安全生產(chǎn)中煤礦地質(zhì)勘測技術(shù)的應(yīng)用
時間:2022-10-09 10:50:58
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摘要:煤炭資源是當(dāng)前中國的主體資源,對中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有舉足輕重的作用。隨著煤炭資源的不斷開采,開采難度不斷增加,煤礦安全生產(chǎn)日益引起人們的重視。地質(zhì)探測技術(shù)的發(fā)展與完善,保障了煤礦安全生產(chǎn)。對常見的地質(zhì)勘測技術(shù)進(jìn)行概述,就瞬變電磁法與無線電波技術(shù)等典型地質(zhì)勘測技術(shù)原理與應(yīng)用進(jìn)行探討,并闡述了煤礦安全生產(chǎn)中地質(zhì)勘測技術(shù)應(yīng)用的意義,為安全生產(chǎn)中地質(zhì)勘測技術(shù)的應(yīng)用提供參考。
關(guān)鍵詞:煤礦;勘測技術(shù);安全生產(chǎn)
煤炭是當(dāng)前中國發(fā)展的主體能源,對中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有舉足輕重的作用。然而,隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,對資源的需求越來越大,同時,經(jīng)過不斷的開采,煤炭資源的開采不斷的從淺向深,由于開采深度的增加,無疑極大的增加了煤炭的開采難度,煤炭開采的工藝越來越復(fù)雜,這其中受到地質(zhì)因素的影響不斷增強。對于煤礦企業(yè)而言,煤炭開采過程中由于受到上部采空區(qū)積水、中粗砂巖含水區(qū)、斷層、下部承壓水、陷落柱、褶曲等地質(zhì)因素的影響,極大的增加了煤炭開采的安全預(yù)防、生產(chǎn)工藝以及安全設(shè)施投入等方面的成本。另外,煤炭企業(yè)生產(chǎn)過程中,還會受到礦壓、地溫、瓦斯、底板突水等因素對礦井安全生產(chǎn)的影響。基于此,煤礦地質(zhì)勘測技術(shù)中安全生產(chǎn)的研究具有非常重要的意義。
1常見的地質(zhì)勘測技術(shù)概述
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,國內(nèi)地質(zhì)勘測技術(shù)逐漸發(fā)展與完善。當(dāng)前,我國大部分煤礦使用的典型地質(zhì)勘測技術(shù)主要包括幾種:(1)三維地震勘探技術(shù):該技術(shù)在地面勘探中應(yīng)用比較多,能夠?qū)γ簩又谐^5m的斷層以及直徑超過15m的采空區(qū)、陷落柱以及包裹體進(jìn)行勘察。(2)礦井直流電法與瞬變電磁法:該技術(shù)在煤礦井下巷道掘進(jìn)時應(yīng)用比較多,主要應(yīng)用于對煤層頂?shù)装迩胺降暮詷?gòu)造以及水體進(jìn)行勘察。(3)槽波地震勘探法:該技術(shù)通常被應(yīng)用在勘探煤礦井下的工作面的構(gòu)造,能夠?qū)ぷ髅鎯?nèi)落差超過煤層厚度一半的斷層進(jìn)行勘察。(4)煤礦無線電波透視技術(shù):該技術(shù)主要應(yīng)用在工作面,對工作面內(nèi)的地質(zhì)異常體進(jìn)行勘測。(5)化學(xué)勘測技術(shù):煤礦地質(zhì)勘測過程中,通常利用化學(xué)試驗的方法對煤礦含水體的性質(zhì)進(jìn)行分析。(6)礦井地質(zhì)雷達(dá)技術(shù):通過地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)能夠?qū)ぷ髅鎯?nèi)的地質(zhì)存在的異常體進(jìn)行勘測,其不足之處在于探測距離比較小。(7)室內(nèi)測試技術(shù):煤礦地質(zhì)勘測中的室內(nèi)測試主要包括了抗壓、抗拉等物理力學(xué)實驗、成分化驗、巖石性質(zhì)檢定等,利用煤樣、巖樣對構(gòu)造破碎度進(jìn)行測定。(8)鉆探技術(shù):煤礦進(jìn)行地質(zhì)勘探以及勘測煤礦井下最直接的方法就是鉆探技術(shù),鉆探技術(shù)手段勘探范圍的影響,通過多點的勘探,能夠?qū)γ簩诱w的趨勢進(jìn)行反映,同時,能夠?qū)γ簩拥臉?gòu)造、賦存產(chǎn)狀等進(jìn)行反映。
2典型地質(zhì)勘測技術(shù)原理與應(yīng)用
2.1瞬變電磁法原理與應(yīng)用
地質(zhì)勘測中瞬變電磁法的基礎(chǔ)是地層中巖石不同導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性。基于電磁感應(yīng),通過不接地回線或者是接地電源向地下進(jìn)行一次脈沖磁場的發(fā)送,就一次脈沖磁場間隙期間,通過線圈或者是接地的電極對二次渦流場進(jìn)行觀測,同時對渦流場空間以及時間的分布進(jìn)行分析,從而對地質(zhì)問題進(jìn)行研究。瞬變電磁法主要應(yīng)用在空間狹小的條件,特別是在條件復(fù)雜的煤礦井下環(huán)境中,瞬變電磁法的應(yīng)用比較普遍。瞬變電磁法的主要特征是:(1)測量的設(shè)備非常的輕便,其測量的精度以及工作效率比較高。(2)由于瞬變電磁法采用小線圈測量,因此其點距非常密集,通常是2-10m,降低了體積效應(yīng),從而提高了橫向的分辨率。(3)在目標(biāo)體附近安裝設(shè)備,從而異常體能夠感應(yīng)到的信號比較強,無疑使得其勘測的靈敏度提高。(4)由于小線框發(fā)射電磁波,使得電磁波具有明顯的方向性,因此,其探測區(qū)域的目標(biāo)性更強。
2.2無線電波原理與應(yīng)用
無線電波法進(jìn)行地質(zhì)勘測的原理是基于電磁波在地下巖層進(jìn)行傳遞過程中,不同巖礦石不同電性吸收不同電磁波能量,低阻值巖層對電磁波的吸收作用比較強,從而造成了在巖性變化界面,電磁波出現(xiàn)反射與折射,使得電磁波能量發(fā)生損耗。基于此,煤礦地質(zhì)條件下,當(dāng)發(fā)射源發(fā)射的電磁波穿越煤層時遇到斷層、含水裂隙、煤層變薄區(qū)、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造,就會損耗電磁波能量,從而在接收到的信號微弱,出現(xiàn)無線電波勘測的異常區(qū),從而實現(xiàn)了對地質(zhì)異常體位置以及范圍的確定。當(dāng)前,瞬變電磁法在井下回采工作面的開采前地質(zhì)體的勘測中具有非常廣泛的應(yīng)用。
3煤礦安全生產(chǎn)中地質(zhì)勘測技術(shù)的意義
在煤礦生產(chǎn)過程中,地質(zhì)勘測技術(shù)具有非常重要的意義。基于地質(zhì)勘測技術(shù)設(shè)計原理與應(yīng)用的領(lǐng)域,煤礦生產(chǎn)中地質(zhì)勘測技術(shù)應(yīng)用的意義主要表現(xiàn)為:第一,利用三維地震法能夠?qū)Φ乇砩畈康刭|(zhì)結(jié)構(gòu)的形態(tài)、積水區(qū)空間的狀況進(jìn)行比較精確的確定,從而對合理設(shè)計礦井布局提供參考依據(jù)。第二,利用直流電法與瞬變電磁法能夠?qū)τ诿旱V掘進(jìn)巷道周圍區(qū)域中異常地質(zhì)體,特別是含水體進(jìn)行比較精確的確定,從而對礦井巷道掘進(jìn)過程中,安全隱患的預(yù)防與治理提供保障。第三,基于無線電波透視技術(shù)能夠?qū)τ谝呀?jīng)圈定的煤礦工作面中的地質(zhì)異常體進(jìn)行比較明確的確定,從而保障了礦井構(gòu)造方案的實施。第四,基于鉆探探測技術(shù)對煤礦斷層的產(chǎn)狀進(jìn)行科學(xué)的判定,從而對于煤礦巷道掘進(jìn)方式的調(diào)整提供依據(jù)。第五,利用化學(xué)探測與室內(nèi)測試技術(shù),能夠基于測試的實驗結(jié)果對煤礦管路的抗酸堿性、采煤機、掘進(jìn)設(shè)備等的選型提供依據(jù)。
4結(jié)束語
煤礦井下地質(zhì)勘測以綜合地質(zhì)分析為前提,通過先進(jìn)的地質(zhì)探測技術(shù),對煤礦地質(zhì)進(jìn)行勘測,從而確保煤礦安全生產(chǎn)。煤礦開采是復(fù)雜的動態(tài)的過程,因此,獲取精確的地質(zhì)信息,對煤礦井下的地質(zhì)狀況進(jìn)行揭露,使得地質(zhì)信息與煤礦地面鉆探、地面物探、礦井地質(zhì)、井下鉆探等信息有機融合,準(zhǔn)確預(yù)測煤層頂板或者煤層地板標(biāo)高、煤層厚度、地質(zhì)異常體等,使得煤礦生產(chǎn)可以高效、安全。
作者:陳北平 單位:陜西陜煤銅川礦業(yè)公司
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