浅析煤田的地球物理勘探技术

浅析煤田的地球物理勘探技术

王鑫鑫

陕西省一八六煤田地质有限公司陕西省西安市710054

摘要：煤炭资源的储备与当地的地质构造有着极大的关系，同时因为煤田的地质构造十分复杂，所以煤炭资源可能会存贮于水源、沙漠、山林之下，这就导致与煤炭资源相关的物理性质也会发生一系列的变化，给煤田资源的物理勘探增加了难度。为了更好的开发煤炭资源，我们必须要对煤田的分布以及地质结构等情况进行仔细的研究，而地球物理勘探技术就是煤田资源开发中常用到的勘探技术之一。

关键词：煤田；地球物理；勘探技术

1地球物理勘探技术的简介

地球物理勘探是根据地壳石存在的物理性的差异来对比地质构造进行研究，以及对地下的矿产进行探测的一门技术科学。主要用到的测试仪器就是物探仪器，仪器应用是非常广泛的，主要适用于建筑工程、水电、交通、煤炭、石油、地质等许多领域，在资源与能源的发掘和探测、预测地质灾害、监测地球的环境污染等的很多方面都发挥了非常重要的作用。

2地球物理勘探中应用的新算法、新理论

（1）小波理论：小波理论的分析主要根据傅立叶理论分析，从而逐渐发展起来的一个新的理论分支，这种理论分支主要适和处理信号中差分方程数值解、数据压缩、成像、子波算法，以及一些把分辨率和信噪比提高的数据处理方法。

（2）神经网络理论：仿人脑思维的模拟计算。是通过样本资料的分析研究、学习，从而获得重要的参考数据，对未经处理的资料进行判断的理论。

（3）几何分形：主要是对自然界中不规则、不稳定和较常见现象的进行研究，揭示自然界中不同尺度的物体和现象之间存在的相似性，以及整体和局部的相似性。由此，可以通过局部信息对整体信息进行预测。

（4）混沌理论：这种理论的应用主要是在非线性系统的描述上，它与分形的理论联系很密切，他们之间也存在着分层次的基干尺度，在不同尺度之间也存在着标度律和相似性，同时，非均匀性以及差异性假设也存在。

（5）地理信息系统：这是一种计算机系统，主要的应用方式就是通过计算机硬件和软件的支持，对空间的数据进行输出、查询、管理、存储和采集，在地球物理勘探技术中应用地理信息系统的原理，能够将数据快速地输出、查询、分析，也是未来重要的发展方向。

3地球物理勘探技术在煤田资源开采中的应用

3.1地震折射勘探技术的应用

地震折射勘探技术的工作原理是指通过一系列的手段利用地震波的折射原理，将人工激发的地震波传导至地下，根据地震波在地下产生的折射情况分析其所遇见介质的类型、形态、性质以及结构等方面的信息。一般来说，该技术主要使用在速度高于上层速度的岩层。在实际的工作中，该技术也存在着一定的缺陷，容易受到勘探深度、地层结构以及地层速度等因素的影响。我国活鸡兔矿井是一个规模极大的现代化矿井，其岩层结构以及地质构造主要有三个方面的问题。其一，煤层的埋深较浅，上层覆盖有较薄的基岩，且有砂石的不均匀分布；其二，砂层中富含水分；其三，其第四系度的厚度差别巨大，其中还有古冲沟以及河道的分布。相关技术人员在对这些情况进行具体的了解和分析以后，使用地震折射勘探技术，对该地区进行了勘探。经过勘探之后，我们对该区域的古河道、古冲沟以及第四系地层的主要分布情况有了较为详尽的了解，对该区域内的基岩埋深以及潜水情况有极为详细的了解，通过对这些方面的了解，给开采工作的开展提供极大的便利。

3.2地震反射勘探技术

地震反射勘探技术多用于石油天然气、煤田等资源的勘探方面，其实际操作简单和使用效果较好，是较为常用的一种勘探技术。地震反射勘探技术的工作原理是依靠地震波的反射，通过观测大地以及人工地震波所产生的影响，分析地下岩层的性质以及形态等信息。此种技术也有很多缺点，比如获取地震反射有效信息的效率无法提升；在地层浅层的露头追踪方面效果不是很好，无法满足当前工作的需要等。

我国榆神矿区为例，来分析地震反射勘探技术的应用。榆神矿区地处榆林市北部的65公里处，进行地震反射勘探的位置在其东南部的边缘地带。在使用地震反射勘探技术以前，相关技术人员对该地区进行了实地考察，对地形等外在因素有了较为详细的了解。然后使用地震反射勘探技术对该区域进行勘探，取得了较好的成功。

（1）通过地震反射勘探技术的使用，技术人员对该地煤矿资源的埋深以及起伏状况有了较为详细的了解，经过对地质钻孔结果的对比分析，将误差成功的控制在了1.75%以下。（2）技术人员通过对煤层中反射波参数的综合分析，对该地区的煤层整体结构特征有了极为详细的了解，真分岔的实际位置也更加明确。（3）通过地震反射勘探技术的使用，相关技术人员得出了煤层厚度的具体示意图，而且精度极高。

3.3磁法、电法勘探技术的应用

磁法、电法勘探技术主要应用于确定煤层的自燃边界。在我国，很多煤田都存在着自燃问题，只是程度不同而已。但是这些自燃问题的存在，会对矿井的建设以及地质勘探有产生极大影响。

（1）磁法勘探技术。磁法勘探技术的工作原理是指对地下岩层一系列的异常活动进行勘探，观察勘探对象在磁性不同的情况下产生的磁异常，以此来分析该地区的地质情况以及煤炭资源的分布情况。

（2）电法勘探技术。电法勘探技术的工作原理是以地壳中不同岩石的导磁性、导电性等性质作为依据，分析电场中的分布规律以及其相应的时间特性等情况，通过这种方式能够快速有效的掌握该地的地质构造和矿床等情况。

4地球物理勘探的发展趋势

4.1新技术的应用使物探仪器功能显著增强，如采用超导新技术的超导磁力仪、超导重力仪等，其灵敏度、精确度和稳定性提高到一个新水平；“3s”（GIS，GPS，RS）技术的应用使地质工作者摆脱了人工测量定位和数据处理的繁重劳动；层析成像（CT）技术在地震勘探仪器中的应用，提高了地震勘探的分辨率和解释精度。

4.2物理勘探技术的发展更加的模块化、智能化、数字化，同时探测的精度也是越来越高，地球物理的探测技术的未来的发展趋势就是与计算机技术、自动化技术等相结合。总线技术的发展成为模块化、积木式和插卡式物探仪器的关键支撑技术。运用这些技术可以方便地实现多功能、多参数的自动测量，方便地组成结构紧凑的模块式物探仪器系统。代表着新一代物探技术的主要发展方向。

4.3集成化的计算机辅助测试技术和功能很强的应用软件，把测量仪器与测试技术的发展推向更高的层次。用户可以方便地实现所需要的测量系统，功能很强，反映了软件开发与硬件研制同时发展的趋势。

4.4运用功能性很强的软件以及集成化的计算机辅助测试技术，使测试技术与测量仪器向更高的层次发展，这种测量系统便于用户方便实现需要的内容，功能性也特别强，代表了硬件研制与软件开发的同步发展的一种趋势。

5结论

运用计算机技术、物理学、数学、电子学、系统科学、信息科学等许多学科的综合技术、方法和理论，对地球的各种物理信息进行勘探，直接获取信息，提高了地球物理探测的精度，地球物理勘探技术将与自动化技术和计算机技术相结合起来，成为发展的趋势。总而言之，地球物理勘探技术对煤炭资源的开发有着极其重要的作用。我们在应用地球物理勘探技术时，必须要对不同技术的特点以及其适用范围进行仔细的研究，然后再应用到实际的工程勘探中，确保各种技术在实际勘探工作中的效率和质量。

参考文献

[1]张晗.地球物理勘探技术的发展及应用研究[J].科技传播.2013（08）08-09

[2]王文瑞，马丽娜，何增等.浅析煤田的地球物理勘探技术[J].能源与节能，2013，（2）：41-42，61.