淺析物探技術在煤礦地質工作方面的應用

淺析物探技術在煤礦地質工作方面的應用

張五洲

平煤股份勘探處物探測繪隊河南平頂山467000

摘要：在煤礦開採的整個過程中，工作人員經常遇到各種地質問題，這不僅增加了煤礦開採的安全隱患，嚴重會威脅到煤礦井下工作人員的生命安全。而物探技術的應用不僅可以幫助地質人員更加全面地瞭解地質情況，減少地質災害的發生，從而減少煤炭企業的經濟損失，因此在煤礦地質開採過程中，加強物探技術的應用是十分有必要的。

關鍵詞：物探技術；探測；煤礦；地質

引言

物探技術作為一項重要的地質探測技術，在煤礦領域有着十分關鍵的作用和價值。在煤礦開採過程中，施工人員難免會遇到各種各樣的自然災害及地質異常問題。傳統的採煤方法以及採煤作業形式不僅無法提高開採效率，還存在較大的安全隱患，危害施工人員的生命財產安全。因此，必須要加強物探技術在煤礦地質探測中的應用，深入瞭解煤系地層地質構造及賦水規律，避免地質災害的發生，提高煤炭企業的社會效益與經濟效益。

1物探技術對煤礦地質探測的作用

物探技術憑藉自身操作簡單、施工方便以及探測準確率較高等優勢在煤礦地質開採領域中得到了較為廣泛的應用。目前，我國煤礦常見的幾種物探技術主要為電法勘探、地震勘探等，且多應用於煤礦地質災害與水災害的防治工作當中。在應用物探技術對煤礦地質進行探測的過程中，首先要明確煤礦的實際環境以及開採期間的具體要求，並結合實際情況來選擇恰當的勘探方法。地面高分辨三維地震勘探法與二維地震勘探法，不僅可以為煤礦開採設計與開採方案提供可靠的地質數據，同時也能夠加強地質異常情況的超前預報，具體包括煤層厚度的變化、小斷層與煤層交叉陷落柱的分佈等，從而大大增強煤礦開採設計工作的科學性與合理性，確保煤礦開採工作的高效與精準開採。

2煤礦地質探測中應用的物探方法

近些年來我國的物探技術不斷更新發展，旨在提高煤礦地質探測中的精準度，由定性為主向定性和定量相結合轉變。根據探測空間進行物探方法的分類，煤礦方面物探大致可以分為三類，分別為地面物探、礦井物探和測井物探。其中煤礦地面物探，其又涵蓋了電法勘探法、磁法勘探法、重力勘探法及地震勘探法等；礦井物探又涵蓋了電法、磁法、地震法、放射性法等；測井物探又涵蓋了放射性測井、磁測井、電法測井等方法；此時就需要結合煤礦地質目的來對探測方法進行選擇，以期達到預期的探測效果。

3物探技術在煤礦地質開採方面的應用

3.1二次地震資料處理和精細解釋技術

二次地震資料處理和精細解釋技術主要是將常規的屬性體解釋、精細靜校、礦井開採等技術密切地結合了起來，這不僅可以大大提升對小構造煤礦地質的探測水平，同時也能夠進一步提升三維地震勘探的精確度。在煤礦地質開採的過程中，二次精細處理作為一個較為系統的工程，不僅需要高精度靜校正配合完成，同時也要應用多種方法。首先，要對原始資料進行分析，明確野外靜校正參數與具體的方法。對於埋藏較淺的煤層，若早期施工中的三維採區地震資料設計的最大偏移距相對較小，其低頻長波長校正是無法校正到位的，且目的層與地形整體的起伏也不一樣，剖面上就會呈現出假的褶曲構造。為此，工作人員在選擇靜校正計算的過程中要先選擇恰當的計算參數，尤其是平滑參數，選取數值不要太小。另外，受多種因素的影響，地震單炮記錄通過野外靜校正後，其CMP道集內依舊會存在一定的時差，也就是指剩餘靜校正量，其主要是通過高頻短波長的形式呈現出來的，因此會在一定程度上影響到疊加的質量。為此，要想進一步提升靜校正的精度，就要實施剩餘靜校正。

3.2在地質災害防治中的應用

物探技術在探測煤礦地質過程中的有效應用可以為煤礦地質災害的治理以及預防提供有效的數據支持。對於煤礦作業的現實環境來説，煤礦頂板以及突（透）水事故會嚴重影響礦井的正常生產作業，干擾礦井開採工作的順利開展，甚至會引發礦井安全事故，造成人員傷亡。應用三維地震勘探法和大地電磁法等地面物探手段，在煤礦開採之前對礦井採空區範圍、斷層和陷落柱等構造的大小進行勘探，從而可以初步獲得整個礦井的地質情況，結合開採過程中的井下物探手段進一步掌握井下地質及水文地質情況，有助於施工人員合理科學地制定煤礦開採方法和方案，保證煤礦開採的效率以及煤礦開採的安全性。

3.3屬性體解釋技術

地震屬性主要是通過間接的形式，依據相關算法，從三維地震數據體中生成出的一種新的數據體，並在此基礎上再進行地層特徵動力學、運動學以及統計學特殊測量值的提取工作。與此同時，地震屬性解釋技術主要研究的內容是如何利用地質綜合解釋軟件系統來對地震屬性進行提取、驗證、儲存以及評價的，並通過上述屬性來對地質構造進行解釋。將屬性體解釋技術在煤礦地質開採的過程中的應用，主要是利用三維數據來準確計算分析地震反射波頻率、振動與能量的，進而可以獲取到更為可靠與精確的地震屬性數據體。在一般情況下，屬性體解釋技術具有準確與快速等特點，因此可以更加準確地獲取小型結構剖面圖，為後續的開採工作奠定優良的基礎。除此之外，在我國三維地震資料解釋技術發展的過程中，屬性體解釋技術會成為重點研究內容與發展方向。在三維地震勘探過程中，工作人員可以從地震反射波中獲取大量的地震地質信息。同時，由於不同介質在地震波傳播過程中所產生的變化是不一樣的，因此就會導致地震反射波在實際傳播過程中，出現時間、頻率、相位、以及振幅等多個方面的相應變化。例如，在研究小構造變化所引發的地震反射波信息時，從其變化特徵、相關性與印證對比情況中就可以提取出地震反射波的相關信息，進入為小構造等地質異常體識別提供有價值的依據。

3.4在煤礦水災害防治中的應用

煤礦施工前期，要應用合理的勘探技術對施工區域開展有效的勘測工作，準確的掌握其地質結構數據，以此來提高施工期間安全性。同時以勘測數據為依據，制定科學的防治水災害的措施，減少施工期間異常情況出現，進而節約開採成本。如今，在開展礦井水災害的預防與治理工作期間，勘探技術通常體現在以下方面:(1)利用瞬變電磁法的超前預測功能，對施工區域內的水文結構開展精準的探測，進而為後期煤礦開採建立科學的信息依據。(2)準確地勘測到各種水文地質結構的具體情況。例如，施工區域底板的隔水層深度、隱藏的導水通道以及陷落柱的含水量等信息。

3.5高密度數字三維地震技術

與傳統三維技術相比，高密度數字三維地震技術具有高保真度、低假頻採樣、波場全以及頻帶寬等多種優勢，缺點主要表現為資料信噪比低，數據量較大。因此，煤礦開採人員在進行大量試驗與系列的處理工作當中，要在炮檢域互補的高效折射波靜校正、各向異性疊前時間偏移、波分頻去噪以及地表一致性振幅補償與反褶積等多種技術的基礎上進一步完善高密度數字三維地震技術的處理流程，以此來有效解決高密度資料長短波長靜的校正問題，並在一定程度上壓制噪聲問題，提升成像的準確性與高精度。

4結束語

綜上所述，物探技術在探測煤礦地質中有着顯著的作用價值，能夠為煤礦開採工作的順利進行提高有效的數據信息支持，減少煤礦開採中安全事故的發生。文章對物探技術在探測煤礦地質中的技術方法與應用進行分析研究和闡述，希望能夠幫助煤礦企業更好地進行煤礦地質探測工作，保障煤礦開採工作安全進行，提高綜合收益效益。

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個人簡歷：張五洲，男，本科學歷，工程師，經濟師職稱，平煤股份勘探處物探測繪隊，副隊長，長期從事礦井物探地測防治水工作。