安全生产中煤矿地质勘测技术的应用

摘要：煤炭资源是当前中国的主体资源，对中国的经济发展具有举足轻重的作用。随着煤炭资源的不断开采，开采难度不断增加，煤矿安全生产日益引起人们的重视。地质探测技术的发展与完善，保障了煤矿安全生产。对常见的地质勘测技术进行概述，就瞬变电磁法与无线电波技术等典型地质勘测技术原理与应用进行探讨，并阐述了煤矿安全生产中地质勘测技术应用的意义，为安全生产中地质勘测技术的应用提供参考。

关键词：煤矿；勘测技术；安全生产

煤炭是当前中国发展的主体能源，对中国经济发展具有举足轻重的作用。然而，随着经济的不断发展，对资源的需求越来越大，同时，经过不断的开采，煤炭资源的开采不断的从浅向深，由于开采深度的增加，无疑极大的增加了煤炭的开采难度，煤炭开采的工艺越来越复杂，这其中受到地质因素的影响不断增强。对于煤矿企业而言，煤炭开采过程中由于受到上部采空区积水、中粗砂岩含水区、断层、下部承压水、陷落柱、褶曲等地质因素的影响，极大的增加了煤炭开采的安全预防、生产工艺以及安全设施投入等方面的成本。另外，煤炭企业生产过程中，还会受到矿压、地温、瓦斯、底板突水等因素对矿井安全生产的影响。基于此，煤矿地质勘测技术中安全生产的研究具有非常重要的意义。

1常见的地质勘测技术概述

随着科学技术的不断进步，国内地质勘测技术逐渐发展与完善。当前，我国大部分煤矿使用的典型地质勘测技术主要包括几种：（1）三维地震勘探技术：该技术在地面勘探中应用比较多，能够对煤层中超过5m的断层以及直径超过15m的采空区、陷落柱以及包裹体进行勘察。（2）矿井直流电法与瞬变电磁法：该技术在煤矿井下巷道掘进时应用比较多，主要应用于对煤层顶底板前方的含水性构造以及水体进行勘察。（3）槽波地震勘探法：该技术通常被应用在勘探煤矿井下的工作面的构造，能够对工作面内落差超过煤层厚度一半的断层进行勘察。（4）煤矿无线电波透视技术：该技术主要应用在工作面，对工作面内的地质异常体进行勘测。（5）化学勘测技术：煤矿地质勘测过程中，通常利用化学试验的方法对煤矿含水体的性质进行分析。（6）矿井地质雷达技术：通过地质雷达技术能够对工作面内的地质存在的异常体进行勘测，其不足之处在于探测距离比较小。（7）室内测试技术：煤矿地质勘测中的室内测试主要包括了抗压、抗拉等物理力学实验、成分化验、岩石性质检定等，利用煤样、岩样对构造破碎度进行测定。（8）钻探技术：煤矿进行地质勘探以及勘测煤矿井下最直接的方法就是钻探技术，钻探技术手段勘探范围的影响，通过多点的勘探，能够对煤层整体的趋势进行反映，同时，能够对煤层的构造、赋存产状等进行反映。

2典型地质勘测技术原理与应用

2.1瞬变电磁法原理与应用

地质勘测中瞬变电磁法的基础是地层中岩石不同导电性和导磁性。基于电磁感应，通过不接地回线或者是接地电源向地下进行一次脉冲磁场的发送，就一次脉冲磁场间隙期间，通过线圈或者是接地的电极对二次涡流场进行观测，同时对涡流场空间以及时间的分布进行分析，从而对地质问题进行研究。瞬变电磁法主要应用在空间狭小的条件，特别是在条件复杂的煤矿井下环境中，瞬变电磁法的应用比较普遍。瞬变电磁法的主要特征是：（1）测量的设备非常的轻便，其测量的精度以及工作效率比较高。（2）由于瞬变电磁法采用小线圈测量，因此其点距非常密集，通常是2-10m，降低了体积效应，从而提高了横向的分辨率。（3）在目标体附近安装设备，从而异常体能够感应到的信号比较强，无疑使得其勘测的灵敏度提高。（4）由于小线框发射电磁波，使得电磁波具有明显的方向性，因此，其探测区域的目标性更强。

2.2无线电波原理与应用

无线电波法进行地质勘测的原理是基于电磁波在地下岩层进行传递过程中，不同岩矿石不同电性吸收不同电磁波能量，低阻值岩层对电磁波的吸收作用比较强，从而造成了在岩性变化界面，电磁波出现反射与折射，使得电磁波能量发生损耗。基于此，煤矿地质条件下，当发射源发射的电磁波穿越煤层时遇到断层、含水裂隙、煤层变薄区、陷落柱等地质构造，就会损耗电磁波能量，从而在接收到的信号微弱，出现无线电波勘测的异常区，从而实现了对地质异常体位置以及范围的确定。当前，瞬变电磁法在井下回采工作面的开采前地质体的勘测中具有非常广泛的应用。

3煤矿安全生产中地质勘测技术的意义

在煤矿生产过程中，地质勘测技术具有非常重要的意义。基于地质勘测技术设计原理与应用的领域，煤矿生产中地质勘测技术应用的意义主要表现为：第一，利用三维地震法能够对地表深部地质结构的形态、积水区空间的状况进行比较精确的确定，从而对合理设计矿井布局提供参考依据。第二，利用直流电法与瞬变电磁法能够对于煤矿掘进巷道周围区域中异常地质体，特别是含水体进行比较精确的确定，从而对矿井巷道掘进过程中，安全隐患的预防与治理提供保障。第三，基于无线电波透视技术能够对于已经圈定的煤矿工作面中的地质异常体进行比较明确的确定，从而保障了矿井构造方案的实施。第四，基于钻探探测技术对煤矿断层的产状进行科学的判定，从而对于煤矿巷道掘进方式的调整提供依据。第五，利用化学探测与室内测试技术，能够基于测试的实验结果对煤矿管路的抗酸碱性、采煤机、掘进设备等的选型提供依据。

4结束语

煤矿井下地质勘测以综合地质分析为前提，通过先进的地质探测技术，对煤矿地质进行勘测，从而确保煤矿安全生产。煤矿开采是复杂的动态的过程，因此，获取精确的地质信息，对煤矿井下的地质状况进行揭露，使得地质信息与煤矿地面钻探、地面物探、矿井地质、井下钻探等信息有机融合，准确预测煤层顶板或者煤层地板标高、煤层厚度、地质异常体等，使得煤矿生产可以高效、安全。

作者:陈北平 单位:陕西陕煤铜川矿业公司

参考文献:

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