煤田地质勘探规范 浅谈煤田深部开采中的地球物理勘探技术-煤田地质...

[摘 要]随着经济社会的快速发展，工业化城市迅速崛起，对煤炭等工业资源的需求大大提高，并且由于地表浅层的煤田大多已被开掘，这就需要辅助更加精细和准确的物理勘探技术来定位和开发深层煤田。

[关键词]煤田勘探；地球物理勘探；技术应用

中图分类号：P618.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）15-0029-01

前言

我国作为能源消耗大国，对煤炭的需求远远超过其他国家，随着煤炭开采不断进行，地表浅层的煤田已不能满足能源的消耗。由此针对地表深处、海洋底部等危险、难开采的地区，加入地球物理勘探技术的应用则会使得开采事半功倍。下面本文就煤田中的地球物理勘探技术及应用作出简要分析。

1.关于煤田的地球物理勘探技术

1.1 什么是煤田地球物理勘探技术

顾名思义，地球物理勘探技术便是利用地球原理，根据岩石之间不同的物理性质选择合适的物理方法和测量仪器，对测量地区的地球物理场进行测量，根据其变化数据进行对该地区水文、地质等方面的了解。这种方法极其实用且数据准确，自研发就广泛应用于各个领域之中，尤其在煤田开采方面应用更广。根据煤田开采地区不同，近来经过多方研究，已经整合出许多适用于不同地区地质的物探。其方法多种多样，大致可分为磁法勘探、重力勘探、电法勘探、地震勘探等，极大的提高了勘探效率。总之，物探可直接获取的实用信息及数据范围极广，在资源开发和获取方面有着极其重要的地位。随着经济不断发展，其作用也会越来越凸显，并且将对能源需求做出极大贡献。

1.2 其发展趋势及未来展望

上面可知物探极受能源开采者的追捧和喜爱，自问世便被投入广泛应用，且随着科学技术的不断突破和发展，物探也成功与新兴科学技术快速融合，添加了互联网时代的特性——自动化、智能化和信息化，便于使用者进行更加简单有效的操作，快速高效的收集开采地区的地质状况、水文情况的数据，对煤炭的分布作出简单规划，继而根据收集的数据选取和制定合适安全的开采计划。这种方法相对传统的煤田开采技术，既简单又便捷，通过个人操作便能完成复杂的地形地质勘探，受到开采人员的一致认同。并且科学技术的快速发展定会进行革新，向着自动化和智能化的方向不断改进，到时勘探器械会更加精确，处理数字方式更加智能化，大众化程度也会更加普及，人们利用这些科技的结合也能克服更多煤田开采困难。

2.煤田的地球物理勘探技术的实际应用

2.1 地震反射勘探技术及应用

这种物探技术在煤炭、石油和天然气勘探方面使用极广，其根据地震波的反射原理，通过观测地层中人工地震波对大地反射的数据，结合资料研究推断地面岩层状况以及地质地貌，它主要利用地层下面波阻抗高于上面波阻抗的情况，对地质结构及相关情况作出详细研究，当然勘探地层结果基本按沉积层沉积顺序排列，得到的数据大都真实可靠，符合该地区状况，在实际使用、操作中以多次反复覆盖勘探效果为佳，此方法的实用性比较强，但美中不足的是它只能勘探地表以下一百米内的地质状况，不适于目前对地层深处煤田勘探的要求，但是对于各地区的大型矿场矿井来说，使用地震反射勘探技术可以反复多次对矿区的地质情况进行详细勘探，从而得到分析准确的矿区数据，确定松软区的具体厚度、富水区和煤炭富含区域，采取正确的措施进行开采，在危险的区域及时做好防护准备，便能有效避免因不熟悉矿区而导致生产环节增加，大大提高了工作效率并增加了矿区工作的安全性。因此这种物探方法总体在现在的实践中还是比较盛行的。

2.2 地震折射技术及应用

这种物探技术便是利用地震波的折射原理，通过人工地震引出的地震波經过地表下各层物质，不同介质折射出的震波频率各不相同，从而推断出地表下层岩石层的状况并对其性质及状态进行较为全面的分析，继而针对最终结果制定合适的开采方案。这种物探技术通常在地表下层震波速度高与其上部的开采区域应用较广，但相应的，此方法在实践过程中的准确度和精确度不能得到十分保证，只在一些地质特殊的开采地区有所应用。但是地震折射技术与反射技术都利用地震波原理对地表下层进行勘探，其实际应用起到的作用也不会有太大相差，比方在地表岩层极薄弱、地表下层岩层厚度分布极不均匀且富含水分的地区，通过地震折射技术对其地区松散度进行全面勘探，便能得到相对详细有效的地面布局数据，从而开展相应预防措施和高效布置工作，极大保证了开采矿区的安全性。

2.3 磁法及电法和其应用

磁法勘探便是通过对地表岩体进行检测，发现其中是否发生异常，即通过岩石、矿石等自身带有的不同磁场发现磁异常，以此来确定勘探地区的地质状况及煤炭埋藏情况。而电法勘探技术便是利用地表层下不同的岩石或矿体自身带有的电性等电磁性质或电化学特性，通过对天然或人工电磁场的分布规律及时间特性进行分析研究，得出地表岩层的详细数据，从而确定煤矿埋藏深浅及埋藏区域，对有价值的矿区进行逐步勘探，筛选出最合适的开采方法进行煤炭开采。在具体的实践过程中，由于在大多数矿藏丰富但埋藏较浅的矿区中常常会出现自燃问题，这种物探方法便是专门用来划定煤炭自燃区域边界的技术，以减少由煤炭自燃而带来的煤炭开采危险。在开采过程中技术人员一定要注意着眼于挖掘煤炭的布局合理性，在断层处切记小心行事，以免震动破坏断层引发危险。其次便是准确计算出煤层自燃的边界，一个最有效的方法便是将异常特征点法与正反模拟数字相结合，边界的确定范围保持在二十五米到三十米之间。此外在开采小煤窑时，注意这是煤炭自燃的高发区，在开采过程中极易形成活火区，这就使得开采人员工作时危险重重，所以利用磁法与电法相结合的物探方法，首先确定自燃区域，然后通过钻孔、注浆等方法进行灭火。实践证明这种物探技术的可靠性比较强，很大程度保护了矿区的安全。

2.4 其他几类勘探技术及应用

通过上述对几种比较常见的煤田物探技术的介绍，相信我们对物探技术已经有了大致了解，接下来给大家介绍另外几种物探技术。首先是重力勘探，它主要是利用岩体、矿体间的不同密度所引起的差异，以万有引力为理论基础，对地表下层的不同重力加速度值的变化为研究重点，进而利用重力检测仪找出重力异常地区，以此确定煤炭埋藏区域。其次是金属管线探测，利用管线探测仪与探地雷达进行地下探测，根据获得的有效数据进行精准推测。它们在实际应用中虽不如前几种应用范围广，但精确程度也不容小觑，并且随着科技改进已经得到大量实践运用。

3.结语

工业化城市进程的快速推进使得对煤炭资源的需求不断增加，结合地球物理勘探技术在煤田寻找与开采中的运用能够有效准确的获取煤炭资源。通过本文对物探技术的介绍，我们也了解到只有物探技术得到提升才能为寻找煤田提供更加准确的方法，带来更多的经济效益。

参考文献

[1] 何传国，李洋，浅析煤田的地球物理勘探技术[J]城市建设理论研究，2014（20）：21

[2] 岳玉林，浅析煤田的地球物理勘探技术[J]地球，2013（9）：136

作者简介

罗振鑫，男，汉，1986.09.25，本科，勘查技术与工程，东北石油大学，中级工程师，地球物理勘探（物探）。