煤矿地质灾害勘察中地球物理方法的运用
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常见的煤矿地质灾害有很多类型，根据灾害发生的具体特征以及造成危害的程度，可以将煤矿地质灾害分为三大类:突发性地质灾害，渐发性地质灾害，多样性地质灾害。其中突发性地质灾害往往具有爆发突然、持续时间短、危害大、应急防范较困难等特点，主要包括井下突水、瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等。渐发性地质灾害主要是指一系列有着慢性发展过程、持续时间长、危害程度随时间推移增大的地质灾害问题，这类灾害的发生往往具有不可修复性，危害持续性较强，主要包括沙漠化、水土流失、地面沉降等。多样性地质灾害的发生机制相对较为复杂，存在着突发和渐发两种可能，灾害的发展具有一定的变化性，危害程度也因实际发生情况而有所不同，主要包括滑坡、岸边坍塌、地裂缝等。大多数煤矿地质灾害的危害性都是较为严重的，煤矿地质灾害的发生不仅威胁着人们的生命财产安全，影响着社会发展的稳定性，同时对于自然环境也会造成一定的破坏。如水土流失、沙漠化等问题，其危害十分严重且修复治理非常困难，目前已经成为了世界性的环境问题，而由于煤矿开采生产导致的区域性水土流失，土地荒漠化的问题也严重影响着人们的生存环境质量。由此可见，加强煤矿地质灾害勘察工作，预防和避免煤矿地质灾害的发生有着极大的必要性。
在煤矿地质灾害勘察中，地球物理方法的应用能够发挥出良好的效果，地球物理方法主要是通过对煤矿区域地质介质层间的电性、密度、放射性、弹性等物性差异变化的监测，结合不同煤矿地质灾害的地球物理特征，对监测数据进行科学的分析与对比，以此来判断地质变化的情况以及地质结构的稳定性，从而推测可能存在的地质灾害隐患，并通过对开采方案的调整与灾害防范措施的运用，预防地质灾害的发生，同时制定针对性的应急预案，在灾害发生时尽可能减少灾害所造成的人员伤亡以及财产损失，减少地质灾害所造成的社会不良影响。此外，利用地球物理方法的勘察技术在矿产资源的探测以及隐伏矿床的勘查等方面的应用，也有着理想的效果，显现出很大的优势。
1．高密度电法勘察技术
高密度电法勘察技术的主要原理是利用不同岩、土层之间，因种类、成分、结构、温湿度等方面的不同而产生的电性差异来进行对煤矿岩、土层的地质情况的判断，通过对勘察中检测到的电参数进行分析，判断可能存在的地质问题，并推测煤矿地区可能出现的地质灾害，进而采取有效措施予以防范。这种勘察技术不仅能够准确的反映出灾害地质体与周围介质之间的电性差异，同时对于因溶洞或断裂破碎带充水等情况造成的低阻变异情况，也能够以电测深曲线和断面图上的电阻率曲线扭曲和梯度变化的方式表现出来，这些变化情况能够更直观的被人们察觉到，因此也被作为勘查岩溶、土洞、塌陷和滑坡的主要异常标志。高密度电法勘察技术的主要优点在于，高密度测量系统具有较高的分辨率，其测量效果也较其他测量方法具有更大优势，对于探测过程中的分层测量、极细小目标的准确探查能够很好的完成，基于高密度测量系统的高精确性，其能够很好的胜任各种复杂的地质灾害勘察任务，如对堤防隐患探测和浅部岩溶、采空区、塌陷、滑坡等地质灾害的探测勘察工作。
2．瞬间电磁法勘察技术
瞬间电磁法勘察技术主要是依靠电磁感应原理来实现的，在实际勘察过程中，通过不接地回线和接地回线的配合向地下发送一次场，之后在传送的间歇阶段内，对地下介质电磁感应情况随时间推移的变化进行监测，并通过数据对地下介质产生的二次场衰减情况及其特征进行准确分析，形成衰减曲线，以便于对地质结构与条件的分析与判断，利用以上测量及分析所获得的数据资料，对地下介质的分布情况、规模、成分、结构及其稳定性等进行分析和判断，对可能出现的断层、采空区等地质结构及由此引发的陷落、坍塌、突水等地质灾害进行准确的勘查和预防。瞬间电磁法勘察技术的优点在于其抗扰能力强、环境因素影响小、纵横分辨率高、灵敏性强等，在煤层顶底板水层划分工作以及煤层陷落柱探测等工作中有着较好的效果。
3．放射性元素勘察技术
放射性元素勘察技术主要是利用对岩石中放射性氡元素含量及其浓度变化情况的监测，判断地下地质体的结构变化情况，以此来判断煤矿区域存在的地质问题，推测地质灾害的隐患因素，进而预测可能出现的地质灾害情况，并采取有效措施加以防范。煤矿的开采作业必然会导致地下地质体在横向连续性上受到破坏，这也使氡元素在岩石结构中的运移与集聚等情况出现改变，这种变化可以通过地表对氡值的测量数据体现出来，结合地质灾害的地球物理特征，对氡元素浓度变化、α射线强度、温度等情况进行分析，能够准确的判断出地下采空区位置及其范围、岩溶陷落柱的位置情况、潜在滑坡地质结构的情况以及地下火源的位置及火源温度等，在分析地质破坏情况、预防滑坡、煤层自燃以及瓦斯爆炸等煤矿地质灾害方面有着很好的效果。
三、总结
煤矿地质灾害的发生不但威胁着煤矿生产作业人员的生命安全，同时也会导致煤矿附近区域的地质变化，威胁矿区周边居民的生命财产安全，一旦地质灾害发生，还会造成社会的不良影响，因此，对于煤矿地质灾害的勘察十分重要，通过对地球物理方法的有效运用，能够很好的提升煤矿地质灾害勘察的准确性，减少煤矿开采造成的地质灾害的发生，进而充分保障煤矿生产的安全，为社会的稳定与人们的生命安全提供有力的保障。
作者：李慧 单位：山西省煤炭地质148勘查院
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