 断层论文; 条件论文; 《建筑学研究前沿》2018年第29期论文;