物探技术在煤矿地质开采方面的应用

物探技术在煤矿地质开采方面的应用

高通

宣威市能源局    云南  宣威    655400

摘要：随着科学技术的发展，我国的物探技术有了很大进展，并在煤矿地质开采中得到了广泛的应用。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。本文探究分析了物探技术在煤矿地质开采方面的应用，以供参考。

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，降低地质灾害的发生，可推动煤矿公司实现最大化经济和社会效益。对于煤矿地质采矿工作而言，加强物探技术的应用具有十分重要的意义。

1物探技术的要素

1.1引力

重力作用使得矿物倾向于下沉，并随着水深而增大。通过对地表的重力和引力位的测定，可以实现对矿产资源的勘探（见重力异常和重力测量）。地面重力场能为陆地的形成和演化过程提供重要的动力资料。潜势表面，也就是所谓的大地水平面上，就是对地球外形的一种解释。当大洋在某种程度上保持一种均衡时，能够在陆地上扩展（比如很窄的海峡），大地水准面将成为全球平均海平面。

1.2热流

地球正在冷却，产生的热流通过地幔对流通过地球动力学和板块构造产生地球磁场。热量的主要来源是原始热量和放射性。尽管地球上存在着两种不同的温度界面，即核-幔边界和岩石圈，但大多数的热能都是以热交换的方式传输到地球表面。地幔柱从地幔底部带走一些热量。地球表面的热流量约为4.2×1013W，是地热能的潜在来源。

1.3振动

地震波主要是利用地球内部或是表面除暴的振动。整体地球还可被称之为正常模式或者地球自由振荡的形式振荡。一般条件下，通过地震仪进行海浪或者地表移动的测定。若是波的来源是地震或是爆炸等局部源，可运用各种位置的详细测量对震源进行定位。震中的地点可以了解到陆地的板块结构以及地幔热交换的情况。若岩石的质地和成分发生剧烈的改变，就会有部分波动被折射出来。反射波能够提供表层构造的信息，即所谓的折光，可用来探测更深层次的地质构造。

2物探技术在煤矿地质开采方面的应用

2.1二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，既可以极大地提高小型煤矿的地质勘查能力，又可以提高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。

2.2岩性反演资料解释技术

地震岩性反演技术就是利用地震测井与地质资料来准确反映地下目标层的空间几何形态与微观特征的。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。在进行地质模型的构建过程中，势必要充分考虑测井资料的实际情况，确保地质模型的构建具备灵活性。避免模型不能对地层的真实性进行反应，对最终的反演结果产生影响。

2.3叠前法在三维地震中的应用

针对传统物探方法存在的“假象”和“高水平”等问题，提出一种新的“假象”和“假象”。将其用于煤矿地质采矿，既可以对常规物探技术所面临的问题进行有效地改善，又可以让采矿人员更加清楚、直观地看到煤矿矿山周边的地质构造边界，可以精确地检测出小塌落柱的实际状况。此外，基于3D-Boltzmann层位的高分辨和高覆盖，以及高密集度，可以获得更为精确的矿山地质特征。在此基础上，本项目提出的3D叠前位错方法，可实现对凹陷柱孔径20米、断裂落差2米以上的精确探测。鉴于3D地震叠前偏移处理技术在煤矿开采过程中的优点与特点，大量的研究者在落差时2.5米的复杂山丘等区域开展各种实验，实验结果显示，此污染技术的精准性较高，可以在煤矿的生产和生产中得到推广。

3物探方法在煤矿地质开采中的新技术的运用

3.1采用同调量和变化量技术

相关体-方差体这项技术用于煤矿开发，其目的是为对3D资料中出现的不连续性以及邻近的地震信号中出现的相似度进行分析。该方法的基本原则是，充分地使用3D数据中的每CDP电性数据，并能有效地防止传统的抽线方法由于忽略微小的断裂构造而导致的疏漏。

3.2将其用于采矿区元件力学的研究

在煤矿地质开采中，矿山地下突水现象时有出现，极易引起重大的生产安全隐患。所以，针对这种危险性问题，可运用3D地震探测技术措施进行深入调查探究。在运用3D勘探技术方式之前，应明确了解煤层结构表面的水文条件，为日后勘探工作的精准开展提供保障，并将抽水孔的数据分析结果当做基础，有助于工作人员对开采地区的水文地质状况进行更为精确的认识。当采用3D地震探测技术方法进行地质勘查时，必须仔细探测出煤的顶板砂含水层位的真实厚度和全深，并根据煤层的深度和构造的改变来探测方式。对以上各项测试指标进行充分的认识与把握，确保煤矿的安全生产。

结束语：

概而言之，在当前资源十分紧缺的条件下，若是煤矿开采企业运用物探技术，可有效提升采矿效率，并针对煤矿地质结构展开更多的调查，为煤矿的开采工作人员提供宝贵的地质依据，使煤矿的开采工作效率得到极大地提高。同时，通过将物探技术在煤矿地质开采工作中的广泛运用，可实现各种地质灾害与水灾害的严格监控，为采矿企业建立切实可行的应对策略提供帮助，便于从根本上确保开采人员的人身及财产安全，推动我国煤矿地质开采行业实现健康稳定的发展。

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