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物探技术不仅在考古、水利、水电等方面有广泛的应用，还在煤矿地质勘测中有重要的应用价值。煤矿井下作业过程中，作业环境复杂，困难重重，时刻面临着水患等地质灾害，不仅会降低煤矿井下开采效率，更会威胁到井下施工作业人员的生命财产安全，是煤矿生产中的一大安全隐患。因此，在煤矿地质探测过程中，物探技术的应用尤为重要，在加强应用的同时，还应该注重与时俱进，及时更新，保证地质勘查的准确性和高效性，也能对未来可能发生的安全事故等风险及时预知并加以控制。将物探技术运用于煤矿地质探测中，能够全面掌握地下构造的具体情况，在一定程度上可以有效避免井下开采过程中发生水害和地质灾害等安全事故，保障煤矿井下开采作业的工作效率及安全性。
1物探技术在煤矿地质探测中应用的重要性
煤炭是中国不可或缺的能源资源之一，中国煤炭行业开采历史悠久，对中国综合经济实力的增强具有重要的促进作用。当前，中国正处于新时代，煤炭仍然是确保社会稳定发展的重要能源之一，对国家经济至关重要。因此，中国煤矿相关部门及行业应当采取相应的措施确保煤炭行业的稳定、可持续发展，以保证煤炭的正常、稳定供应。当前，中国煤矿开采相对集中在井下的采掘生产，井下生产作业环境不稳定，复杂多变，再加上有些采掘生产作业的流程老化，不能很好地适应井下的作业环境，更不能满足安全生产的要求，严重阻碍了中国煤炭行业整体的统筹发展。同时，煤矿井下施工作业的环境变幻莫测、复杂多变，随着煤矿井下作业的深度及工作量剧增，井下作业期间安全事故频发，不仅降低了作业效率，影响煤矿经济效益，更威胁着井下作业人员的生命财产安全。因此，物探技术在探测煤矿地质中的应用非常重要，不仅能全面、系统地掌握煤矿地质构造情况，更能避免施工期间突发井下安全事故，提升中国中小型煤矿企业的安全效益、社会效益和综合经济效益[1]。此外，将先进的煤矿地质探测工艺精准应用于煤矿地质探测中，不仅能够获得地质构造的相关信息，还能够避免发生安全事故，为煤矿井下开采施工作业保驾护航。
2煤矿地质探测中常用的物探技术
2.1地震勘探技术
随着现代科学技术的发展，数学、物理、计算机等学科与地震勘探技术融会贯通，地震勘探技术也更新换代，获得地震波的传播规律，并对此基础信息进行仔细分析，从而精确掌握煤矿地质构造的性质及主要形态。地震勘探技术的主要探测原理如图1所示。在煤矿地质探测过程中，应用地震勘探技术时，需要由人工制造地震这一操作来提供所需要的震源。一般而言，采用引爆炸药的方式来制造震源，使地表产生强有力的震感，再结合在探测点提前放置的超高精度仪器进行震动信息的收集。震动信息收集完毕后，进行全面分析，对煤矿地质构造相关情况进行反演。人工地震产生的地震波会在地质岩层界面产生反射和折射现象，地震勘探技术可以对探测到的地震波信号、特征和位置进行系统、全面的数据处理及分析，获取所需要的煤矿地质基本形态。在煤矿地质探测过程中应用地震勘探技术时，其探测深度大、范围广，是一种各方面都相对较好的技术。美中不足的是，应用地震勘探技术分析三维模型时精确度较差，准确度也不高，难以进行有效控制。
2.2无线电坑透技术
作为一种先进的物探技术，基于煤矿地质岩层产生的电磁波的吸收效果，无线电坑透技术可以有效地对地质岩层中存在的空洞进行探测。煤矿地质岩层中，有些矿石对电磁波的吸收效果不好，有可能存在能量损耗等异常，就可以说明煤矿中有断层、褶皱、陷落柱等地质构造。在煤矿地质探测中应用无线电坑透技术时，需要有变换发射机与接收机等设备，这些设备体积小，操作便捷，基于探测收集到的信息进行分析，就可掌握煤矿地质构造的相关情况，便于在煤矿井下巷道中运用。
2.3电法勘探技术
电法勘探技术是一种综合了电磁法、瞬变电磁法、高密度电法等的物探技术。煤矿地质岩层中矿石和矿体具有导电性、导磁性等相关特征，电法勘探技术结合了上述特征对煤矿地质进行探测。该物探技术的探测原理如图2所示。同无线电坑透技术一样，电法勘探技术在探测过程中使用的设备体积小，便于携带，使用便捷，能在多种地形探测中使用。但是，美中不足的是，与无线电坑透技术相比，电法勘探技术应用范围较小[2]。
3煤矿地质探测中可采用的物探方法与技术
当前，物探技术在煤矿电阻率研究中应用较为广泛，在应用期间，产生了各种实用性较强的探测方式及方法。因此，在煤矿地质探测过程中，应该基于实际多方面的情况，合理运用勘测工艺及方式，保障勘测工作的精确性和准确度，降低煤矿井下作业施工过程中出现安全问题的概率，进一步提升煤矿安全生产的综合效率[3]。
3.1煤矿地质探测中应用的物探方法
随着信息技术的发展，物探方法也突飞猛进，促使中国煤矿地质探测的准确性及高效性显著提升。基于煤矿地质勘测的地形特征及空间大小，物探方法可以分为以下几种：a)地面物探方法。该方法是当下煤矿地质探测中最常见的一种勘测方法，使用范围较为广泛，优势众多。b)煤矿物理勘探方法。c)测井物理勘探方法[4]。在挑选合适的物探方法时，首先应该提前对要探测的煤矿地质地形等情况进行考察，进而保证探测的精确度及工作效率。
3.2煤矿地质探测中应用的物探技术
在煤矿地质探测过程中，应用的最常见的物探工艺技术主要包括以下几个类别：a)高密度数字三维地震工艺。这种物探技术应用范围较窄，只适合应用于规模较小的煤矿中，一定程度上能够提高地质探测的准确度。例如：在断层、褶皱和陷落柱等条件下，传统的数字地震勘测工艺精确度较差，与之相比，高密度数字三维地震工艺的密度、分辨率和覆盖率更高，应用于煤矿地质探测中时效果、价值和质量较佳。当然，高密度数字三维地震工艺在应用时，要求地质勘测工作人员综合素质较高，专业能力强，应该对相关工作人员进行培训后再使其上岗操作。b)三维地震叠前迁移处理技术。由于应用环境变幻莫测、复杂多变，三维地震叠前迁移处理技术的应用范围及应用效果有很多的限制，造成最终形成的成像数据有些许偏离和误差，使得煤矿地质综合评定的准确性不高。根据过去的经验，如果妥善处理及应用，一方面可以提升成像效果质量，避免对评定效果产生不好的影响；另一方面，这种方式也可以展现断层、褶皱和陷落柱等地质构造的实际情况。c)属性本解释工艺。该物探技术着重借助于地震波信号信息，促使煤矿地质勘测更为高效。此外，该种物探技术对探测所得的信息具有十分强的依赖性，因此，除了要确保物探设备及装备的精确性外，还应该对探测得到的信息进行系统、全面的分析[5-6]。
4煤矿地质探测中物探技术的具体应用
4.1探测煤矿地质构造
地质构造会影响煤矿井下工作面的布署，也会直接或间接对井下工作面的工作效率和安全产生影响。因此，在井下施工之前，相关施工人员应该系统、全面探测工作面的地质构造情况。通常，采用钻探技术可以精确获得想要的煤矿地质信息，但美中不足的是，钻探技术能获取的信息量有限，获取信息时间过长。因此，对于规模较大的煤矿地质工作面来说，应该将地震勘探技术应用于煤矿地质探测中。例如将三维地震叠前偏移技术应用于地质勘测中时优势众多，且探测效果具有精度较高、覆盖面较广、分辨率较高三个优点。此外，地震勘探技术应用范围较广，可满足多种需求，能够探测到落差大于2m的断层或直径大于20cm的陷落柱等。但是，在实际应用时，地震勘探技术不能应用于空洞等一些新型的地质构造探测中，如落差不足2m的断层或煤层中的空洞区。对于这种类型的地质构造，可以将无线电坑透技术应用于煤矿地质其勘测中。当遇到空洞或断层等地质构造时，无线电坑透技术能够非常巧妙地接收构造发出的各种信号，就能够非常顺利地分析出空洞或断层的一些相关信息[7]。
4.2防治水害
煤矿水害是井下施工过程中常见的安全事故之一，会威胁井下施工人员的生命财产安全，因此，采取相应的措施对水害进行防治迫在眉睫。物探技术可以准确探测到煤矿地质信息，有助于防治水害，避免井下作业过程中发生水患事故，确保人员人身安全，保障煤矿企业的综合经济利益及社会价值[8]。物探技术在防治煤矿水害方面应用范围较广，对积水区和采空区的突水、溢水等都可以很好地进行探测，有助于及时察觉到可能存在的水害等安全事故，进而防患于未然，保障安全生产作业。突水问题是井下施工经常遇到的安全问题，物探技术中的三维地震勘探法可以针对突水问题实现准确探测，进而采取措施进行防治。
5结语
将物探技术应用于煤矿地质探测中，一方面可以精准勘测出地下的水及断层，另一方面还可以提高勘测准确度，保障煤矿井下施工作业能够顺利进行。近些年，中国物探技术逐渐与计算机信息技术、网络技术交叉结合，这促使物探技术更好地与煤矿地质勘测匹配，提升了物探技术的应用效果，确保其在防治水和防治灾害等方面展现出最佳的效果，对煤炭行业的可持续发展起到了非常重要的作用。同时，物探技术的应用范围较广，能够从根本上提高施工效率，确保施工人员的人身安全，保障煤矿企业的综合经济效益。
参考文献：
［1］王宏.煤矿防治水中综合物探技术的运用探讨［J］.内蒙古煤炭经济，2020(11)：125-126.
［2］黄治富.煤矿井下掘进工作面超前物探技术分析［J］.江西化工，2020(1)：144-146.
［3］张心鑫，舒唱通.煤矿水害现状及物探技术的应用探讨［J］.内蒙古煤炭经济，2018(1)：24.
［4］牟义，邱浩，李宏杰，等.煤矿隐蔽灾害井下综合精细物探技术方法与优化［C］//2017年中国地球科学联合学术年会（CGU2017）.北京：中国地球物理学会，中国地质学会，中国地震学会，等，2017：2.
［5］王益.综合物探技术在煤矿烧变岩富水区探测中的应用［J］.西部探矿工程，2016，28(10)：119-121.
［6］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.
作者:刘玮 单位:山西省煤炭地质水文勘查研究院有限公司
