礦井地震勘探技術.

 

  礦井地震勘探技術系指針對煤礦開采中的各種地質條件進行的淺層反射波地震勘探（包括巷道底板、側幫、工作面的反射波地震勘探）、面波勘探、槽波勘探、煤層折射波勘探等的總稱。從使用方法與波場源上來看，已經(jīng)超出地面地震勘探的內容，統(tǒng)稱為礦井震波探測技術可能更加合理。井下地震勘探只能利用地下有限空間來開展工作，與地面地震相比，不受上覆松散低速層影響，礦井地震波頻帶寬、主頻高，對小斷層、煤層厚度、下組煤隔水層厚度探測十分有利。白20世紀70年代以來，我國礦井地震技術穩(wěn)步發(fā)展。

 

  20世紀80年代初，原煤炭部和東煤公司都進行了礦井地震研究的立項T作，代表性的研究有：中煤科工集團重慶研究院進行剩余煤層折射波法測厚，安徽理工大學進行剩余煤層淺層反射地震探測，中煤科工集團西安研究院和中國礦業(yè)大學進行煤層槽波地震勘探研究，這些研究包含方法和儀器裝備的同步開展，為現(xiàn)在的礦井地震技術發(fā)展打下了基礎。由于槽波地震對于煤層厚度、斷層的探測具有直接意義，因此槽波地震勘探是礦井地震技術中的一個特色方法，我國白20世紀70年代末從德國引進槽波地震儀，研究槽波勘探技術．近年來的研究呈上升趨勢。

 

  將地面三維三分量地震勘探技術推廣應用于煤礦井下，利用近源多波技術來探測小構造，是礦井地震勘探的發(fā)展方向之一。進入21世紀以來，微震及聲發(fā)射監(jiān)測技術也開始應用于礦井10]，并在煤礦“兩帶”、“沖擊地壓”監(jiān)測中得到了應用。目前礦井地震技術正在面向災害源精細探測及監(jiān)測方向發(fā)展。

 

  礦井直流電法勘探技術.

 

  早在20世紀60年代，我國已開展礦井直流電法勘探的試驗與研究，80年代后期，引入了高密度電法技術，它是集電測深法和電剖面法于一體的陣列勘探方法，90年代，中煤科T集團西安研究院將直流電透視技術運用到礦井T作面隱伏突水構造探測中，中國礦業(yè)大學對礦井直流電法的全空間場和巷道影響進行了理論研究。安徽理工大學、河北煤炭科學研究所以及淮北、峰峰、肥城、焦作等礦務局都開展了實驗研究。進入21世紀以來，礦井直流電法勘探儀器日趨小巧輕便，精度和抗干擾能力顯著提高，網(wǎng)絡并行電法技術解決了常規(guī)直流電法儀器串行采集的問題，且初步實現(xiàn)實時、遠程、動態(tài)監(jiān)測功能；在數(shù)據(jù)處理方面，中煤科T集團西安研究院、中國科學技術大學等在電阻率反演方面開展了二維、三維反演等研究。直流電法勘探技術發(fā)展軌跡如圖3所示。

 

  迄今為止，礦井直流電法勘探技術已在巷道T作面、頂板、底板及T作面富水構造探測等方面發(fā)揮了重要作用。直流電阻率法不僅在巷道地質超前探測中發(fā)揮重要作用，而且在開采裂隙場發(fā)育規(guī)律檢測方面具有明顯效果。自然電場法、充電法等在判斷地下水滲流和水害預警方面開始受到重視和初步應用；激發(fā)極化法在礦井水害防治中也具有一定的潛力，值得研究¨9。礦井電阻率成像法利用陣列布極、動態(tài)采樣，提高了直流電法探測的精度和分辨率，擴展了直流電法的應用范圍。

 

  礦井瞬變電磁勘探技術.

 

  地面瞬變電磁法在國外已有60 a的研究歷史，國內瞬變電磁法研究始于20世紀80年代。礦井瞬變電磁法勘探始于20世紀90年代末，中國礦業(yè)大學率先將該方法引入到井下探測T作中，并在全空間瞬變電磁場分布規(guī)律、數(shù)值模擬、時深轉換方面進行了研究，技術方面對關斷時間、發(fā)射功率、發(fā)射線圈匝數(shù)、干擾因素等方面開展了試驗研究。中科院地質與地球物理所、長安大學、安徽理T大學、中煤科T集團重慶研究院和西安研究院、中國地質大學、吉林大學等單位在數(shù)據(jù)處理、軟件開發(fā)、儀器研制和工程應用等方面也進行了大量研究。

 

  現(xiàn)有的科研成果和實踐經(jīng)驗已經(jīng)表明，礦井瞬變電磁法可用于圈定巷道前方、頂板的富水區(qū)、導（含）水斷層、采空區(qū)等低阻異常等23。由于井下電磁場的分布特征及施工環(huán)境與地面差異迥然，多匝回線源的暫態(tài)過程機理更加復雜，資料處理與解釋的基礎理論研究尚處于發(fā)展階段，故在技術應用方面需謹慎。

 

  礦井電磁法中無線電波坑透技術是中國礦井物探的先驅，早在20世紀50年代，我國煤礦就用其探查T作面內的異常構造，特別是對陷落柱、斷層的探查。長期以來坑透技術發(fā)展平穩(wěn)，已經(jīng)成為礦井工作面地質異常探測的常規(guī)與必備手段。中煤科工集團重慶研究院、廊坊物化探研究所、河北煤炭科學研究所等單位長期堅持坑透儀器與方法的研究。目前的研究方向是開展多頻、變頻坑透技術，提出了真場強計算、相位反演等新方法。