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、高效、經(jīng)濟、科學、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，在工程性地質災害搶險中能起到先期快速獲取災情信息的作用；但是，物探各方法由于本身的技術特點和應用環(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災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情況和其它影響因素，選擇合適的方法技術，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。首先查看礦井地質報告，研究鉆孔資料，初步掌握巷道地質條件，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。結合先前研究過的地質資料，推斷此兩處異常處為裂隙發(fā)育地帶，生產(chǎn)時應做好防治水工作。

 

  三、物探效果驗證

 

  根據(jù)物探結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計。確定探放水方案及施工方法，制定探放水安全技術措施。在完善防排水系統(tǒng)后，依據(jù)設計進行探放水。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、物探技術在煤礦防治水等地質災害治理中的應用

 

  物探技術被要求在貴州全省的煤礦中推廣應用，重點是復雜地質條件下的煤礦的防治水工作。有效的探測技術手段，在水害預防、治水復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手段。根據(jù)全國多家煤礦成功的應用礦井物探技術，可以達到以下目標：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、隱伏導水通道、陷落柱富水性等礦井水文地質問題，準確度達到90％以上；②通過巷道掘進掌子面的地質超前預測系統(tǒng)的開發(fā)研究，對落差≥2/3煤（巖）厚的小斷層，預測準確率達到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，預測準確率達到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)的含水構造預測準確率達到90％。  采用超前探測物探技術有效預防突水事故的發(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）更準確地探明了巷道的地質及水災情況。

 

  （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基礎。

 

  五、物探技術的運用發(fā)展

 

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

 

  5.1技術思路創(chuàng)新，破解開采難題。技術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)異的工程物探設備的出現(xiàn)讓人們過于依賴設備，而忽視了物探的基本思路是透過物理現(xiàn)象看本質，脫離了物探工作的實質。我們需要進行技術思路的創(chuàng)新，靈活考慮問題，多方面研究問題，通過方法創(chuàng)新來用活設備。鑒于此，很多整合煤礦由于缺失各個礦井地質資料或資料不完善，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和有價值的服務。

 

  5.2研究合理的災害搶險程序，讓物探工作在更有利的條件下開展。煤礦地質災害治理是一項復雜的系統(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)一調度下開展工作。物探工作僅是其中一項技術性很強的工作，需要借助各種儀器布設到地表以及地下來獲取有關險情的信息，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度。開展的有關地質災害應急處置的課題研究，梳理了方法技術和相應機制并編制了處置指南，這為煤礦地質災害搶險中合理組織安排物探工作奠定了基礎。但是，要將之落到實處，需要編制一部適應煤礦的應急搶險規(guī)范來約束各項工作的開展，讓搶險組織更規(guī)范有序，改變以往倉促應戰(zhàn)的局面。

 

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

 

  六、結束語

 

  物探技術在煤礦的應用，需建立專業(yè)性的物探發(fā)展研究機構，構建新技術體系與機制；實現(xiàn)適應煤礦特殊地質環(huán)境、多目標填圖與探測、自我發(fā)展、自我創(chuàng)新、自主知識產(chǎn)權的物探體系與機制宏偉目標，可以更好地為國民經(jīng)濟、社會可持續(xù)發(fā)展提供高新技術支撐。推動物探應用基礎理論與方法技術的進步，其任重而道遠。目標的實現(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。作為一名煤礦技術工作者熱切期待著在煤礦地質調查工作的各個環(huán)節(jié)，物探工作得到科學管理，物探技術得到不斷自主發(fā)展、創(chuàng)新并有效地運用的新局面。