物探技术在探测煤矿地质中的应用论文_马泽龙

物探技术在探测煤矿地质中的应用论文_马泽龙

中国煤炭地质总局第一勘探局科教中心 河北邢台 054000

摘要:现如今,矿山开采的机械化程度不断增加,对于地质开采勘探的需求也在不断的提高。物探技术的运用可以有效的为矿山地质的勘探提供新的方式和手段,进一步提高企业的经济效益。本文在简单介绍矿山地质勘查中开展物探工作进行分析,针对现阶段矿山地质勘探当中所使用的物探技术进行相应的讨论。

关键词:物探技术;地质勘探;应用

引言

随着我国矿产资源地质勘探技术不断提升,综合物探技术逐渐取代传统勘探技术成为主流勘探手段,但是近些年来,资源开发和开采过程当中出现危险事件屡见不鲜,所以在未来要不断提高矿产资源勘探和开发的技术水平,降低风险。

1物探技术原理

物探技术在进行使用的时候就是采用各种各样的物理方法,使用物探的设备,对物理场进行测量,在进行测量的时候要根据不同的演示之间存在的密度和放射性的差异,利用的原理就是地球物理的原理,在进行地质勘察工作的时候,往往都是采用多种物探方法进行勘察,也就是所说的综合物探技术,因为采用一种物探方法的话存在很大的局限,而勘察工作本身又是比较复杂的,所以就会导致工作不顺利。综合物探技术的技术是电子技术,因为不同的地质结构,物理特性也是有着很大的区别的,物探技术就是利用了这一特性,采用电子仪器设备,利用电子仪器进行探测之后,收集好地形的信息和图像,对地质结构进行比较精确的定位,并且对地质结构再进行分析,最后再判断处地质结构中的岩石的密度以及地质中的辐射,所以,单一的物探技术并不能对地质勘察进行全面的定位,存在着很大的局限性,采用了综合物探技术之后,可以顺利的完成地质勘察工作,同时还可以判断出岩石的密度等更加精确的数据,可以为矿石资源的开采提供更好的数据条件。

2物探技术在矿井地质探测中的作用

物探技术在进行地面地质探测时要选用恰当的探测方法,为矿井开采的规划和设计提供科学的地质数据依据,进行地面探测的方法有地面高分辨率三维地震探测、电法探测和地面高分辨二维地震勘探。在矿井下要先查明并控制开采区作业工作面的各类地质异常体之后安装大型的超千吨综采设备,这些地质异常情况包括有煤层厚度变化、煤层冲刷、煤层分叉、岩溶分布、陷落柱、老空间分布、断层、剥蚀、褶曲及可能会出现瓦斯涌出或涌水的点或通道、顶板稳定性和富水情况等。地质异常情况要及时的进行有效物理探测,以便煤矿矿井开采工作能够顺利进行,防止地质异常体对矿井的开采系统布局造成一定影响,甚至影响各种水害的预防与治理及工作面的开采工作,严重时对整个矿井的安全带来极大的负面影响,最终导致资源浪费并给煤矿企业造成非常大的经济损失。

3常用的物探方法

3.1电磁法

使用接地水平电偶为信号源便能够对煤炭底层进行电测探测法,因此一般将这种方法叫做可控源音频大地电磁(CSAMT),这一工作方式需要使用大功率的人工厂源才能够完成工作,在工作过程中使用这种工作方式能够保证其有良好的穿透性非常好,信号的稳定性很强,但是所产生的噪音也比较大。要想对这一设备实现大规模的应用,则可以按照公式H=356Ps/f来较为准确的预估出探测的深度,在计算后可以知道,深度和频率的平方根之间是成反比的,和电阻率之间则是正比关系。工作过程中在频率恒定的基础上,电阻率的大小对于探测的深度有着很大的影响。不仅如此,将其与天然场源进行比较可以发现,可控源音频需要使用人工厂源作为激烈,但这会出现很多的近区效应、厂源附加效应等的影响,这便会使得工作的难度变得更大,而且会使得解释的复杂性非常强。

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3.2电流法

利用这种方法是根据各种岩石之间男的电阻率以及含水性进行物探的方法,电流法对不同的地质结构中的岩石阻率进行测定,在测定之后,根据对岩石阻率所测量出来的最终结果进行分析,通过分析的结果,来对地质中岩石的含水量和岩石的种类进行判断,在分析的时候要有科学的分析方法,这样才能够确保最终的结果是准确的,在判断出岩石的含水量和岩石的种类之后,就可以通过判断的结果来对地质结构的性质进行一定的定位。

3.3音频电透视法

在电源电场理论的基础上产生的最新音频电透视法,是现今煤炭探测工作中最常使用的一种工作方法,其工作原理和无线电抗透法有一定的共同之处,在探测工作面底板处于规定区域内且低阻腹水部分出现异常时常常会使用这一工作方法。工作人员在完成大量的实验探测工作后,结果表明在很多次预报中都存在着异常,但是实际开展探测工作的过程中却未发现任何的异常。为了更好的处理这一问题,要求工作人员必须要对探测工作的原理有一个深入的了解,并且需要掌握相关的核心技术,这样才能够促使煤矿地下生产工作更加科学高效的进行,这对于我国煤矿资源的勘探发展也有着十分积极的意义。使用音频电透视法开展工作时,需要根据音频所反映出来的信息来判断地下的地质情况,而判断音频信息对于工作人员的专业水平有着比较高的要求,因此工作人员必须要不断的提升其专业水平,并且在工作的过程中要注重积累经验,这样才能够更好的应用音频电透视法开展工作,并使工作的准确性得到更好的保证。

4物探技术在探测煤矿地质中的应用

4.1物探技术在矿山开采中防治水灾害的应用

采用适当的物探技术,可以有效的对于煤矿地质进行合理的监测,保证矿井在开采过程中的安全性,有效的防治水灾害的发生来提高矿山开采的经济效益。针对多年的物探技术应用成果来看,应用物探技术可以有效的监测各类矿井的水文地质情况,对于水层的富水性和隐含的导水渠道都可以精准性的勘测,同时利用物探技术可以有效的利用瞬变电磁超前预测系统,检测开采的过程中的含水结构。

4.2在防治地质灾害中的应用

(1)在矿井采矿区对构件机理分析中的应用。在矿井开采作业时,发生突水事件是不可避免的,为了减少该类事件的发生,可以在矿井开采前应用三维地震勘探法探测矿井煤层顶板砂岩的含水层深度和厚度、煤层的深度和结构变化,根据探测结果可以获悉该矿井的水文地质情况,并制定科学、合理的矿井开采作业方案和方法,提高煤矿矿井开采的安全性和效率性。(2)在等时切片技术中的应用。在等时切片技术中,反射波的同相轴错开的大小反应的是断层断距的大小,水平切片上同相轴的强度反映的是反射波的强度,通过相应技术获得同一时刻相应的地震信息,并分析其层位的关联性,发现小断层分辨能力高于垂直时间剖面。(3)相干体与方差体技术应用。两种技术的工作原理为利用三维技术信息,从而降低缺失小断层的现象。在三维成像过程中,使用数据切片及透视等方法分析断层构造,通过三维成像的方法进行解释,增强敏感性。最后在相干体或方差体上闭合操作,进而对断层空间的分布进行说明。

结语

综上所述,利用物探技术可以有效的对于煤矿地质结构进行及时的勘查,了解地质结构,明确矿山开采过程中容易引发的地质灾害问题。利用物探技术可以有效的对于煤矿地质进行及时的监测。物探技术的应用可以切实的为矿山开采中容易存在的地质灾害、水灾害等进行及时的预防。同时也提供可靠的地质资料,充分发挥采矿技术,对于矿山地质的情形进行勘查。

参考文献:

[1]王晓艳.综合物探技术在地质勘探中的应用分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(06):181-182.

[2]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.

[3]刘盛东,刘静,岳建华.中国矿井物探技术发展现状和关键问题[J].煤炭学报,2014.

论文作者:马泽龙

论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期

论文发表时间:2019/7/26

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