煤矿地质勘探技术现状与发展方向

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摘要:

本文对我国煤炭矿井主要地质勘探技术井巷二维地震勘探、高密度电阻率法、震波超前探测、槽波勘探法、地质雷达勘探方法进行了详细介绍，并对勘探技术发展方向进行展望。

关键词:

煤矿开采;巷探工程;地质雷达法;槽波地震法;地震勘探

煤炭在我国能源结构中占有重要比例，对我国经济发展意义重大。在煤矿生产中，运用地质勘探技术查明各种地质问题，对煤矿的安全高效生产具有重要意义。

1煤矿地质勘查技术

1．1巷探工程

利用矿井中的巷道来探测断裂构造、陷落柱等地质异常现象称为巷探。巷探在矿井地质工作中应用广泛。如图1，为了探测断层F1的位置和走向，向断层F1掘进探巷a、b、c。

1．2地球物理勘探技术

地球物理勘探指利用岩层密度、传播速度、弹性波、电性等物理性质的不同，进行地质勘查的一种技术方法。井巷二维地震勘探、震波超前探测、槽波勘探法、地质雷达勘探方法、高密度电阻率法和坑透法是目前最常用的物探技术。

1．2．1二维地震勘探

地震勘探是利用地下介质弹性和密度的不同，对人工激发地震波的响应进行观测、记录和分析，推测地下岩层的形态和性质的一种物探方法。通过沿测线布置炮点和检波点，对地震数据进行采集、解释和处理。

1．2．2震波超前探测

煤矿震波超前探测也是一种地震勘探技术，由于煤矿井下空间条件的限制，可供观测利用的空间十分有限，为充分利用井下空间，震波超前探测技术主要采用反射地震方法。即在巷道内尽可能多布置激发装置和接收装置，采集大量的地震波数据，以提高探测效果，更好地为煤矿生产服务。

1．2．3槽波勘探法

槽波地震勘探是煤矿探测断裂构造、陷落柱等地质异常体的常用方法。原理是利用地震波在不同密度介质中传播速度的差异，在密度大的介质中传播速度大于密度低的介质中传播速度。岩石密度大于煤层，因此地震波在岩层中传播速度大于煤层中传播速度。所以，在煤层中的地震波将有一部分在煤层底板与顶板接触面上发生全反射，形成一个沿煤层传播的槽波(导波或煤层波)。槽波在介质接触面会发生透射和反射，当槽波的变化被仪器探测到时，即可确定接触面的位置和大小。槽波地震勘探有透射波法与反射波法两种，透射波法分别在两条巷道中激发和接收槽波，根据槽波的变化，确定地质构造体是否存在，如图2。反射法在一条巷道中布置激发点与接收槽波，根据槽波反射信号，确定地质构造体位置，如图3。

1．2．4地质雷达勘探方法

地质雷达勘探是利用地层电性参数的不同，应用高频电磁脉冲波的反射作用，探测目标地层和地质现象的一种勘探方法。原理为利用雷达接收在不同地质界面上反射的电磁波，并根据反射电磁波的特征，对异常地质体探测和识别。对井下岩浆侵入体、断层、老窑和陷落柱等的探测具有良好的效果。在山西、河南、山东、安徽等地矿井应用广泛。

1．2．5高密度电阻率法

电阻率法指利用岩土的导电性，通过观测地层中电流场的分布规律，来分析地层中地质现象的一种地质勘探方法。高密度电阻率法是在煤矿勘探中应用的一种新的技术方法。

1．2．6坑透法

坑透法指应用发射器向地质异常体发射高频率无线电波，并监测电磁波在传播过程中的强弱情况，以确定地质异常体的位置和范围的一种勘探方法。其原理为不同电性岩层对电磁波能量吸收作用具有差异性，电阻率高的岩层对电磁波吸收作用强，电阻率低的岩层对电磁波能量吸收作用弱。同时，电磁波在地层断裂面会发生反射、折射和散射，电磁波能量也会减弱，一些地质异常体(如导水断层)也吸收电磁波。因此，可设计电磁波的发射点和接收点，电磁波通过地质异常体时，接收点无线电波明显减弱，设计多个发射点和接收点位置对地质异常体多次观测，即可确定其范围。

2煤矿开采地质勘探技术的发展方向

煤矿地质勘查是一项复杂的工作，除了传统钻探工程、巷探工程、地质雷达勘探和坑透法等勘探技术外，还应该发展地质勘查新技术，如三维地震、瞬变电磁等，综合利用多种地质勘查技术。并且将地质勘探技术与地理信息系统相结合，建立多元煤矿信息集成系统，实现地质资料的信息化、数字化和可视化，实现对煤矿地质条件的精准评价、生产地质工作高效管理和突发性煤矿地质灾害的有效防治。

3结论

我国煤矿地质条件复杂，煤层褶皱、断层等地质构造发育对煤矿的安全生产造成严重影响，易引发煤矿生产事故。对于煤矿生产中遇到的各种地质问题，不但需要采用传统的地质勘探技术，还要发展新技术，对各种地质因素进行动态分析，综合应用多种勘探技术手段，为煤矿的安全高效生产提供地质预测预报保障。

参考文献:

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［2］王远德．煤矿地质勘探技术及其重要性研究［J］．技术与市场，2016，23(9):101－102．

［3］岳嵩．浅谈煤矿地质勘探技术及其重要性［J］．河南科技，2014，(8):44．

［4］徐文科．浅议煤矿地质勘探技术及其重要性［J］．华东科技(学术版)，2014，(8):402．

［5］陈晓雷．浅谈煤矿地质勘探技术及其重要性［J］．科技信息，2009，(15):329．

［6］胡绍祥．矿山地质学［M］．徐州:中国矿业大学出版社．

作者:王永明 单位:阳泉市上社二景煤炭有限责任公司