物探常用的方法有地震、電法、瞬變電磁、探地雷達、地球物理測井、磁法、重力勘探等，具有優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟、科學(xué)、勘探精度高等特點。多年實踐證明，物探作為一項不可替代的探測技術(shù)，在工程性地質(zhì)災(zāi)害搶險中能起到先期快速獲取災(zāi)情信息的作用；但是，物探各方法由于本身的技術(shù)特點和應(yīng)用環(huán)境不同，所獲取的勘探效果差異較大。為了在煤礦各種地質(zhì)災(zāi)害面前獲取較高的勘探效果，物探工作者必須仔細分析地質(zhì)情況和其它影響因素，選擇合適的方法技術(shù)，并要積極爭取、創(chuàng)造較好的勘探環(huán)境和施工條件。

 

  一、物探施工方法及操作

 

  根據(jù)煤礦“有掘必探”的安全規(guī)定，我礦安排主平硐的探測工作任務(wù)。首先查看礦井地質(zhì)報告，研究鉆孔資料，初步掌握巷道地質(zhì)條件，在主平硐掘進工作面430m處進行井下超前探測。提前安排施工單位把工作面60米內(nèi)的大型物件移開，采用鋼卷尺丈量測量定位的測點。井下超前探測，采用電磁波輻射原理，及三極空間交匯法進行數(shù)據(jù)采集。此次操作共布置40根電極，供電電極a1、a2、a3等，為保證收集資料的準(zhǔn)確性，供電間距為2m，a1在工作面處。a1、a2分別在供電時，接電極mn間距為2m，a3供電時，接收電極mn間距為4m。使用儀器fdg-a-z防爆多功能高密度電法儀，供電電壓60v；波形頻率：1hz。數(shù)據(jù)采集過程中，克服了巷道局部積水、底板堅硬、供電接地條件差等諸多不利因素，通過增大電流、壓制干擾，多次檢測，加強測量等多種手段，采集到了可靠的第一手資料。

 

  二、物探資料處理

 

  首先對原始觀測數(shù)據(jù)進行整理，經(jīng)過反復(fù)對畸變數(shù)據(jù)的剔除與校正、各測線的視電阻率反演以及地層地質(zhì)資料的對比等過程，最終繪制出主平硐工作面超前探測成果。通過對巷道工作面前方視電阻率剖面圖的分析，可以發(fā)現(xiàn)工作面前方的低阻異常區(qū)域。工作面前方探測區(qū)域內(nèi)，出現(xiàn)2處視電阻率低阻異常，1號異常在工作面前方40m 處，2號異常出現(xiàn)在迎頭前方57m與64m處。通過探測，發(fā)現(xiàn)2處視電阻率低阻異常。結(jié)合先前研究過的地質(zhì)資料，推斷此兩處異常處為裂隙發(fā)育地帶，生產(chǎn)時應(yīng)做好防治水工作。

 

  三、物探效果驗證

 

  根據(jù)物探結(jié)果和提供的低阻異常區(qū)域圖，立即組織編制修改探放水設(shè)計。確定探放水方案及施工方法，制定探放水安全技術(shù)措施。在完善防排水系統(tǒng)后，依據(jù)設(shè)計進行探放水。巷道掘進到警戒位置時組織探放水。經(jīng)驗證：探孔終孔位置正好打到含水層，單孔涌水量最大達到5m3/h。

 

  四、物探技術(shù)在煤礦防治水等地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用

 

  物探技術(shù)被要求在貴州全省的煤礦中推廣應(yīng)用，重點是復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦的防治水工作。有效的探測技術(shù)手段，在水害預(yù)防、治水復(fù)礦等保障礦井安全方面帶來很大的社會效益，同時也為沖擊地壓、頂板管理、瓦斯突出等問題研究增添了新的探測技術(shù)手段。根據(jù)全國多家煤礦成功的應(yīng)用礦井物探技術(shù)，可以達到以下目標(biāo)：①探測掘進前方老窯積水區(qū)、采煤工作面底板隔水層厚度、含水層富水性、隱伏導(dǎo)水通道、陷落柱富水性等礦井水文地質(zhì)問題，準(zhǔn)確度達到90％以上；②通過巷道掘進掌子面的地質(zhì)超前預(yù)測系統(tǒng)的開發(fā)研究，對落差≥2/3煤（巖）厚的小斷層，預(yù)測準(zhǔn)確率達到90％，同時對煤層沖刷和煤厚突變也要作出評價；對落差3～5m的小斷層，預(yù)測準(zhǔn)確率達到70％。在一定適宜條件下，專用地震勘探超前探測系統(tǒng)的最佳探測距離達到100～350m，并實現(xiàn)井下觀測的自動化和智能化；③通過對瞬變電磁超前預(yù)測系統(tǒng)的開發(fā)研究，對巷道掘進迎頭前方150m 內(nèi)的含水構(gòu)造預(yù)測準(zhǔn)確率達到90％。  采用超前探測物探技術(shù)有效預(yù)防突水事故的發(fā)生，及時發(fā)現(xiàn)含水層、巖溶水及承壓水，及時采取措施進行探放或注漿封堵。與采用機械鉆探方法相比有以下優(yōu)點：

 

  （1）節(jié)約了大量的人力、物力。

 

  （2）更準(zhǔn)確地探明了巷道的地質(zhì)及水災(zāi)情況。

 

  （3）進一步確保了安全生產(chǎn)。

 

  （4）為煤礦開采提供了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

 

  五、物探技術(shù)的運用發(fā)展

 

  物探如何能在煤礦開采和地質(zhì)災(zāi)害防治中發(fā)揮更大的作用？筆者認為應(yīng)從以下幾個方面入手：

 

  5.1技術(shù)思路創(chuàng)新，破解開采難題。技術(shù)思路在物探實踐中非常重要，如果僅依托高科技手段，不針對具體問題布置方案，往往不能解決問題。目前，各種性能優(yōu)異的工程物探設(shè)備的出現(xiàn)讓人們過于依賴設(shè)備，而忽視了物探的基本思路是透過物理現(xiàn)象看本質(zhì)，脫離了物探工作的實質(zhì)。我們需要進行技術(shù)思路的創(chuàng)新，靈活考慮問題，多方面研究問題，通過方法創(chuàng)新來用活設(shè)備。鑒于此，很多整合煤礦由于缺失各個礦井地質(zhì)資料或資料不完善，在礦井開拓布置和施工中存在很多盲點，比如有些巖層不穩(wěn)定，巷道布置在該類巖層中，頂板管理將特別困難、支護強度也要求高；還有如果一個采煤工作面布置在前期的采空區(qū)或殘采面內(nèi)，將無煤可采或采煤困難，生產(chǎn)計劃無法兌現(xiàn)，以上不科學(xué)的采掘活動不僅面臨巨大的安全威脅，也大大的增加了投資成本；現(xiàn)在很多礦井都意識到借助物探儀器的發(fā)展和技術(shù)的進步，可以一物多用，獲取煤礦周圍大范圍的地層信息，為煤礦開采提供科學(xué)和有價值的服務(wù)。

 

  5.2研究合理的災(zāi)害搶險程序，讓物探工作在更有利的條件下開展。煤礦地質(zhì)災(zāi)害治理是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，多工種、多單位或隊伍集中開展工作，相互之間容易產(chǎn)生干擾，為了搶險工作的有序進行，一般都在搶險指揮部的統(tǒng)一調(diào)度下開展工作。物探工作僅是其中一項技術(shù)性很強的工作，需要借助各種儀器布設(shè)到地表以及地下來獲取有關(guān)險情的信息，且物探需要一定的施展空間和安靜的施工環(huán)境，這就需要在組織程序上合理調(diào)度。開展的有關(guān)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急處置的課題研究，梳理了方法技術(shù)和相應(yīng)機制并編制了處置指南，這為煤礦地質(zhì)災(zāi)害搶險中合理組織安排物探工作奠定了基礎(chǔ)。但是，要將之落到實處，需要編制一部適應(yīng)煤礦的應(yīng)急搶險規(guī)范來約束各項工作的開展，讓搶險組織更規(guī)范有序，改變以往倉促應(yīng)戰(zhàn)的局面。

 

  5.3發(fā)揮工程物探對煤礦地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急搶險的支撐作用。搶險中采用的勘探技術(shù)絕大多數(shù)來源于工程物探，因此要重視工程物探的基礎(chǔ)性作用，通過成果轉(zhuǎn)化，讓更多、更好的工程物探技術(shù)應(yīng)用于煤礦地質(zhì)災(zāi)害搶險和勘查。

 

  六、結(jié)束語

 

  物探技術(shù)在煤礦的應(yīng)用，需建立專業(yè)性的物探發(fā)展研究機構(gòu)，構(gòu)建新技術(shù)體系與機制；實現(xiàn)適應(yīng)煤礦特殊地質(zhì)環(huán)境、多目標(biāo)填圖與探測、自我發(fā)展、自我創(chuàng)新、自主知識產(chǎn)權(quán)的物探體系與機制宏偉目標(biāo)，可以更好地為國民經(jīng)濟、社會可持續(xù)發(fā)展提供高新技術(shù)支撐。推動物探應(yīng)用基礎(chǔ)理論與方法技術(shù)的進步，其任重而道遠。目標(biāo)的實現(xiàn)，需要決策者的支持、政策的保證、有效的機制以及物探人的不懈努力、孜孜以求。作為一名煤礦技術(shù)工作者熱切期待著在煤礦地質(zhì)調(diào)查工作的各個環(huán)節(jié)，物探工作得到科學(xué)管理，物探技術(shù)得到不斷自主發(fā)展、創(chuàng)新并有效地運用的新局面。