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根据以上对煤矿地质灾害的类型、特征等几个多方面的分析及对煤矿采空区及开采前后地质所表现出来的差异性和规律性的认识,我们便可以利用这一差异性和规律性,通过物探方法对其进行检测和分析,从而服务于整个煤矿地质灾害勘查之中。事实上,就物探方法在煤矿灾害勘查中的运用而言,实际上只是它广泛运用中的一小部分,因为这种技术方法还广泛运用于各种找矿和探测矿床等实际领域之中,虽然在这些领域中的运用是呈现出一种广泛性,但运用的目的却均是对地质灾害特征的把握及相关技术的有力支持。总的来说,物探方法在地质灾害勘察中的运用主要包括有高密度电法、瞬变电磁法、放射性法、地震勘探在内的多种方法,以下就选择几项常用方法进行对比。
a)高密度电法的基本原理与普通的电阻率法大致相似,通过使用正负两种电极向地下输入电流。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。该方法对浅层地质异常分别能力强,抗干扰能力强,垂向分辨率高,但其高阻屏蔽影响大,勘探深度较浅;
b)与高密度法相似,瞬变电磁法在整个煤矿地质灾害中也有着非常广泛的运用,是在电磁感应原理的基础上提出来的一种物探方法,主要运用接地线源或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、断层等一系列地质问题。该方法穿透高阻能力强,勘探深度相对较深,对低阻体反映灵敏,但抗干扰能力较差;
c)放射性探测法也是较为重要的一种运用方法。采煤活动会使地下地质体的横向连续受到破坏,岩体中氡元素的集聚和运移作用发生突变,在地表面能检测到氡元素值得异常。氡元素在向采空区运移和集聚过程中,在地表能形成与采空区形态相当的异常区域。在运用物探方法预测地质灾害时,可以通过测量地表氡元素的浓度,准确地圈定采空区的位置和范围。由于地下氡气可以通过构造、裂隙由深部向上迁移,通过对氡气浓度的测量,能间接分析煤矿地质体的裂隙状况,并能分析其连通性、开启度和破碎程度,对滑坡预测起到一定程度的指示作用。该方法施工简单,但是精度相对较低;
d)二维和三维地震预测方法,凭借较高的分辨率、准确的空间归位、丰富的信息量和信噪比,在煤矿地质灾害的勘查中得到了广泛的应用。该方法对采空区及构造的探测较准确,但是勘探费用相对较高,且不能探测水。总而言之,物探方法在如今的煤矿地质灾害勘查中是有着广泛运用的,而在实际的灾害勘查过程中,应结合煤矿的特殊地形条件、勘测对象的特征,选用合适的方法,以较小的经济投入获得更好的勘查效果。
2结语
主要分析和介绍了煤矿地质灾害的类型、特点,物探方法的作用原理及在地质灾害中的运用等几个方面的内容,从中我们可以认识到,就可以带来极大经济效益及满足能源需求的煤矿开采而言,其在实际过程中实际上会对原先的地质结构和面貌造成破坏,关于这一点我们在文中也有提到过。当然,就煤矿地质灾害的类型而言,其无论是在类型,还是在特点上都表现出一种较为多样新的特点,而这种特点也就直接决定了物探方法不可能是一种可以忽视的方法。相反地,我们要加强对该方法运用的认识,并力图在实现该方法革新的同时,推广其运用。
作者:王鹏单位:山西省煤炭工业厅煤炭资源地质局