物探技術在煤礦水害防治中的綜合應用
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摘 要：隨著我國對于煤炭的需求，造成煤礦開采過度，由此帶來的煤礦水害引起了地質學家的關注，而煤礦水害會嚴重威脅煤礦開采和建設的安全問題，針對煤礦的開采，將物探技術應用到了地質測量，以預測災害的降臨。本文首先闡述了物探技術的傳統方法并進行簡要介紹，其次敘述了將物探技術運用到煤礦水害的必要性，最后介紹了如何運用物探技術來防止煤礦水害。
關鍵詞：煤礦水害;物探技術;煤礦開采
如今，我國雖然實行計劃生育政策在一定程度上降低了人口出生率，但是由于我國人口基數巨大，導致我國新生兒仍然巨大，隨著人口的劇增，所需要的能源在不斷擴大，便加速了對煤炭資源的開采，由于開采的巨大，會導致煤礦出現了水害，導致煤礦出現坍塌，造成人員傷亡。而物探技術，由于其可以有效的防止水害的發生，因此被用來防止煤礦水害。
1 物探方法
所謂物探技術，就是利用不同的波源，比如脈沖技術或者超聲波以及電磁技術，對地質進行測量，從而根據不同的信號接收源與普通地質之間的區別，來預測地質的情況，起到預測災害發生的作用。目前物探技術共用兩種方法，分別是瞬變電磁法、三維地震法。
1.1 瞬變電磁法
瞬變電磁法屬于時間域的電磁感應法，利用法拉第的電磁感應定律而形成，其原理是利用不接地的回線或者接地的線源向地下發送一次脈沖，在發射后，利用回線或電偶進行接收二次場，該二次場會隨著地質的不同發生不同的變化規律，比如振幅的改變，頻率的改變，或者衰減情況出現變化，通過對二次場的衰減特征，就可以預判出地質條件，從而對地質進行預判，有無地下水，地下水位以及軟弱土層的情況，對煤礦開采前進行指導，進而防止煤礦水害的發生。
1.2 三維地震
三維地震采集是一種面積采集技術，其特點時利用炮點網格和檢波點網格合理的組合而獲得的分布均勻的地下數據點，由于三維的引入可以使得獲得的數據量更大，不僅僅可以預測到地質情況，還可以通過網格上點的情況，將地質情況的三維空間展現出來，它可以通過網格點繪制出任意剖面的地質情況，如將其沿平行于xy平面剖開，則可以展示出其在某一深度的地質情況，沿平行于yz面進行剖開，則可以得到不同深度同一水平位置的地質情況。其特點為：數據量大，由于其反應的是三維空間，其維度的上升使得數據量劇增，大量的數據使得處理上變得困難，所以需要專業的軟件進行處理才能獲得準確的圖像;第二偏移歸位準確，大量的數據采集使得其可以很好的反應出真實的三維情況，從而其偏移歸為非常準確。此種方法大大的提高了地震勘探的精確度，也可以用來測量出地下的一些復雜地質情況。
2 物探技術的應用效果
2.1 瞬變電磁法
近些年來，瞬變電磁法由于其應用簡單，數據處理容易，因此越來越得到大多數地質專家的應用，特別在一些空區積水及構造、陷落柱賦水等區域由于電阻率較低，因而更適用于運用瞬變電磁法，進而可以探測出地質構造，在預防水害時經常使用該種方法。
2.1.1 瞬變電磁法探測陷落柱
一般認為煤田的陷落柱一般于奧灰巖溶裂隙有關，由于巖石的裂隙，使得周圍的地層由于地心引力的作用而下沉，造成陷落柱內的填充物十分復雜，由于物質的不同，導致其內部與外部的接觸之處存在明顯的密度及電性的改變，如果施加干擾便會導致底層塌陷使得正常層序被打斷，造成事故發生，而利用瞬變電磁法可以在挖掘前探測接觸面的電磁差異，從而判讀陷落柱的問題，從而防止煤礦水害。
2.1.2 瞬變電磁法勘察采空區
在煤層采空區，會由于巖體的塌落造成電阻率明顯變大，而當采空區出現沁水現象，那么水便會充滿整個采空區，造成電阻率明顯降低，據此便可以通過瞬變電磁法探測巖石的電阻率變化，進而預測出其含水情況，達到防止水害的目的。
2.2 采區三維地震法探測陷落柱
三維地震法由于其精度之高，一直被應用于復雜地質的探測，其可以詳盡的展示出三維地質圖，為煤礦災害防治提供依據。通常情況下，煤層以及周圍的巖石無論從密度或者電阻率或者形狀都有著明顯的差異，當煤層足夠厚時就可以形成反射波，因此可以利用反射波形成對地質的勘察，當煤層星蟲陷落柱式就會影響反射波的改變，當其中部于頂部破壞會造成反射波的中斷和消失，使得數據缺失，這些便可以作為是否陷落柱發生破壞以及是否存在采空區的標志，以此來指導煤礦的開采從而防止水害的發生。
3 結語
煤礦災害近年來成為了新聞的熱搜，其危害程度巨大，除了對經濟造成影響，其也造成了無數家庭變得破碎，嚴重影響到了人們的生活。因此國家應該重視煤礦開采的前期準備，做好地質勘查，特別是水害的發生，因為土體是離散顆粒，當水存在便會使其迅速塌陷，使得開采人員埋于土中，構成生命安全的威脅。因此地質專家在開采前應該利用物探技術對地質進行勘查，從而防止水害的發生，為相關施工人員的生命安全保駕護航。
參考文獻：
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