摘要：物探技术是一种集地质学、物理学、数学、计算机等多学科于一体的边缘性学科，物探方法技术具有快速、连续施测的优点，且成本较低的特征被广泛应用尤其是在煤矿生产中，文章主要介绍了物探技术在煤矿地质工作中的应用及相关技术。
关键词：物探技术；；煤矿；地质
伴随我国国民经济快速发展，对于能源的需求量不断增大，我国急需建设一批产量高、效率高的矿井，而这就给煤矿地质的探测提出了新要求：一方面，要求于地面选择适当的勘探方法，如地面高分辨二维地震勘探、地面高分辨三维地震勘探、电法探测等，以为煤矿的开采规划设计提供科学地质依据；另一方面，要求开采前，应对矿井下对开采区工作面的各类地质异常体进行查明和控制，包括小断层、小褶曲、煤层厚度改变、煤层冲刷、剥蚀、煤层分叉、陷落柱、岩溶及老空间分布、可能会出现涌水或瓦斯涌出情况的点或通道、顶底板的富水情况、顶板稳定性等。这些地质异常情况会极大地影响煤矿开采工作的顺利进行，即使是小规模的地质异常情况，若未及时进行有效探测，也会影响开采系统布局的合理性，导致资源浪费，严重的还会影响工作面开采及各类水害的预防和治理，甚至危及整个矿井安全。若发生问题，将会造成巨大的经济损失。因此，物探对于煤矿地质的探测而言具有非常重要的现实意义。
1 物探技术在煤矿地质工作中的重要性
基于社会经济和科学技术的不断进步以及综合机械化程序的广泛应用，大大的推进了矿井开采技术的进步。可是矿井开采机械化的缺陷是应变力低下，不能灵敏的跟随地质情况的变化进行调整。地面物探可对矿区内大的地质构造体进行较好的控制，但在井下遇到地质异常体较多的是较小地质异常体，如果不及时超前探查，不但会造成采掘系统布局的不合理，还直接影响工作面的持续开采及矿井水害的有效防治，更甚者危及整个矿井和矿工的生命安全。当前煤矿生产建设要求高产高效，仅靠传统的地质方法查明矿井地质问题是远远不能满足生产需要的。因此运用各种物探方法，结合地面及井下进行综合勘探，是目前矿井地质工作中煤矿安全生产最为有效的地质手段。
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物探技术的具体应用
引入物探技术之后，煤矿地质开采中的水灾害及地质灾害得到了有效预防和治理，在提升煤矿企业的经济效益的同时还有利于提高整个煤炭行业的社会效益。
3.1物探技术在煤矿防治水等地质灾害治理中的应用
物探技术被全国煤矿推广应用，重点是中等及以上的矿井的防治水工作。有效的探测技术手段，在水害防治工作中起到保障矿井安全方面带来很大的社会效益，可以达到以下目标：①探测掘进前方老窑积水区、隐伏导水通道、陷落柱等矿井水文地质问题；②地震勘探超前探测系统的最佳探测距离达到100～200m。采用超前探测物探技术有效预防突水事故的发生，及时发现井下构造位置，及时校正超前探放钻孔参数，采取措施进行验证。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与只靠机械钻探方法相比，在少时间内对施工区域地质构造进行收集，可节约大量的人力、物力，为煤矿开采提供了坚实的技术基础，进一步确保了安全生产。
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：第一，相干体与方差体技术的使用。相干体及方差体技术的工作原理为可充分利用三维资料当中的所有CDP电信息，以免实施常规抽线解释时发生遗漏小断层的情况。另外，实施三维成像时，还可利用数据切片及透视等方式分析并处理地下断层，以三维图像的方式来进行解释。相干体及方差体切片具强断层敏感性，利用相干体及方差体的这一特征，可直接利用解释系统在相干体或是方差体的切片上来对断层进行解释。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。第二，应用于采矿区构件机理分析当中。进行煤矿开采时，作业人员往往会遇到突水状况，突水情况不仅会阻碍煤矿开采的顺利进行，而且还可能会引起煤矿安全事故。面对这种情况，即可利用物探技术中的三维地震勘探法进行探测。第三，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。
4物探技术发展的趋势
综合物理、数学、计算机等科学的应用，探测技术越来越成熟，地球物理勘探技术发展的趋势主要表现可以分为以下几个方面。
（1）应用计算机和数据采集技术，使得物理勘探技术向着自动化、数字化、轻便化和多功能化发展。目前在核电站、水电站、矿山等一些重大工程建设上，需要查明较大的危害，关键性的地质构造等。同时，世界很多发达国家面临着浅层矿资源枯竭的问题，工作人员已经向沼泽、海洋、沙漠的方向进行资源勘探。对于这些工作开展就需应用新技术、新仪器，使难以到达的地区得以勘探实施。（2）总线技术进一步发展，逐步形成积木式、模块化、插卡式的球物理勘探仪器关键技术，这些技术的运用可以实现多功能和多参数的自动测量，使物理探测仪器系统模块式的组成结构更加紧凑，也代表新一代技术的发展方向。（3）应用功能较强的应用型软件和集成化的计算机辅助测试技术，使测试技术和测量仪器的发展更上一层。使物探仪器具有更强的功能性，可以更方便地满足勘探的各种需要。（4）高速单版数字信息处理器将误差修复、信号处理、数据处理的功能增强，对一些高档仪器更新、扩展的功能不再只单依靠增强硬件的功能和制造工艺的精细。（5）超导新技术于磁力仪、重力仪的运用，大大增强了探测仪器的功能。（6）应用RS、GPS与GIS技术，提高了地震勘探的分辨率和解释精度。
5 结束语
物探技术在煤矿的应用，需建立专业性的物探发展研究机构，构建新技术体系与机制；实现适应煤矿特殊地质环境、多目标填图与探测、自我发展、自我创新、自主知识产权的物探体系与机制宏伟目标，可以更好地为国民经济、社会可持续发展提供高新技术支撑。
参考文献：
[l]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.
[3]柴永胜.综合物探技术在煤矿采区地质勘探中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2017（21）：24-25，62.
论文作者:李冬
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/11
标签：物探论文; 地质论文; 煤矿论文; 技术论文; 矿井论文; 断层论文; 切片论文; 《基层建设》2019年第23期论文;