关键词：综合物探；矿井；水文地质
为了保证所采用的矿山勘测技术有效性、科学性，在此次勘探结果基础上，对实际的水文地质情况进行全面研究与分析，并选用多种科学、有效的勘探技术进行全面、综合性的勘测，保证勘探工作的效率和有效性。矿井生产过程中，对矿井周围的地质环境进行地质勘探是保证矿井安全生产的基本要求，而对矿井水源、涌水道、涌水量进行科学勘探是对矿井进行精密、安全管理的关键[1]。由于透水事故是矿井企业生产过程中最为常见且人员、财产损害最为严重的安全事故。但通过传统的勘探技术无法对矿井水文地质结构进行有效的勘探，而综合物探技术因为在水文地质勘探工作中精度水平较高，因此在矿井地质勘探工作中获得了极大的推广和应用。此外，为更好的完善传统物探技术的缺陷，通常采用多种物探技术对矿井水文地质进行系统、全面的勘探工作，保证地质勘探工作的精准性，并保证矿山企业生产工作的安全性[2]。
1、矿井概况
某地区矿井位于丘陵地区，矿井地势呈东北高、西北低的形态，高低起伏程度较大。矿井由两组矿层构成，平均厚度大约在六米左右，产能相对稳定。矿井分布范围内断裂层裂隙分布范围较广，从而为地下水流动打下来了坚实的环境基础。裂隙水、孔隙水、岩溶水是矿区地下水主要构成部分，这当中，裂隙水、孔隙水对矿区生产开采工作的影响相对有限，而岩溶水因为其结构较为复杂，从而对矿区开采工作造成了较大影响，是矿区勘探工作中需要解决的重要问题。
2、综合物探实施方法
2.1地震勘探
本文根据某地区矿区实际地质特点，在矿井内垂直设置了六条主测线以及六条联络线，测线之间的距离在两百米左右。在本次勘测过程中，采用四个规格两串两并的检测收集有关数据。本数据监测系统共设有96道接收道，道与道之间的距离分别是五米、十米。信号以不对称的形式进行激发，且不同区域激发方式也是不同的，主要存在井炮震源激发、可控震源激发两种形式。
2.2瞬变电磁勘探
某地区矿区瞬变电磁勘测过程中主要布设了八条勘测线、六条加密线、五条主测线，部分地震勘测线相重合。为确保测量到的数据真实有效，在进行勘测前，应首先检测设备仪器精密度、稳定度、抗干扰能力以及其灵敏度。实证验证发现，瞬变电磁法发射线是框规格为600×600（m）的大定源回线装置，发射电流和频率分别是7A、25Hz；接收线圈则选用中频瞬变电磁接收圈(MTEM-A)，直径大约是1m。
2.3综合物探技术分析
地震勘测技术通过时间剖面反射的特种波来获取矿区地质有关的信息数据，从而了解矿区地质信息，有一定的实用性，但缺乏分层能力，无法对矿区水文地质进行有效的检测；而瞬变电磁勘探技术则通过电阻率异常信息的分析，可对有关情况进行有效勘测，穿透能力较强，因此应用范围较为广阔[3]。在施工过程中，对设备精密度、性能有较高要求，通过两种技术的结合，对矿区水文地质进行系统勘探，从而对该矿区水文地质进行科学勘测，并将勘探成本减少到最低限度，保证探勘效率，从而为规范施工提供相应的材料。
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3、工程勘探结果分析
3.1矿震勘探结果
在进行矿震勘查过程中发现，矿振波较为明显的是西部测线的DZ04位置，通过对比矿震勘探结果，对不同勘测点矿震勘查结果进行闭合处理，依照西部测线DZ04位置勘探结果可以分析出，此次勘查的矿井矿层发射波连续性良好，桩号为420~520#区域矿震波阻率的分散性良好，波动情况明显。使用瞬变电磁法进行矿震勘探测得的结果为420~520#波组段属于陷落柱地带，830#、630#、750#波阻带出现扭曲形状，由此可认定该层是断层结构。
3.2瞬变电磁勘探结果
结合矿震剖面重合勘测线TEM04及瞬变电磁探测结果，及分析区域瞬变电阻率的剖面结果可了解丘陵区域矿层特征。在水平标高为0m附近存在电阻率异常的情况，并结合现有地质材料信息，认为其构造特点为陷落柱；60m以下的标高地势电阻率处于较为均匀的状态，符合灰岩表现特点。而标高60m~100m处、桩号630#、750#、830#附近电阻率呈现出扭曲变形的情况，结合地质勘探结果，可认为该地为断层富水区。
3.3综合物探结果解释
综合上述勘查结果我们可以确认矿区勘探范围，主要包含1个陷落柱、6个富水区域集25个断点。矿山探测区域出现断点，同时将整个勘探区域进行覆盖，综合现阶段我们勘测到的数据资料发现矿山勘测区域有八条组合断层。基本判定了探测区域内的富水层[4]。探勘范围包括整个探勘区域，并得出了更为精确的矿区水文地质信息，并能够详细的判断出其断水层、富水层、富水程度、水域面积等信息，对矿区地质信息有重要引导性作用。
承压含水层分布范围较大且主要集中于F3、F5断层北部；且断层裂隙发育、岩层破碎的影响下，岩溶含水量有所增加，从而加大了这一区域水文地质勘察工作上的难度，由此可认为DZ04线桩号420~520#区域是陷落柱区域，同时也是富水区域，断层的西部、北部也有较大含水量，属于中等富水区域。为保证选用的勘察科技的科学、有效性，本文在勘探结果的基础上，对重点区域进行了钻孔勘探，加设两个钻探位置，发现矿区断层破碎带出现太原组灰岩层、SZ1、SZ2。SZ2钻孔则直接贯通断层破碎带，破碎带厚度最大可达50m。结合矿井钻探数据可得出，钻孔勘探结果和物探较为接近。这些数据证明，通过综合物探技术对矿井水文地质信息进行检测是科学、有效的。
4、结语
综合物探技术是矿山水文地质勘探中的重要技术手段，对确保矿井安全生产有着极大意义和作用。本文以地震勘探结合瞬变电磁技术对某地区矿水文地质进行了勘探工作。在本次勘探过程中，布设了五条重合测线，同时根据其物理特性对其水文地质状况进行了相应的研究。研究结果认为，这两种勘探技术获得的勘探结果较为详尽，矿区富水区多集中于F3、F5区域，中等富水区多集中于F2断层西部以及F3断层北部等区域。由于某地区矿井裂隙水分的分布范围较大、断层构造涉及区域较广，运用瞬变电磁法与矿振波勘探相结合方法进行地质勘探，可以获取比较准确的矿区富水形态、特征及其位置，并对钻探施工工艺进行了实证验证，从而证实了综合物探技术的科学性、合理性和有效性，从而为矿井安全生产，提供科学可靠的地质信息。
参考文献
[1]武强.我国矿井水防控与资源化利用的研究进展、问题和展望[J].煤炭学报，2014(5)：795-805.
[2]焦险峰，刘树才，姜志海，等.利用矿井瞬变电磁法超前探测走向导水断层研究[J].煤炭工程，2016.48(3)：92-94，98.
[3]江球.矿井瞬变电磁法在煤层顶板富水异常区探测中的应用[J].煤炭工程，2012.44(12)：41-44.
[4]杨勤海，王新杰，工营超.地裂缝地质灾害调查中的综合物探技术应用[J].物探与化探，2013(1)：143-146.
论文作者:李署光
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第18期
论文发表时间:2020/3/16
标签：矿井论文; 物探论文; 矿区论文; 水文地质论文; 断层论文; 技术论文; 区域论文; 《科学与技术》2019年第18期论文;