高宇平

（大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西大同037003）

1 引言

煤炭工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，目前煤炭在我國(guó)一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占50%左右，2020年我國(guó)原煤產(chǎn)量將達(dá)到40億t。我國(guó)煤礦開采地質(zhì)條件復(fù)雜，煤礦水害嚴(yán)重，嚴(yán)重制約了煤礦的安全生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)煤礦集約化安全高效開采前提是精準(zhǔn)探測(cè)煤礦地質(zhì)構(gòu)造和查明各類災(zāi)害因素，保障煤礦安全生產(chǎn)的當(dāng)務(wù)之急是進(jìn)行煤礦采區(qū)綜采工作面優(yōu)化布置和預(yù)防煤礦各類災(zāi)害事故的發(fā)生。采用有效的煤礦物探技術(shù)查明各類地質(zhì)構(gòu)造和水害發(fā)生因素是當(dāng)前煤礦地質(zhì)工作的必備手段。

從1954 年8 月中國(guó)第一支煤炭電法測(cè)量隊(duì)成立（煤炭部煤炭地質(zhì)司），到1992年中國(guó)煤礦第一支槽波地震隊(duì)（大同礦務(wù)局）成立，煤礦物探技術(shù)從科研單位走入勘探單位，并逐步邁入企業(yè)；國(guó)內(nèi)多位學(xué)者和煤礦現(xiàn)場(chǎng)物探工作者從不同的角度對(duì)我國(guó)煤礦物探技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了綜合分析和研究[1]。中國(guó)煤炭地質(zhì)總局方正(1994)等對(duì)我國(guó)煤炭物探從起步到90年代的發(fā)展歷史作了回顧，重點(diǎn)論述了煤炭測(cè)井技術(shù)、煤炭電磁法以及煤炭地震勘探的技術(shù)現(xiàn)狀與特點(diǎn)；左德坤、李天元等開始對(duì)煤礦井下物探研究，特別是開展了礦井槽波地震、無(wú)線電波坑道透視技術(shù)推廣應(yīng)用；劉天放、李志丹、楚紹良等對(duì)礦井物探技術(shù)進(jìn)行了分類和總結(jié)（1992）；張平松等(2002)對(duì)礦井巷道超前探測(cè)技術(shù)的方法原理與應(yīng)用情況進(jìn)行了總結(jié)；高宇平、李武俊等（1998)相繼開展了無(wú)線電波透視技術(shù)的研究，使其基礎(chǔ)理論不斷完善，新儀器、新裝備以及資料處理與解釋方法不斷進(jìn)步，特別是電磁波層析成像技術(shù)的運(yùn)用取得顯著地質(zhì)效果，成為各個(gè)礦區(qū)探明回采工作面內(nèi)陷落柱、斷層及煤層變薄帶的主要物探手段之一；中國(guó)煤炭地質(zhì)總局趙育臺(tái)(2003)回顧了新中國(guó)煤炭電法勘探從無(wú)到有的發(fā)展歷程，探討了煤炭電法勘探的市場(chǎng)需求與服務(wù)領(lǐng)域；謝和平等提出對(duì)深部巖層復(fù)雜構(gòu)造和誘發(fā)工程災(zāi)害源點(diǎn)的精細(xì)探測(cè)理論與技術(shù)，特別是煤礦在多場(chǎng)多相耦合作用下瓦斯、水、地溫、沖擊地壓等煤礦地質(zhì)災(zāi)害問題探查技術(shù)開發(fā)；中國(guó)煤炭科工集團(tuán)西安研究院韓德品等(2009)通過回顧礦井物探的發(fā)展歷程，分析總結(jié)了國(guó)內(nèi)外礦井物探技術(shù)的分類與特點(diǎn)、研究現(xiàn)狀與應(yīng)用成果；中國(guó)煤炭科工集團(tuán)西安研究院程建遠(yuǎn)和石顯新(2013)基于新時(shí)期煤炭物探與礦井物探技術(shù)的突出進(jìn)展，提出了以嵌入式地球物理服務(wù)為標(biāo)志的煤礦安全生產(chǎn)地質(zhì)保障模式，給出了加快我國(guó)煤田物探技術(shù)發(fā)展的對(duì)策與建議；岳建華等（2016）對(duì)中國(guó)煤炭電法勘探36年發(fā)展進(jìn)行了回顧；武強(qiáng)等（2018）已將多種有效煤礦物探方法列入《煤礦防治水細(xì)則》相關(guān)目錄；這些研究工作為煤礦物探技術(shù)的發(fā)展和更有效應(yīng)用、保證煤礦安全生產(chǎn)提供了保障。

2 煤礦物探技術(shù)分類

地球物理學(xué)是應(yīng)用物理學(xué)的方法來(lái)研究地球（從物理學(xué)的角度研究地球內(nèi)部及其周圍環(huán)境的科學(xué)）。分為固體地球物理學(xué)、大地測(cè)量學(xué)、空間物理學(xué)和大氣物理學(xué)。固體地球物理學(xué)包括：大地測(cè)量與重力測(cè)量、地震學(xué)、地磁學(xué)、地電學(xué)、地?zé)釋W(xué)、大地構(gòu)造物理學(xué)、地球年代學(xué)、宇宙地質(zhì)學(xué)和應(yīng)用(勘探)地球物理學(xué)。應(yīng)用地球物理（亦稱地球物理勘探，簡(jiǎn)稱物探）。

物探按空間分類包括：星遙感地球物理勘探、航空地球物理勘探、海洋地球物理勘探、地面地球物理勘探、鉆孔地球物理勘探（測(cè)井)、礦井地球物理勘探；按對(duì)象分類包括：石油地球物理勘探、煤田地球物理勘探、金屬與非金屬地球物理勘探、水文與工程地球物理勘探；按方法分類包括：重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、放射性勘探、地?zé)峥碧健?/p>

礦井地球物理勘探（簡(jiǎn)稱礦井物探）：是以研究煤層及其圍巖的某種物性（電性、彈性、密度、磁性及放射性等）為基礎(chǔ)，由于研究的物性不同，因而有不同的勘探方法。礦井物探方法多種多樣，主要有：

（1）電法類：礦井直流電法勘探，礦井瞬變電磁法勘探；無(wú)線電波透視法；礦井地質(zhì)雷達(dá)；音頻電透視。

（2）地震及聲波探測(cè)：槽波地震勘探；礦井瑞利波勘探；礦井巖體聲波探測(cè)等。

（3）其它物探方法： 巷道微重力測(cè)量；放射性勘探；紅外線遙測(cè)、溫度測(cè)量等。

礦井物探從施工場(chǎng)所分類為：地面物探和井下物探。

礦井地面物探主要方法有：三維地震勘探、面波勘探、直流電法（包括高密度電法）、瞬變電磁、CSAMT（可控源音頻大地電磁測(cè)深）等方法；礦井井下物探主要方法有：槽波地震、面波勘探、坑道無(wú)線電波透視、直流電法（包括高密度電法）、瞬變電磁、音頻電磁測(cè)深和透視、地溫測(cè)量等方法。

3 礦井地面物探

礦井地面物探主要解決采區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)和水害范圍探查工作。

3.1 采區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)

主要方法有：三維地震勘探、包括高密度電法、瞬變電磁、CSAMT（可控源音頻大地電磁測(cè)深）等方法。

數(shù)字礦山礦井地質(zhì)條件保障系統(tǒng)是以基礎(chǔ)地質(zhì)資料和物探成果綜合分析量化預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)先導(dǎo)，結(jié)合井下鉆探、巷探資料，同時(shí)依托龍軟等先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)地質(zhì)構(gòu)造，進(jìn)行綜采工作面的優(yōu)化布置，同時(shí)對(duì)影響生產(chǎn)的各類地質(zhì)災(zāi)害制定有效的治理措施，實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)全過程地質(zhì)工作的動(dòng)態(tài)管理。因此采區(qū)范圍內(nèi)綜合物探技術(shù)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的精準(zhǔn)探測(cè)是重中之重。

采區(qū)三維地震勘探：就是利用人工激發(fā)的地震波在地下傳播過程中遇到不同波阻抗差異地質(zhì)體界面反射后，根據(jù)反射波在能量、速度、頻率的變化不同，來(lái)探測(cè)地質(zhì)異常體。該方法具有對(duì)目標(biāo)體橫向、垂向分辨率高，地質(zhì)體定性、定量、定位準(zhǔn)的特點(diǎn)，是目前探查地質(zhì)小構(gòu)造、小窯采空區(qū)的首選方法。

特別是針對(duì)大同煤田兩紀(jì)煤田上部侏羅紀(jì)小窯采空破壞嚴(yán)重，對(duì)下部石炭紀(jì)煤田地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)影響嚴(yán)重的特點(diǎn)，通過多年科研攻關(guān)和實(shí)踐同煤集團(tuán)和多家科研及施工單位，成功實(shí)現(xiàn)了上覆多層采空區(qū)下的下伏煤層地質(zhì)構(gòu)造的精準(zhǔn)探測(cè)。目前同煤集團(tuán)在多個(gè)千萬(wàn)噸級(jí)礦井建設(shè)和生產(chǎn)期間采用三維地震為主的綜合物探技術(shù)取得了良好探測(cè)效果；馬道頭礦井在建設(shè)期間結(jié)合，縮短了礦井建設(shè)周期2年完成建井，實(shí)現(xiàn)當(dāng)年投產(chǎn)當(dāng)年達(dá)產(chǎn)的同煤速度；潘家窯礦井結(jié)合三維地震資料及時(shí)修改礦井設(shè)計(jì),為礦井建設(shè)提供了準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。

三維地震勘探要求施工單位設(shè)備精良、技術(shù)人員業(yè)務(wù)精、專業(yè)化水平高；存在問題是：施工隊(duì)伍龐大、隱患排查費(fèi)用高、施工隊(duì)伍素質(zhì)、環(huán)境影響大、施工周期長(zhǎng)等因素。

圖1 馬道頭礦二盤區(qū)三維地震探測(cè)振幅屬性圖

圖2 馬道頭礦二盤區(qū)三維地震探測(cè)DF27斷層時(shí)間剖面圖

圖3 云岡礦11#層311盤區(qū)三維地震探測(cè)小窯采空區(qū)采區(qū)CSAMT（可控源音頻大地電磁測(cè)深）探測(cè)

可控源音頻大地電磁法（CSAMT）：采用可控音頻人工場(chǎng)源，分頻探測(cè)地下不同深度地質(zhì)目標(biāo)體感應(yīng)電磁場(chǎng)變化特征來(lái)探測(cè)地質(zhì)異常體。目前實(shí)際主要應(yīng)用電性源可控源音頻大地電磁測(cè)深法。該方法具有勘探深度大、抗干擾能力強(qiáng)、垂向分辨率高的優(yōu)點(diǎn)，是煤礦井田基地構(gòu)造、含水巖溶體、含水構(gòu)造探測(cè)的有效方法之一。

缺點(diǎn)是施工復(fù)雜，效率低，目標(biāo)體橫向分辨率低。

圖4 塔山礦二盤區(qū)CSAMT探測(cè)陷落柱

圖5 CSAMT探測(cè)十里河斷層

采用直流電法（高密度電法等）探測(cè)采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和小窯采空區(qū)：

機(jī)理是利用供給大地直流電場(chǎng)因探測(cè)目標(biāo)體影響產(chǎn)生發(fā)生畸變，來(lái)識(shí)別地質(zhì)異常，對(duì)高阻異常體敏感。如：各類高阻巖體、采空區(qū)等。該方法具有施工效率高、隱患排查速度快、對(duì)目標(biāo)體垂向分辨率高的特點(diǎn)，是目前工程地質(zhì)探查小窯采空區(qū)的首選方法。

存在問題是：野外地形影響大、探測(cè)深度淺等。

圖6 馬脊梁液壓車間高密度探測(cè)小窯采空區(qū)6線斷面圖

3.2 采區(qū)范圍內(nèi)的采空積水區(qū)探測(cè)

瞬變電磁法：又稱時(shí)間域電磁法，是交流電法勘探技術(shù)之一。機(jī)理是利用大地或探測(cè)目標(biāo)體內(nèi)部產(chǎn)生感生的二次渦流，來(lái)識(shí)別地質(zhì)異常，主要尋找低阻異常體。如：金屬礦、含水體等。該方法具有野外地形影響小、施工效率高、隱患排查速度快的特點(diǎn)，是目前探查小窯采空積水區(qū)的首選方法。

存在問題是：淺部探測(cè)區(qū)存在盲區(qū)，對(duì)目標(biāo)體垂向分辨率差。

圖7 四臺(tái)礦410盤區(qū)瞬變電磁探測(cè)小窯采空積水區(qū)

4 礦井井下物探

井下物探由于儀器防爆要求，通常功率較小，探測(cè)長(zhǎng)度有限，但是井下物探有著探測(cè)距離近、體積效應(yīng)小，異常體探測(cè)精度高的特點(diǎn)。井下由于在全空間條件下開展探測(cè)工作，通常要考慮全空間效應(yīng)，即探測(cè)工作要考慮煤層頂?shù)装寮白笥铱臻g地質(zhì)體影響，只有排除其它方向異?？赡苄曰A(chǔ)上，才能確定地質(zhì)異常體具體規(guī)模和位置。比如，中煤王家?guī)X煤礦水患事故中，由于沒有考慮電場(chǎng)全空間影響，造成誤判，導(dǎo)致水患事故發(fā)生。結(jié)合全空間思想，同煤集團(tuán)下發(fā)了《坑道無(wú)線電波透視操作規(guī)程》、《礦井電法超前探操作規(guī)程》。

4.1 礦井瞬變電磁法

與地面瞬變電磁方法一樣，機(jī)理也是利用大地或探測(cè)目標(biāo)體內(nèi)部產(chǎn)生感生的二次渦流，來(lái)識(shí)別地質(zhì)異常，主要尋找低阻異常體。如：金屬礦、含水體等。該方法在井下具有施工效率高、隱患排查速度快的特點(diǎn)，是目前有掘必探物探工作有效方法之一，也可以探測(cè)底板奧灰水富水情況。存在問題是：0 到十幾米存在探測(cè)區(qū)盲區(qū)，受井下電器設(shè)備、金屬支護(hù)影響較大，對(duì)目標(biāo)體垂向分辨率差。

圖8 馬脊梁礦井下超前瞬變電磁探測(cè)小窯采空積水區(qū)

存在問題：礦井瞬變電磁法的正-反演方法研究滯后，巷道影響與全空間效應(yīng)問題沒有得到有效解決，空間指向性好沒有理論依據(jù)；多匝重疊小回線裝置視電阻率計(jì)算仍然存在問題；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單理論依據(jù)不足；在儀器研發(fā)方面，國(guó)內(nèi)很多廠家瞬變電磁儀的研制與國(guó)外儀器相比，工藝與性能穩(wěn)定性等方面仍有很大差距。

4.2 礦井井下直流電法

機(jī)理是利用供給大地直流電場(chǎng)因探測(cè)目標(biāo)體影響產(chǎn)生發(fā)生畸變，來(lái)識(shí)別地質(zhì)異常，對(duì)高阻異常體敏感。如：各類高阻巖體、采空區(qū)等。該方法具有施工效率高、隱患排查速度快、對(duì)目標(biāo)體距離確定準(zhǔn)確的特點(diǎn)，是目前有掘必探、頂上方和底板下方含水構(gòu)造、采空區(qū)有效探測(cè)方法。

存在問題是：井下工作量相對(duì)較大、探測(cè)深度淺，工作效率低等。

圖9 樹兒里礦井下超前直流電法探測(cè)小窯采空積水

4.3 礦井槽波地震

利用僅在煤層中激發(fā)和傳播并在煤層中接收的一種地震導(dǎo)波對(duì)不同地質(zhì)異常體衰減特性來(lái)查明地質(zhì)小構(gòu)造。主要用于采區(qū)和綜采工作面地質(zhì)小構(gòu)造的探測(cè)。

圖10 忻州窯礦井下東二盤區(qū)槽波地震探測(cè)斷層

該方法具有對(duì)目標(biāo)體距離確定準(zhǔn)確的特點(diǎn)，是采區(qū)、工作面小構(gòu)造有效探測(cè)方法。目前TSP 超前探測(cè)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于公路、鐵路隧道超前探測(cè)工作中，取得了一定效果，但在煤礦中應(yīng)用還存在很多問題；利用槽波技術(shù)結(jié)合體波數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合勘探相信一定能夠取得突破性進(jìn)展。

存在問題是：施工效率低、隱患排查速度慢、井下工作量相對(duì)較大等。

目前制約槽波地震勘探工作因素較多急需進(jìn)行技術(shù)裝備和方法進(jìn)步：

（1）震源：由于煤礦安全形式日益嚴(yán)峻，火工品管理更加嚴(yán)格，地震勘探專用雷管、炸藥使用十分不便，特別是煤礦機(jī)械化程度不斷提高，雷管、炸藥使用量逐步減少，因此迫切需要研制專門非爆炸震源（如機(jī)械振動(dòng)震源等），做到安全、高效、輕便、實(shí)用。

（2）通訊：由于目前儀器道數(shù)不斷加大，儀器系統(tǒng)更加復(fù)雜，施工時(shí)儀器間通訊、人員間通訊更加復(fù)雜困難，為了提高效率應(yīng)開發(fā)適合煤礦井下條件的通訊系統(tǒng)，與煤礦以太網(wǎng)做到實(shí)時(shí)聯(lián)接，提高工作效率。

（3）數(shù)據(jù)處理解釋系統(tǒng)：開發(fā)適合煤礦井下實(shí)時(shí)處理解釋系統(tǒng)，提高工作效率。

（4）結(jié)合體波進(jìn)行綜合性勘探解釋：透射時(shí)可利用縱波初至進(jìn)行彈性波CT成像、橫波彈性模量計(jì)算了解圍巖視密程度等。

（5）利用槽波技術(shù)進(jìn)行超前探測(cè)。

4.4 礦井井下無(wú)線電波坑道透視

由工作面一條巷道發(fā)射電磁波，另一條巷道接收，由于各種巖石電性的不同，低阻巖層對(duì)電磁波具有較強(qiáng)的吸收作用，產(chǎn)生陰影異常，從而探測(cè)出各類構(gòu)造和煤層變化情況。

圖11 云岡礦12＃層410盤區(qū)81003工作面探測(cè)陷落柱

該方法具有施工效率高、隱患排查速度快、對(duì)目標(biāo)體距離確定準(zhǔn)確的特點(diǎn)，是目前綜采工作面下構(gòu)造有效探測(cè)方法。

存在問題是：井下電器干擾較大、探測(cè)精度有待提高等。

4.5 礦井井下直流電透視法

直流電透視法與井下電磁波坑道間透視法(坑透法)類似，它把供電電極和測(cè)量電極分別布置在采煤工作面兩相鄰巷道中，采用直流供電，研究?jī)上锏篱g工作面內(nèi)的電場(chǎng)變化規(guī)律，探測(cè)工作面內(nèi)部及其頂?shù)變?nèi)的含水、導(dǎo)水構(gòu)造異常。常用的直流電透視裝置形式如圖12所示。

圖12 棗莊礦7507工作面直流電透視CT圖

該方法具有施工簡(jiǎn)單、隱患排查速度快、對(duì)目標(biāo)體距離確定準(zhǔn)確的特點(diǎn)，是目前綜采工作面底板下構(gòu)造有效探測(cè)方法。

存在問題是：井下電器干擾較大、施工效率低等。

4.6 礦井井下地溫測(cè)量

地下不同深度地層隨著深度增加地溫按照一定梯度增加，因此測(cè)量井下涌水點(diǎn)的溫度與已知礦井區(qū)域地溫梯度值對(duì)比，可以判斷井下涌水點(diǎn)水源深度，從而確定涌水點(diǎn)水源性質(zhì)，為煤礦防治水提供可靠依據(jù)。

塔山8228 工作面奧灰突水工作面出水點(diǎn)水溫29℃，高于煤層地溫梯度22℃值，因此初步判斷為奧灰突水，結(jié)合水文孔水位降深達(dá)39 m，確定奧灰突水，由于制定搶險(xiǎn)方案科學(xué)合理，搶險(xiǎn)及時(shí)有效，避免了礦井重大水害事故發(fā)生。

該方法簡(jiǎn)單實(shí)用，結(jié)合其它方法可以準(zhǔn)確用于搶險(xiǎn)救災(zāi)和日常安全管理工作中。

圖13 塔山礦3-5#煤層等溫線圖

多年來(lái)，同煤集團(tuán)通過不斷的試驗(yàn)與推廣應(yīng)用，煤礦物探技術(shù)有了長(zhǎng)足進(jìn)步，也為煤礦安全生產(chǎn)提供了保障，在地面應(yīng)用三維地震、CSAMT、瞬變電磁等技術(shù)解決了許多安全生產(chǎn)急需解決的難題，在井下無(wú)線電波坑道透視、槽波地震、直流電法等也取得了良好的探測(cè)效果，保證了煤礦安全生產(chǎn)。

5 煤礦礦井物探目前存在問題

一是礦井物探技術(shù)正處于推廣應(yīng)用期間，許多理論問題需要完善，如槽波地震，現(xiàn)在瑞利波理論研究尚不成熟，而現(xiàn)場(chǎng)施工又不符合拉夫波勘探原理，數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單，因而解釋成果與現(xiàn)場(chǎng)揭露情況出入較大，是目前制約槽波地震應(yīng)用的主要因素；超前瞬變電磁理論尚需進(jìn)一步完善，目前無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)工作需要；二是由于防爆要求，許多物探設(shè)備在煤礦應(yīng)用受到限制，造成探測(cè)距離有限，或精度無(wú)法滿足各種探測(cè)目的要求；三是煤礦物探技術(shù)數(shù)據(jù)處理軟件相對(duì)不成熟，沒有形成系列化、標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理時(shí)間長(zhǎng)，效率低；四是煤礦工作環(huán)境惡劣，物探工作者勞動(dòng)強(qiáng)度大，儀器適應(yīng)性差，無(wú)法滿足煤礦急需的快速、高效、精準(zhǔn)探測(cè)需要。

同時(shí)煤礦物探技術(shù)由于各種原因造成準(zhǔn)確率低的問題，當(dāng)部分專家學(xué)者認(rèn)為目前的煤礦物探技術(shù)有效率達(dá)70%時(shí)，卻與煤礦現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)不足20%的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)形成鮮明的反差，用“三個(gè)先生”來(lái)形容，可以很形象的說明這種現(xiàn)象，即：“風(fēng)水先生”、“東郭先生”、“物探先生”；由于煤礦現(xiàn)場(chǎng)物探專業(yè)人員匱乏，許多不懂物探、甚至是披著專業(yè)教授外衣的“風(fēng)水先生”通過各種渠道，大行欺騙之道，更有通過種種腐敗手段占有煤礦物探市場(chǎng)，可想而知根本不可能使煤礦物探有效解決問題；還有部分物探工作者不求甚解的“東郭先生”，現(xiàn)場(chǎng)不嚴(yán)格把關(guān)，不了解煤礦現(xiàn)場(chǎng)隨意處理與解釋，根本不能得到有效的探測(cè)效果；僅剩少部分專業(yè)素質(zhì)高，責(zé)任心強(qiáng)的“物探先生”，通過認(rèn)真把關(guān)、結(jié)合煤礦現(xiàn)場(chǎng)，得出符合客觀實(shí)際的探測(cè)結(jié)果，有效率達(dá)才能70%；總體算來(lái)與現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)比較相符。可見加強(qiáng)煤礦現(xiàn)場(chǎng)對(duì)物探施工隊(duì)伍甄別，建立“黑名單”制，驅(qū)除“劣幣”，十分必要，否者只剩下“劣幣驅(qū)良幣”；更需要煤礦本身加強(qiáng)廉政教育，嚴(yán)懲腐敗，杜絕“風(fēng)水先生”和“東郭先生”的進(jìn)入，保證有效的物探技術(shù)應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)。

6 煤礦物探技術(shù)展望

6.1 提高從業(yè)人員素質(zhì)

煤礦物探是一門專業(yè)性極強(qiáng)技術(shù)工作，要求從業(yè)人員有極高的專業(yè)知識(shí)、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度、吃苦耐勞的工作作風(fēng)、鍥而不舍的鉆研韌性，求真務(wù)實(shí)的敬業(yè)精神，只有這樣才能當(dāng)好“物探先生”，使煤礦物探技術(shù)更好地服務(wù)煤礦安全生產(chǎn)。

煤礦要加大企業(yè)地質(zhì)技術(shù)人員的煤礦物探技術(shù)知識(shí)培訓(xùn)，提高地質(zhì)技術(shù)人員物探專業(yè)水平；制定完善的管理規(guī)定，杜絕“風(fēng)水先生”和“東郭先生”參與煤礦安全生產(chǎn)工作，整體提高企業(yè)地質(zhì)從業(yè)人員物探技術(shù)水平；同時(shí)要加大廉政建設(shè)，嚴(yán)懲腐敗滋生帶來(lái)劣質(zhì)物探工程的管理者。

6.2 提高企業(yè)科技創(chuàng)新能力

二十一世紀(jì)是科技創(chuàng)新爆發(fā)式發(fā)展的新時(shí)代，大數(shù)據(jù)、人工智能給煤礦物探技術(shù)發(fā)展帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇；一方面煤礦物探勘探的技術(shù)發(fā)展離不開煤礦安全生產(chǎn)的實(shí)際需求，也促使煤礦物探需結(jié)合自身特有的方法和技術(shù)體系要加大與科研單位和院校的協(xié)作，以煤礦急需的物探課題為主導(dǎo)，加大科研經(jīng)費(fèi)投入，鼓勵(lì)企業(yè)物探技術(shù)人員開展現(xiàn)場(chǎng)新技術(shù)推廣應(yīng)用工作。

課題1：

大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)應(yīng)用將是煤礦物探提高工作效率和準(zhǔn)確性的有效途徑，研制大批國(guó)產(chǎn)化、自動(dòng)化、智能化、輕便化的具有人工智能和大數(shù)據(jù)交換的物探設(shè)備和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，把物探技術(shù)人員從危險(xiǎn)、繁重的井下一線體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，使他們有更多的時(shí)間和經(jīng)歷用于復(fù)雜的分析、處理和解釋工作中，做到快速、及時(shí)、準(zhǔn)確地探測(cè)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)地質(zhì)構(gòu)造和各類災(zāi)害，保證煤礦安全生產(chǎn)；

課題2：

建立探測(cè)與監(jiān)測(cè)并舉的新型煤礦物探體系，把以往的單純探測(cè)工作向安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)工作靠攏，以礦山物聯(lián)網(wǎng)裝備為基礎(chǔ)，井上、下聯(lián)合（各類物探傳感器提前埋置于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)），建立地下水實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，有效預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)煤礦突水事故的發(fā)生，建立瓦斯以及頂?shù)装迤茐挠嘘P(guān)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在煤礦安全生產(chǎn)全過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，提高煤礦對(duì)各類災(zāi)害的預(yù)警和防范。

課題3：

提高煤礦電法技術(shù)研究水平，加大理論研究力度，特別是井下全空間理論研究；建立地面多通道電磁法勘探系統(tǒng)、礦井多分量瞬變電磁法、礦井矢量電阻率法、地面-巷道、井-地電阻率法與瞬變電磁法的研究，提高煤礦電法勘探的探測(cè)精度；將二代小波變換、濾波處理、求梯度或曲面磨光以及瞬變電磁信號(hào)的擬地震波場(chǎng)處理等技術(shù)應(yīng)用到煤礦電法勘探的數(shù)據(jù)處理中，有效壓制各類干擾，突出異常；研究與工程有關(guān)的露天煤礦老窯采空區(qū)探測(cè)、剝離層結(jié)構(gòu)探測(cè)、軟巖巷道圍巖結(jié)構(gòu)探測(cè)；研究與環(huán)境有關(guān)的生態(tài)脆弱區(qū)環(huán)境承載力評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境(土壤和地下水系統(tǒng))、修復(fù)與評(píng)價(jià)。

課題4：

深入研究無(wú)線電波坑道透視技術(shù)，以相位應(yīng)用為突破口，在傳統(tǒng)振幅特性應(yīng)用基礎(chǔ)上，采用多頻點(diǎn)、不同相位特征綜合分析，提高探測(cè)工作面內(nèi)地質(zhì)異常體與煤層變薄帶的解釋精度。

課題5：

深入研究礦井槽波地震技術(shù)，震源方面：由于煤礦安全形式日益嚴(yán)峻，火工品管理更加嚴(yán)格，地震勘探專用雷管、炸藥使用十分不便，特別是煤礦機(jī)械化程度不斷提高雷管、炸藥使用量逐步減少，因此迫切需要研制專門非爆炸震源，做到安全、高效、輕便、實(shí)用；通訊方面：由于目前儀器道數(shù)不斷加大，儀器系統(tǒng)更加復(fù)雜，施工時(shí)儀器間通訊、人員間通訊更加復(fù)雜困難，為了提高效率應(yīng)開發(fā)適合煤礦井下條件的通訊系統(tǒng)，與煤礦乙太網(wǎng)做到實(shí)時(shí)聯(lián)接，提高工作效率；數(shù)據(jù)處理解釋系統(tǒng)方面：開發(fā)適合煤礦井下實(shí)時(shí)處理解釋系統(tǒng)，提高工作效率；結(jié)合體波進(jìn)行綜合性勘探解釋，如透射時(shí)可利用縱波初至進(jìn)行彈性波CT成像、橫波彈性模量計(jì)算了解圍巖致密程度等；利用槽波技術(shù)進(jìn)行超前探測(cè)，目前TSP 超前探測(cè)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于公路、鐵路隧道超前探測(cè)工作中，取得了一定效果，但在煤礦中應(yīng)用還存在很多問題；利用槽波技術(shù)結(jié)合體波數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合勘探相信一定能夠取得突破性進(jìn)展。

課題6：

加強(qiáng)有掘必探物探工作研究水平，以鉆孔物探技術(shù)應(yīng)用為突破口，采用綜合勘探技術(shù)：直流電法、瞬變電磁、聲波等新型技術(shù)解決超前探測(cè)難題；有效探測(cè)出老空水、灰?guī)r水和砂巖裂隙水等主要水害水源。

課題7：

加強(qiáng)煤礦三維地震技術(shù)研究，特別是大同雙紀(jì)煤田，上部侏羅紀(jì)多層采空區(qū)下石炭紀(jì)煤田各類地質(zhì)構(gòu)造的精細(xì)探測(cè)，以三維三分量技術(shù)、多波應(yīng)用研究為突破口，采用全方位、大偏移距、高覆蓋次數(shù)以及多處理手段開展三維地震工作，更好地服務(wù)于煤礦安全生產(chǎn)。

總之，煤礦物探技術(shù)發(fā)展方興未艾，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展、大數(shù)據(jù)、人工智能應(yīng)用，通過煤礦“物探先生”們的不懈努力，煤礦物探技術(shù)應(yīng)用的春天一定會(huì)到來(lái)，煤礦安全技術(shù)水平將會(huì)有質(zhì)地提升。