物探技术在煤矿地质开采方面的应用

郭庆  李斌  杜磊

摘要：随着煤矿开采技术的不断发展，煤矿开展的机械化、自动化水平也随之提升，引入物探技术提升煤矿开采的安全性，了解煤矿地下的结构和煤层，防止在煤矿开采过程中造成地质灾害。分析了物探技术对煤矿地质探测的作用，结合物探技术的实际煤矿开采应用，展开相应研究工作。

关键词：物探技术；煤矿地质开采；应用

前言：在煤矿开采的全流程中，采掘工人往往会遭遇到各类地质反常现象和自然现象，这些现象不但给煤矿开采带来极大的影响，还会对采掘工人的人身和财产造成极大的危害。但是，在使用物探技术的时候，不但可以让采矿工作者对采煤层的构造有更为完整的认识，减少地质灾害的发生，也可以大大提高煤炭开采企业的经济效益和社会效益。因此，加强物探技术在煤矿地质开采过程中的应用具有重要意义。

1物探技术的要素

1.1引力

在地球引力的作用下，使部分矿石在实际的分布过程中，呈现出了向下方区域沉淀的变动趋势，在下沉深度逐步增加的基础上，有效提高了矿石之间的整体密度。通过测量地球表面的实际情况，基于上方区域的重力加速度，并结合引力趋势这两个层面，及时的确定矿床的具体位置。在探测地表引力场的过程中，能够结合构造板块的层面变化情况，使煤矿地质开采人员能够借助动力学等关键信息，从而对地球的形状予以了合理的定义。

1.2热流

在地球不断冷却的过程中，实际所产生的热流可以通过地幔区域，并且呈现出了对流的形式，对地球动力学和板块构造学等内容予以综合考虑，明确掌握地球磁场等情况的产生。通过对热量的主要来源加以分析，可以看出一般主要来源于原始形式的热量产生，或者是由放射性的形式产生，并且处于核幔边界的区域，或者存在于岩石圈等热边界层当中，在这两个热边界层的共同效用下，使热量能够顺利的传导或者传递，使大部分的热量都能够以热对流的形式，顺利的传递到表面区域。

1.3振动

当地球的内部区域或者表面区域，出现了较为明显的震动传播趋势时，则可以将此方面的现象称之为地震波，并且可以基于整体性的地球层面区域，可以将其看作正常模式或者地球自由振荡的模式。在测量震动波浪或者分析基于正常模式下的地面运动情况时，可以采用地震仪器等设备，若受到了地震或者爆炸等情况的影响，那么实质上波源来自于此类局部源头，需要保障实际的测量位置具有多样性的特点，从而实现对震源的具体定位，在确定地震位置的过程中，能够结合此类数据信息，从板块构造和地幔对流的层面掌握关键信息。

在测量地震波的过程中，能够获取关于海浪经过的地区信息，当岩石的密度或者组成形式发生了变化情况，容易反射相应的波浪，且根据反射环节所出现的信息，在整合和分析的情况下，能够有效掌握住边区域的地表结构，所以可以将此类信息称之为折射信息，并将其应用于深层地质结构的推断工作中。

2物探技术在煤矿地质开采中的重要性

物探方法因其具有操作简便、施工方便、检测精度高等优点而被普遍采用。目前，在我国煤矿企业的经营发展中，主要采用超声波勘探技术、重力勘探技术等。在我国的地质、水灾等方面已得到普遍的运用。利用物探技术，可以对矿井的地质状况展开更深层次的探测，要将矿井的经营环境和采矿条件结合起来，对矿井中的地质状况使用最优的勘探技术。比如，高分辨率三维地球物理勘探方法和平面地球物理勘探方法在煤炭资源开发中的应用，不仅可以为煤炭资源的开发规划和开发方案制定提供更准确的数据，它还可以有效地控制异常地质条件，包括煤层厚度变化和许多其他方面，确保煤炭资源高效有序开发，最大限度地提高煤炭开采企业的经济效益。

3煤矿开采中物探技术在的应用

3.1二次地震数据的处理与精化

二次地震资料处理和精细解释，将传统属性体解释与精细静校、矿井开采等技术紧密地融合在一起，既可极大地提高小型煤矿的地质勘查能力，又可提高3D地震勘探的精度。二次精细化治理是一项比较系统化地工作，除要求高精度的静校外，还必须综合运用各种手段。首先，通过对已有数据的深入研究，确定现场的静态修正参量，并确定其对应的具体处理方式。针对深部三维采区，前期建设时，如果其最大位移值比较小，则其低频段、长波段修正难以达到要求，而且目标地层与整个地表也存在不同程度的隆升，将导致其在断面上出现伪褶皱结构。因此，在进行静态修正的计算时，首先应选用合适的计算参量，特别是光顺系数，所选用的值不宜过低。此外，由于受到各种因素的干扰，在经过现场的静校正值后，其CMP道集中仍会有一些时间的差异，即残余的静校正值，以高频、短波的方式表现，对其重叠的质量产生一定的影响。因此，为提高静校正法的准确性，必须进行残余静校正法。另外，在进行地面均匀分布的残余静校的同时，还可以对地震波的残余静校进行整体优化，提高物探的精度。

3.2岩性反演资料解释技术

地震岩性反演技术是一种利用地震测井和地质数据准确反映地下目标层空间几何形状和微观特征的技术其中，在构造形态上，顶、底构造形态，靶区厚度，尖灭的位置及展布的方位及展布程度是其重要特征。主要研究内容包括：将大范围、连续的、具有高精度的井点测井数据进行有效的匹配，并将其转化、组合为一种新型的

检测方法。将该项技术用于煤矿地质采掘，将显著提高微弱反射力的探测能力，大幅提高地震剖面的垂直分辨率，并有助于采矿工作者对煤矿资源的充分认识和把握煤矿资源的富水性和瓦斯分布区，为今后煤矿资源的开发利用奠定基础。与石油天然气开采不同，煤矿开采中有着更多的钻井数据，所以可以利用这些数据来进行约束，降低反演问题自身的多解性。同时，采矿工作者还能将垂直方向的高分辨钻井数据和水平方向非常平稳的高分辨二维数据进行有效的组合，对顶、底板的岩石性质和煤层的时空变化进行更为精确的预报。

在此方法中，影响反演效果的因素很多，其中包括：（1）数据的完整性和准确性。（2）地震数据的噪声、分辨率和测井数据的可信度。子波的获取将直接关系到最后的综合结果，而综合结果的精确与否将直接关系到地层校正与深度变换的精确与否。所以子波的抽取是非常关键的。（3）将该综合数据用作测井数据和地震数据的交互作用。（4）地质模型。在构建地质模型时，一定要充分结合测井资料，保证地质模型特有的灵活性。以防井模型无法准确反映出地层的

真实性，进而影响到最终的反演结果。

3.3高密度数字三维地震技术

这一物探技术最为适用在一些小型的煤矿地质勘探工作当中，在实际进行运用的过程当中可以进一步提升探测精准性，在陷落柱和断层方面的效果尤为明显。和传统地震探测技术相比较而言，高密度数字三维地震技术的分辨率和覆盖率更高，但对探测人员的专业技能要求也更为严格。

结束语：

概而言之，通过上文的详细分析和阐述，我们可以知道，通过科学合理运用物探技术，能准确探测出煤矿地质中隐藏的一些断层和水体，为开采过程保证地质结构的稳定性和矿井施工人员的生命财产安全提供可靠的保障。近些年随着信息技术的飞速发展，物探技术也持续革新，实践探测精准性不断提升，保证了其在煤矿水灾害和地质灾害防治中应用效果的良好展现，同时也为矿井行业的长足发展起到了很好地推动作用。未来煤矿企业发展过程中，还需进一步深入研究物探技术，加大物探技术在煤矿地质探测中的应用范畴，将其应用价值发挥到最佳，不断提高煤矿井下施工效果，为矿井作业人员提供安全的施工环境。

参考文献：

[1]侯晓瑞.物探技术在探测煤矿地质中的应用研究[J].矿业装备,2020(6):134-135.

[2]张致源.物探技术在探测煤矿地质中的应用[J].能源与节能,2021(6):221-222.

[3]张建强.物探技术在探测煤矿地质中的应用[J].当代化工研究,2021(12):90-91.

[4]李俊杰.物探技术在探测煤矿地质中的应用[J].矿业装备,2020(4):138-139.