浅析物探技术在煤矿地质工作方面的应用
张五洲
平煤股份勘探处物探测绘队河南平顶山467000
摘要：在煤矿开采的整个过程中，工作人员经常遇到各种地质问题，这不仅增加了煤矿开采的安全隐患，严重会威胁到煤矿井下工作人员的生命安全。而物探技术的应用不仅可以帮助地质人员更加全面地了解地质情况，减少地质灾害的发生，从而减少煤炭企业的经济损失，因此在煤矿地质开采过程中，加强物探技术的应用是十分有必要的。
关键词：物探技术；探测；煤矿；地质
引言
物探技术作为一项重要的地质探测技术，在煤矿领域有着十分关键的作用和价值。在煤矿开采过程中，施工人员难免会遇到各种各样的自然灾害及地质异常问题。传统的采煤方法以及采煤作业形式不仅无法提高开采效率，还存在较大的安全隐患，危害施工人员的生命财产安全。因此，必须要加强物探技术在煤矿地质探测中的应用，深入了解煤系地层地质构造及赋水规律，避免地质灾害的发生，提高煤炭企业的社会效益与经济效益。
1物探技术对煤矿地质探测的作用
物探技术凭借自身操作简单、施工方便以及探测准确率较高等优势在煤矿地质开采领域中得到了较为广泛的应用。目前，我国煤矿常见的几种物探技术主要为电法勘探、地震勘探等，且多应用于煤矿地质灾害与水灾害的防治工作当中。在应用物探技术对煤矿地质进行探测的过程中，首先要明确煤矿的实际环境以及开采期间的具体要求，并结合实际情况来选择恰当的勘探方法。地面高分辨三维地震勘探法与二维地震勘探法，不仅可以为煤矿开采设计与开采方案提供可靠的地质数据，同时也能够加强地质异常情况的超前预报，具体包括煤层厚度的变化、小断层与煤层交叉陷落柱的分布等，从而大大增强煤矿开采设计工作的科学性与合理性，确保煤矿开采工作的高效与精准开采。
2煤矿地质探测中应用的物探方法
近些年来我国的物探技术不断更新发展，旨在提高煤矿地质探测中的精准度，由定性为主向定性和定量相结合转变。根据探测空间进行物探方法的分类，煤矿方面物探大致可以分为三类，分别为地面物探、矿井物探和测井物探。其中煤矿地面物探，其又涵盖了电法勘探法、磁法勘探法、重力勘探法及地震勘探法等；矿井物探又涵盖了电法、磁法、地震法、放射性法等；测井物探又涵盖了放射性测井、磁测井、电法测井等方法；此时就需要结合煤矿地质目的来对探测方法进行选择，以期达到预期的探测效果。
3物探技术在煤矿地质开采方面的应用
3.1二次地震资料处理和精细解释技术
二次地震资料处理和精细解释技术主要是将常规的属性体解释、精细静校、矿井开采等技术密切地结合了起来，这不仅可以大大提升对小构造煤矿地质的探测水平，同时也能够进一步提升三维地震勘探的精确度。在煤矿地质开采的过程中，二次精细处理作为一个较为系统的工程，不仅需要高精度静校正配合完成，同时也要应用多种方法。首先，要对原始资料进行分析，明确野外静校正参数与具体的方法。对于埋藏较浅的煤层，若早期施工中的三维采区地震资料设计的最大偏移距相对较小，其低频长波长校正是无法校正到位的，且目的层与地形整体的起伏也不一样，剖面上就会呈现出假的褶曲构造。为此，工作人员在选择静校正计算的过程中要先选择恰当的计算参数，尤其是平滑参数，选取数值不要太小。另外，受多种因素的影响，地震单炮记录通过野外静校正后，其CMP道集内依旧会存在一定的时差，也就是指剩余静校正量，其主要是通过高频短波长的形式呈现出来的，因此会在一定程度上影响到叠加的质量。为此，要想进一步提升静校正的精度，就要实施剩余静校正。
3.2在地质灾害防治中的应用
物探技术在探测煤矿地质过程中的有效应用可以为煤矿地质灾害的治理以及预防提供有效的数据支持。对于煤矿作业的现实环境来说，煤矿顶板以及突（透）水事故会严重影响矿井的正常生产作业，干扰矿井开采工作的顺利开展，甚至会引发矿井安全事故，造成人员伤亡。应用三维地震勘探法和大地电磁法等地面物探手段，在煤矿开采之前对矿井采空区范围、断层和陷落柱等构造的大小进行勘探，从而可以初步获得整个矿井的地质情况，结合开采过程中的井下物探手段进一步掌握井下地质及水文地质情况，有助于施工人员合理科学地制定煤矿开采方法和方案，保证煤矿开采的效率以及煤矿开采的安全性。
3.3属性体解释技术
地震属性主要是通过间接的形式，依据相关算法，从三维地震数据体中生成出的一种新的数据体，并在此基础上再进行地层特征动力学、运动学以及统计学特殊测量值的提取工作。与此同时，地震属性解释技术主要研究的内容是如何利用地质综合解释软件系统来对地震属性进行提取、验证、储存以及评价的，并通过上述属性来对地质构造进行解释。将属性体解释技术在煤矿地质开采的过程中的应用，主要是利用三维数据来准确计算分析地震反射波频率、振动与能量的，进而可以获取到更为可靠与精确的地震属性数据体。在一般情况下，属性体解释技术具有准确与快速等特点，因此可以更加准确地获取小型结构剖面图，为后续的开采工作奠定优良的基础。除此之外，在我国三维地震资料解释技术发展的过程中，属性体解释技术会成为重点研究内容与发展方向。在三维地震勘探过程中，工作人员可以从地震反射波中获取大量的地震地质信息。同时，由于不同介质在地震波传播过程中所产生的变化是不一样的，因此就会导致地震反射波在实际传播过程中，出现时间、频率、相位、以及振幅等多个方面的相应变化。例如，在研究小构造变化所引发的地震反射波信息时，从其变化特征、相关性与印证对比情况中就可以提取出地震反射波的相关信息，进入为小构造等地质异常体识别提供有价值的依据。
3.4在煤矿水灾害防治中的应用
煤矿施工前期，要应用合理的勘探技术对施工区域开展有效的勘测工作，准确的掌握其地质结构数据，以此来提高施工期间安全性。同时以勘测数据为依据，制定科学的防治水灾害的措施，减少施工期间异常情况出现，进而节约开采成本。如今，在开展矿井水灾害的预防与治理工作期间，勘探技术通常体现在以下方面:(1)利用瞬变电磁法的超前预测功能，对施工区域内的水文结构开展精准的探测，进而为后期煤矿开采建立科学的信息依据。(2)准确地勘测到各种水文地质结构的具体情况。例如，施工区域底板的隔水层深度、隐藏的导水通道以及陷落柱的含水量等信息。
3.5高密度数字三维地震技术
与传统三维技术相比，高密度数字三维地震技术具有高保真度、低假频采样、波场全以及频带宽等多种优势，缺点主要表现为资料信噪比低，数据量较大。因此，煤矿开采人员在进行大量试验与系列的处理工作当中，要在炮检域互补的高效折射波静校正、各向异性叠前时间偏移、波分频去噪以及地表一致性振幅补偿与反褶积等多种技术的基础上进一步完善高密度数字三维地震技术的处理流程，以此来有效解决高密度资料长短波长静的校正问题，并在一定程度上压制噪声问题，提升成像的准确性与高精度。
4结束语
综上所述，物探技术在探测煤矿地质中有着显著的作用价值，能够为煤矿开采工作的顺利进行提高有效的数据信息支持，减少煤矿开采中安全事故的发生。文章对物探技术在探测煤矿地质中的技术方法与应用进行分析研究和阐述，希望能够帮助煤矿企业更好地进行煤矿地质探测工作，保障煤矿开采工作安全进行，提高综合收益效益。
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个人简历：张五洲，男，本科学历，工程师，经济师职称，平煤股份勘探处物探测绘队，副队长，长期从事矿井物探地测防治水工作。