引論:我們?yōu)槟砹?篇煤礦地質(zhì)探測研究范文,供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源,期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感,讓您的文章更具深度。
物探技術(shù)不僅在考古、水利、水電等方面有廣泛的應(yīng)用,還在煤礦地質(zhì)勘測中有重要的應(yīng)用價值。煤礦井下作業(yè)過程中,作業(yè)環(huán)境復(fù)雜,困難重重,時刻面臨著水患等地質(zhì)災(zāi)害,不僅會降低煤礦井下開采效率,更會威脅到井下施工作業(yè)人員的生命財產(chǎn)安全,是煤礦生產(chǎn)中的一大安全隱患。因此,在煤礦地質(zhì)探測過程中,物探技術(shù)的應(yīng)用尤為重要,在加強應(yīng)用的同時,還應(yīng)該注重與時俱進,及時更新,保證地質(zhì)勘查的準確性和高效性,也能對未來可能發(fā)生的安全事故等風(fēng)險及時預(yù)知并加以控制。將物探技術(shù)運用于煤礦地質(zhì)探測中,能夠全面掌握地下構(gòu)造的具體情況,在一定程度上可以有效避免井下開采過程中發(fā)生水害和地質(zhì)災(zāi)害等安全事故,保障煤礦井下開采作業(yè)的工作效率及安全性。
1物探技術(shù)在煤礦地質(zhì)探測中應(yīng)用的重要性
煤炭是中國不可或缺的能源資源之一,中國煤炭行業(yè)開采歷史悠久,對中國綜合經(jīng)濟實力的增強具有重要的促進作用。當(dāng)前,中國正處于新時代,煤炭仍然是確保社會穩(wěn)定發(fā)展的重要能源之一,對國家經(jīng)濟至關(guān)重要。因此,中國煤礦相關(guān)部門及行業(yè)應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施確保煤炭行業(yè)的穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展,以保證煤炭的正常、穩(wěn)定供應(yīng)。當(dāng)前,中國煤礦開采相對集中在井下的采掘生產(chǎn),井下生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境不穩(wěn)定,復(fù)雜多變,再加上有些采掘生產(chǎn)作業(yè)的流程老化,不能很好地適應(yīng)井下的作業(yè)環(huán)境,更不能滿足安全生產(chǎn)的要求,嚴重阻礙了中國煤炭行業(yè)整體的統(tǒng)籌發(fā)展。同時,煤礦井下施工作業(yè)的環(huán)境變幻莫測、復(fù)雜多變,隨著煤礦井下作業(yè)的深度及工作量劇增,井下作業(yè)期間安全事故頻發(fā),不僅降低了作業(yè)效率,影響煤礦經(jīng)濟效益,更威脅著井下作業(yè)人員的生命財產(chǎn)安全。因此,物探技術(shù)在探測煤礦地質(zhì)中的應(yīng)用非常重要,不僅能全面、系統(tǒng)地掌握煤礦地質(zhì)構(gòu)造情況,更能避免施工期間突發(fā)井下安全事故,提升中國中小型煤礦企業(yè)的安全效益、社會效益和綜合經(jīng)濟效益[1]。此外,將先進的煤礦地質(zhì)探測工藝精準應(yīng)用于煤礦地質(zhì)探測中,不僅能夠獲得地質(zhì)構(gòu)造的相關(guān)信息,還能夠避免發(fā)生安全事故,為煤礦井下開采施工作業(yè)保駕護航。
2煤礦地質(zhì)探測中常用的物探技術(shù)
2.1地震勘探技術(shù)
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)學(xué)、物理、計算機等學(xué)科與地震勘探技術(shù)融會貫通,地震勘探技術(shù)也更新?lián)Q代,獲得地震波的傳播規(guī)律,并對此基礎(chǔ)信息進行仔細分析,從而精確掌握煤礦地質(zhì)構(gòu)造的性質(zhì)及主要形態(tài)。地震勘探技術(shù)的主要探測原理如圖1所示。在煤礦地質(zhì)探測過程中,應(yīng)用地震勘探技術(shù)時,需要由人工制造地震這一操作來提供所需要的震源。一般而言,采用引爆炸藥的方式來制造震源,使地表產(chǎn)生強有力的震感,再結(jié)合在探測點提前放置的超高精度儀器進行震動信息的收集。震動信息收集完畢后,進行全面分析,對煤礦地質(zhì)構(gòu)造相關(guān)情況進行反演。人工地震產(chǎn)生的地震波會在地質(zhì)巖層界面產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象,地震勘探技術(shù)可以對探測到的地震波信號、特征和位置進行系統(tǒng)、全面的數(shù)據(jù)處理及分析,獲取所需要的煤礦地質(zhì)基本形態(tài)。在煤礦地質(zhì)探測過程中應(yīng)用地震勘探技術(shù)時,其探測深度大、范圍廣,是一種各方面都相對較好的技術(shù)。美中不足的是,應(yīng)用地震勘探技術(shù)分析三維模型時精確度較差,準確度也不高,難以進行有效控制。
2.2無線電坑透技術(shù)
作為一種先進的物探技術(shù),基于煤礦地質(zhì)巖層產(chǎn)生的電磁波的吸收效果,無線電坑透技術(shù)可以有效地對地質(zhì)巖層中存在的空洞進行探測。煤礦地質(zhì)巖層中,有些礦石對電磁波的吸收效果不好,有可能存在能量損耗等異常,就可以說明煤礦中有斷層、褶皺、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造。在煤礦地質(zhì)探測中應(yīng)用無線電坑透技術(shù)時,需要有變換發(fā)射機與接收機等設(shè)備,這些設(shè)備體積小,操作便捷,基于探測收集到的信息進行分析,就可掌握煤礦地質(zhì)構(gòu)造的相關(guān)情況,便于在煤礦井下巷道中運用。
2.3電法勘探技術(shù)
電法勘探技術(shù)是一種綜合了電磁法、瞬變電磁法、高密度電法等的物探技術(shù)。煤礦地質(zhì)巖層中礦石和礦體具有導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性等相關(guān)特征,電法勘探技術(shù)結(jié)合了上述特征對煤礦地質(zhì)進行探測。該物探技術(shù)的探測原理如圖2所示。同無線電坑透技術(shù)一樣,電法勘探技術(shù)在探測過程中使用的設(shè)備體積小,便于攜帶,使用便捷,能在多種地形探測中使用。但是,美中不足的是,與無線電坑透技術(shù)相比,電法勘探技術(shù)應(yīng)用范圍較小[2]。
3煤礦地質(zhì)探測中可采用的物探方法與技術(shù)
當(dāng)前,物探技術(shù)在煤礦電阻率研究中應(yīng)用較為廣泛,在應(yīng)用期間,產(chǎn)生了各種實用性較強的探測方式及方法。因此,在煤礦地質(zhì)探測過程中,應(yīng)該基于實際多方面的情況,合理運用勘測工藝及方式,保障勘測工作的精確性和準確度,降低煤礦井下作業(yè)施工過程中出現(xiàn)安全問題的概率,進一步提升煤礦安全生產(chǎn)的綜合效率[3]。
3.1煤礦地質(zhì)探測中應(yīng)用的物探方法
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,物探方法也突飛猛進,促使中國煤礦地質(zhì)探測的準確性及高效性顯著提升。基于煤礦地質(zhì)勘測的地形特征及空間大小,物探方法可以分為以下幾種:a)地面物探方法。該方法是當(dāng)下煤礦地質(zhì)探測中最常見的一種勘測方法,使用范圍較為廣泛,優(yōu)勢眾多。b)煤礦物理勘探方法。c)測井物理勘探方法[4]。在挑選合適的物探方法時,首先應(yīng)該提前對要探測的煤礦地質(zhì)地形等情況進行考察,進而保證探測的精確度及工作效率。
3.2煤礦地質(zhì)探測中應(yīng)用的物探技術(shù)
在煤礦地質(zhì)探測過程中,應(yīng)用的最常見的物探工藝技術(shù)主要包括以下幾個類別:a)高密度數(shù)字三維地震工藝。這種物探技術(shù)應(yīng)用范圍較窄,只適合應(yīng)用于規(guī)模較小的煤礦中,一定程度上能夠提高地質(zhì)探測的準確度。例如:在斷層、褶皺和陷落柱等條件下,傳統(tǒng)的數(shù)字地震勘測工藝精確度較差,與之相比,高密度數(shù)字三維地震工藝的密度、分辨率和覆蓋率更高,應(yīng)用于煤礦地質(zhì)探測中時效果、價值和質(zhì)量較佳。當(dāng)然,高密度數(shù)字三維地震工藝在應(yīng)用時,要求地質(zhì)勘測工作人員綜合素質(zhì)較高,專業(yè)能力強,應(yīng)該對相關(guān)工作人員進行培訓(xùn)后再使其上崗操作。b)三維地震疊前遷移處理技術(shù)。由于應(yīng)用環(huán)境變幻莫測、復(fù)雜多變,三維地震疊前遷移處理技術(shù)的應(yīng)用范圍及應(yīng)用效果有很多的限制,造成最終形成的成像數(shù)據(jù)有些許偏離和誤差,使得煤礦地質(zhì)綜合評定的準確性不高。根據(jù)過去的經(jīng)驗,如果妥善處理及應(yīng)用,一方面可以提升成像效果質(zhì)量,避免對評定效果產(chǎn)生不好的影響;另一方面,這種方式也可以展現(xiàn)斷層、褶皺和陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造的實際情況。c)屬性本解釋工藝。該物探技術(shù)著重借助于地震波信號信息,促使煤礦地質(zhì)勘測更為高效。此外,該種物探技術(shù)對探測所得的信息具有十分強的依賴性,因此,除了要確保物探設(shè)備及裝備的精確性外,還應(yīng)該對探測得到的信息進行系統(tǒng)、全面的分析[5-6]。
4煤礦地質(zhì)探測中物探技術(shù)的具體應(yīng)用
4.1探測煤礦地質(zhì)構(gòu)造
地質(zhì)構(gòu)造會影響煤礦井下工作面的布署,也會直接或間接對井下工作面的工作效率和安全產(chǎn)生影響。因此,在井下施工之前,相關(guān)施工人員應(yīng)該系統(tǒng)、全面探測工作面的地質(zhì)構(gòu)造情況。通常,采用鉆探技術(shù)可以精確獲得想要的煤礦地質(zhì)信息,但美中不足的是,鉆探技術(shù)能獲取的信息量有限,獲取信息時間過長。因此,對于規(guī)模較大的煤礦地質(zhì)工作面來說,應(yīng)該將地震勘探技術(shù)應(yīng)用于煤礦地質(zhì)探測中。例如將三維地震疊前偏移技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)勘測中時優(yōu)勢眾多,且探測效果具有精度較高、覆蓋面較廣、分辨率較高三個優(yōu)點。此外,地震勘探技術(shù)應(yīng)用范圍較廣,可滿足多種需求,能夠探測到落差大于2m的斷層或直徑大于20cm的陷落柱等。但是,在實際應(yīng)用時,地震勘探技術(shù)不能應(yīng)用于空洞等一些新型的地質(zhì)構(gòu)造探測中,如落差不足2m的斷層或煤層中的空洞區(qū)。對于這種類型的地質(zhì)構(gòu)造,可以將無線電坑透技術(shù)應(yīng)用于煤礦地質(zhì)其勘測中。當(dāng)遇到空洞或斷層等地質(zhì)構(gòu)造時,無線電坑透技術(shù)能夠非常巧妙地接收構(gòu)造發(fā)出的各種信號,就能夠非常順利地分析出空洞或斷層的一些相關(guān)信息[7]。
4.2防治水害
煤礦水害是井下施工過程中常見的安全事故之一,會威脅井下施工人員的生命財產(chǎn)安全,因此,采取相應(yīng)的措施對水害進行防治迫在眉睫。物探技術(shù)可以準確探測到煤礦地質(zhì)信息,有助于防治水害,避免井下作業(yè)過程中發(fā)生水患事故,確保人員人身安全,保障煤礦企業(yè)的綜合經(jīng)濟利益及社會價值[8]。物探技術(shù)在防治煤礦水害方面應(yīng)用范圍較廣,對積水區(qū)和采空區(qū)的突水、溢水等都可以很好地進行探測,有助于及時察覺到可能存在的水害等安全事故,進而防患于未然,保障安全生產(chǎn)作業(yè)。突水問題是井下施工經(jīng)常遇到的安全問題,物探技術(shù)中的三維地震勘探法可以針對突水問題實現(xiàn)準確探測,進而采取措施進行防治。
5結(jié)語
將物探技術(shù)應(yīng)用于煤礦地質(zhì)探測中,一方面可以精準勘測出地下的水及斷層,另一方面還可以提高勘測準確度,保障煤礦井下施工作業(yè)能夠順利進行。近些年,中國物探技術(shù)逐漸與計算機信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)交叉結(jié)合,這促使物探技術(shù)更好地與煤礦地質(zhì)勘測匹配,提升了物探技術(shù)的應(yīng)用效果,確保其在防治水和防治災(zāi)害等方面展現(xiàn)出最佳的效果,對煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到了非常重要的作用。同時,物探技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣,能夠從根本上提高施工效率,確保施工人員的人身安全,保障煤礦企業(yè)的綜合經(jīng)濟效益。
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作者:劉瑋 單位:山西省煤炭地質(zhì)水文勘查研究院有限公司