物探方法在煤矿地质灾害勘查中的应用

1、物探方法在煤矿地质灾害勘查中的应用 摘要：随着社会主义市场经济的发展与改革开放进程的不断深入，人们对物探方法在煤矿地质灾害勘查中的应用效果的关注度变得越来越高。但由于我国的能源结构过度地依赖煤炭生产活动，不仅由于采矿方法与技术设备落后以及管理问题引发大量的地质灾害，而且给煤炭资源的可持续应用造成严重的压力。因此，在新时期加强对物探方法在煤矿地质灾害勘查中的应用研究，是当前摆在人们面前的一项重大而又紧迫的任务。 关键词：物探方法；煤矿地质灾害；勘查；应用 中图分类号：tb文献标识码：a文章编号：1672-3198（2013）07-0193-01 1针对煤矿地质灾害危害与类型的研究 1.1针对煤矿

2、地质灾害危害的研究 煤矿地质灾害的危害主要表现在以下两个方面：一是煤矿区采空区的上方出现地面塌陷或沉陷，极有可能造成地面裂缝、房屋倒塌、公路与桥梁断裂、地面的建筑物出现斑裂，不仅不利于土地资源的可再生使用，而且造成严重的人员伤亡与经济损失；二是由于煤系地层的破坏，大量地下水深入到矿井内部，这些矿井水中含有大量岩粉、煤粉等，经过水解与氧化等反应处理，矿井水具有较高的酸性，这种类型的矿井水渗入到地下水中，不仅对地下水造成严重污染，而且影响矿区居民的生活饮用水的安全。 1.2针对煤矿地质灾害类型的研究 煤矿地质灾害的类型包括：泥石流、瓦斯突出、地面沉陷、地面塌陷、滑坡、突水、矿山水土流失等，这些地质

3、灾害的发生不仅影响着煤矿生产活动的进展，而且严重危害着矿山群众的正常生活。 2针对煤炭地质灾害的特征研究 煤炭地质灾害的特征主要表现在以下三个方面：一是将物探方法应用到煤矿地质灾害的勘查中，主要利用地下介质层的密度、电性、弹性、放射性等一系列物性差异对地质灾害的发生机理进行研究，对于没有开发的煤层，地层一般呈现出完整性与成层性，在小区域中同一个地层的电性差异较小，且顶底板与煤层的岩性差异为稳定波阻抗界面，其弹性波的反射条件较好；二是对于被开发的煤层，其煤层在空间中的连续性被突破，当采空区被空气与坍塌物质填充且地下水含量较少时，采空空间中的电阻率高于围岩区，当采空区被谁与坍塌物质填充时，采空空间

4、中的电阻率低于围岩区；三是煤矿采空区为段系发育时，有助于氡气的聚集，因此在采空区的上方覆盖层里可以轻松检测到氡值异常，氡值的不一致，不仅有效反映了地下地质环境所发生的变化，而且有效指示煤矿采空区的塌陷等发生地质灾害的范围、区域、强度、性质。 3针对物探方法在煤矿地质灾害勘查中的应用研究 物探方法在煤矿地质灾害勘查中的应用主要表现在以下四个方面： 首先是瞬变电磁法，即以电磁感应基本原理为基础的物探方法之一，主要运用接地线源或者不接地回线向着地下发送一次场，在发送一次场的间歇阶段里科学测量地下介质感应电磁场的电压伴随着时间产生的变化，进而根据感应电磁场的衰减曲线的特点，合理判断地下地质体的性质、电

5、性、产状与规模，进而有效解决采空区、陷落柱、断层等一系列地址问题。 二是高密度电法，即直流电阻率法。其依据是地下介质里的导电性存在差异，通过向地下提供直流电，运用点阵式方法布置电极，采样观察与研究电场空间的分布规律，根据实际测量的视电阻率的断面状况进行处理、计算、分析，进而有效圈闭异常、划分地层、明确冒裂带。 三是三维与二维式的地震方法，即凭借自身的高分辨率、高信息量、精确的空间归位以及信噪比。并有效结合勘查对象的地球物理特质、煤矿极为特殊的地形地质条件，选择合适的方式方法，以最少的经济投入获得最精确的地质灾害勘察结果。 四是由于煤矿开采使得地下地质体所具有的横向连续性特征遭到破坏，岩层中包含

6、的氡元素的聚集与运移作用出现异变，运用相应的技术设备可在地表测量氡值是否异常。氡射气元素向煤炭采空区运移并在采空区聚集，使得地表与采空区之间形成一个独立的氡异常区。所以通过科学测量地表中氡元素的含量，有助于明确并圈定煤炭采空区的范围与位置。依据氡气异常情况下的峰值状态，同时可以明确岩溶陷落柱的范围与位置。这是因为地下氡气经过裂隙、构造、地下水的搬运逐渐由深部向着地表迁移，因此科学测量氡气的含量可以间接性地反映地下地质体中裂隙系统的真实状况，同时可以科学观察与分析并研究裂隙系统的连通性、开启度、破碎度，对于滑坡等地质灾害具有一定程度的指示作用。且随着地下温度的逐渐升高，煤矿岩层中的氡元素析出量出

7、现规则性的增加。所以，在新时期通过地面同位素的测氡技术，有助于科学推算地下火源的温度与明确地下火源的位置。 4结语 随着时代的发展与社会的进步，物探方法在矿产资源地质灾害勘查中的应用范围变得越来越广。但由于采矿方法与技术设备相对落后，再加上管理模式与体制方面存在一定的问题，近些年在煤矿开采过程中引发了一些地质灾害，造成了严重的人员伤亡与经济损失。因此，强化对物探方法在煤矿地质灾害勘查中的应用研究，有助于降低煤矿生产过程中的经济损失。 参考文献 1马志飞，马海明.物探方法在煤炭地质灾害勘查中的应用j.中国矿业，2008，17（09）. 2穆志宏.浅析煤矿地质灾害及其防治j.科技情报开发与经济，2008，17（08）. 3吴有信，方含珍，潘启章.煤矿地质灾害的地球物理特征与勘察实例j.安全与环境工程，20