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【摘要】综合矿井物探技术在陷落柱的探测工作中起到至关重要的作用，能在一定上确保煤层的连续性。本文将对综合矿井物探技术加以详尽的分析，并分析综合矿井物探技术在探测陷落柱中的应用。
【关键词】综合矿井物探技术；陷落柱；应用
在煤矿开采工作中，陷落柱是一种比较常见的具有一定灾害性质的地质异常体，这种地质异常体会影响煤层的连续性，并有造成矿井水患的可能，这给矿井工作造成了很大的安全隐患。为了在最大程度上避免陷落柱给煤矿带来的损失，一定要重视总结分析陷落柱的发展规律，这样才能给用综合矿井物探技术对其进行探测工作提供科学准确的依据。
1.无线电波透视方法的工作原理
一般情况下，低阻岩层对电磁波能量的吸收能力是最强的，电磁波在岩层中前进时遇上断裂的构造时，会在这个断裂结构出现的界面上出现反射和折射，这样的反射和折射会大大减少电磁波的能量。由此可见，矿井中工作的设备发出的电磁波，在传播过程中如果碰到陷落柱这些有灾害性质的构造，其能量就会被这些构造吸收大半，导致电磁波的能量不能全部到达接收端，形成透视的异常区。
煤层中，任意一点的电磁波的场强计算公式为 E = E0（ e-BC/r ） sinH，其中的E表示介质中某点的场强实际测量数值，E0能够决定发射功率和周围介质的初始辐射场强，r表示的是发射机器与接收机器之间的距离，B是表示工作频率、介质电阻率以及相关常数的介质吸收系数，H是观测点方向间和天向轴线之间的夹角。这样显而易见，r和B的变化会直接引起B值的变化，而B值在射线路径上出现的变化，是E值出現反常变化的关键原因：B=X LE#1/ 2{ [ 1+R2/ （X2E2） ]1/2- 1}。根据这个公式可以得知，当（ X= 2Pf ）时，B值表示的是煤炭或者岩石的相关常数的关联函数。但是因为煤层顶端岩石的介电常数和煤层低端的介电常数相差数值比较大，而导磁率相差的比较小，所以电磁波射线在煤层和岩石层交汇的地方穿行的时候，我们会发现B与E值变化比较显著。
2.矿井瞬变电磁方法的技术原理
这种矿井瞬变电磁方法，不接地回线和电极，直接向地下发出脉冲式电波，这种探测技术是一种非接触性的探测技术。一般情况中，采掘空间断面的面积和发射以及接收的回线边长的长度确定之后，仍然可以增大发射的功率，并增加接受回线的线路匝数来使二次场信号的强度增强，来达到增大垂直方向上的勘探深度的目的。
还有一种情况是电导率和磁导率都比较稳定的时候，电流也是比较稳定的，这样周围的磁场也是相对稳定的。那么这个时候如果突然断电，磁场肯定会马上消失不见。而这种磁场的变化，会通过回线周围的导电介质传回回线旁的岩层之中，这时候岩层中也会出现感应电流，也只有这样才能保证在突然断电的情况下，周围的磁场不会马上消失。但是由于介质的欧姆消耗了一些，所以这个感应电流还是会有减弱的情况，然后会产生新的涡流。只不过后来产生的涡流强度肯定是更弱的，如此往复，一直到岩层中的欧姆消耗殆尽。
因为煤系地层的沉积序列排列清晰有序，因此原生地层中，横向的导电性基本一样，不会出现什么变化，而其垂直方向上的变化则表现的十分规律。当原生地层的地层构造出现破碎时，若构造中有水就会有比较好的导电性。可以见得，在煤层底板岩层中出现内断层或者裂缝以及陷落柱时，不管其中是否含水，地层横向和纵向在电性方面的固有规律都会被打破，从而失去矿井瞬变电磁法探测的良好的地质条件。
3.实例分析
某个煤矿的工作区域长度为八百二十米，宽度为一百四十米。岩层的倾斜角度小于十度。这个煤矿的存在通常情况下来说是比较稳定的，主要以碎状的煤块为主。当工作面上的挖掘任务结束之后，会出现因为工作面上切眼较大的含水构造没有掘开而出现异常的情况，煤层的上部分会出水，接着巷道内会出现面积较大的水。这样的情况下，我们能采用的办法是无线电波透视方法和矿井瞬变电磁方法，这两种方法要结合使用，重点检查出水的位置。
工作中可以用无线电磁波透视方法进行探测，结合利用矿井瞬变电磁法，能准确的确定含水位置。而用矿井瞬变电磁方法布置测量位置的同时，还要从工作面风巷之间的各个辅助巷道来着手。工作中使用的装置可以使用两米乘以两米的相互重叠的回线这样的设备，不要忽视让其尽可能靠近工作面的侧面。对该区域的地质异常情况反映来说，无线电磁波透视法和矿井瞬变电磁方法大体上都是一样的，根据已知的参考资料中，异常区域通常被解释为陷落柱构造。为了更准确掌握异常区域的面积大小及其特征，井下的巷道之内在不同的位置应该设置五个钻孔，然后综合分数钻孔的出水位置以及岩石芯的取样情况，最后总结出含水异常体是一个半径是四十米的陷落柱，其发育位置是辅助轨道下山巷道的距离大约五十米位置。这个钻探的结果和采用矿井瞬变电磁方法以及无线电磁波透视方法的勘探结果完全能够吻合。
结束语：
在实际工作中，我们能够看出，矿井物探技术的探测能力比较强，工作效率比较高，应用成本也是比较低的，因为这些特点，这种技术在井下陷落柱的探测工作中得到了越来越多的运用。在当前的技术水平上看来，工作中还要多使用高效的综合探测技术，从而将测量中出现的误差减小。与此同时，还要在工作中不断积累经验教训，不断摸索最高效正确的方法，总结其规律，最大程度上提高物探工作的准确性。除此之外，物探技术在探测工作中要结合地质钻探等工作资料，综合分析这样才能获得最好的成果，更好的满足煤矿的安全生产。
参考文献：
[1]于景邨，刘志新，刘树才，汤金云.深部采场突水构造矿井瞬变电磁法探查理论及应用[J].煤炭学报.2007，（08）.
[2]刘斌，李术才，李树忱，聂利超，钟世航，宋杰，刘征宇.隧道含水构造电阻率法超前探测正演模拟与应用[J].吉林大学学报（地球科学版）.2012，（01）.
[3]李庆忠.石油物探领域的创新意识与求实精神——为庆祝我国物探事业光辉的六十年有感而发[J].石油地球物理勘探.2011，（06）.
【关键词】综合矿井物探技术；陷落柱；应用
在煤矿开采工作中，陷落柱是一种比较常见的具有一定灾害性质的地质异常体，这种地质异常体会影响煤层的连续性，并有造成矿井水患的可能，这给矿井工作造成了很大的安全隐患。为了在最大程度上避免陷落柱给煤矿带来的损失，一定要重视总结分析陷落柱的发展规律，这样才能给用综合矿井物探技术对其进行探测工作提供科学准确的依据。
1.无线电波透视方法的工作原理
一般情况下，低阻岩层对电磁波能量的吸收能力是最强的，电磁波在岩层中前进时遇上断裂的构造时，会在这个断裂结构出现的界面上出现反射和折射，这样的反射和折射会大大减少电磁波的能量。由此可见，矿井中工作的设备发出的电磁波，在传播过程中如果碰到陷落柱这些有灾害性质的构造，其能量就会被这些构造吸收大半，导致电磁波的能量不能全部到达接收端，形成透视的异常区。
煤层中，任意一点的电磁波的场强计算公式为 E = E0（ e-BC/r ） sinH，其中的E表示介质中某点的场强实际测量数值，E0能够决定发射功率和周围介质的初始辐射场强，r表示的是发射机器与接收机器之间的距离，B是表示工作频率、介质电阻率以及相关常数的介质吸收系数，H是观测点方向间和天向轴线之间的夹角。这样显而易见，r和B的变化会直接引起B值的变化，而B值在射线路径上出现的变化，是E值出現反常变化的关键原因：B=X LE#1/ 2{ [ 1+R2/ （X2E2） ]1/2- 1}。根据这个公式可以得知，当（ X= 2Pf ）时，B值表示的是煤炭或者岩石的相关常数的关联函数。但是因为煤层顶端岩石的介电常数和煤层低端的介电常数相差数值比较大，而导磁率相差的比较小，所以电磁波射线在煤层和岩石层交汇的地方穿行的时候，我们会发现B与E值变化比较显著。
2.矿井瞬变电磁方法的技术原理
这种矿井瞬变电磁方法，不接地回线和电极，直接向地下发出脉冲式电波，这种探测技术是一种非接触性的探测技术。一般情况中，采掘空间断面的面积和发射以及接收的回线边长的长度确定之后，仍然可以增大发射的功率，并增加接受回线的线路匝数来使二次场信号的强度增强，来达到增大垂直方向上的勘探深度的目的。
还有一种情况是电导率和磁导率都比较稳定的时候，电流也是比较稳定的，这样周围的磁场也是相对稳定的。那么这个时候如果突然断电，磁场肯定会马上消失不见。而这种磁场的变化，会通过回线周围的导电介质传回回线旁的岩层之中，这时候岩层中也会出现感应电流，也只有这样才能保证在突然断电的情况下，周围的磁场不会马上消失。但是由于介质的欧姆消耗了一些，所以这个感应电流还是会有减弱的情况，然后会产生新的涡流。只不过后来产生的涡流强度肯定是更弱的，如此往复，一直到岩层中的欧姆消耗殆尽。
因为煤系地层的沉积序列排列清晰有序，因此原生地层中，横向的导电性基本一样，不会出现什么变化，而其垂直方向上的变化则表现的十分规律。当原生地层的地层构造出现破碎时，若构造中有水就会有比较好的导电性。可以见得，在煤层底板岩层中出现内断层或者裂缝以及陷落柱时，不管其中是否含水，地层横向和纵向在电性方面的固有规律都会被打破，从而失去矿井瞬变电磁法探测的良好的地质条件。
3.实例分析
某个煤矿的工作区域长度为八百二十米，宽度为一百四十米。岩层的倾斜角度小于十度。这个煤矿的存在通常情况下来说是比较稳定的，主要以碎状的煤块为主。当工作面上的挖掘任务结束之后，会出现因为工作面上切眼较大的含水构造没有掘开而出现异常的情况，煤层的上部分会出水，接着巷道内会出现面积较大的水。这样的情况下，我们能采用的办法是无线电波透视方法和矿井瞬变电磁方法，这两种方法要结合使用，重点检查出水的位置。
工作中可以用无线电磁波透视方法进行探测，结合利用矿井瞬变电磁法，能准确的确定含水位置。而用矿井瞬变电磁方法布置测量位置的同时，还要从工作面风巷之间的各个辅助巷道来着手。工作中使用的装置可以使用两米乘以两米的相互重叠的回线这样的设备，不要忽视让其尽可能靠近工作面的侧面。对该区域的地质异常情况反映来说，无线电磁波透视法和矿井瞬变电磁方法大体上都是一样的，根据已知的参考资料中，异常区域通常被解释为陷落柱构造。为了更准确掌握异常区域的面积大小及其特征，井下的巷道之内在不同的位置应该设置五个钻孔，然后综合分数钻孔的出水位置以及岩石芯的取样情况，最后总结出含水异常体是一个半径是四十米的陷落柱，其发育位置是辅助轨道下山巷道的距离大约五十米位置。这个钻探的结果和采用矿井瞬变电磁方法以及无线电磁波透视方法的勘探结果完全能够吻合。
结束语：
在实际工作中，我们能够看出，矿井物探技术的探测能力比较强，工作效率比较高，应用成本也是比较低的，因为这些特点，这种技术在井下陷落柱的探测工作中得到了越来越多的运用。在当前的技术水平上看来，工作中还要多使用高效的综合探测技术，从而将测量中出现的误差减小。与此同时，还要在工作中不断积累经验教训，不断摸索最高效正确的方法，总结其规律，最大程度上提高物探工作的准确性。除此之外，物探技术在探测工作中要结合地质钻探等工作资料，综合分析这样才能获得最好的成果，更好的满足煤矿的安全生产。
参考文献：
[1]于景邨，刘志新，刘树才，汤金云.深部采场突水构造矿井瞬变电磁法探查理论及应用[J].煤炭学报.2007，（08）.
[2]刘斌，李术才，李树忱，聂利超，钟世航，宋杰，刘征宇.隧道含水构造电阻率法超前探测正演模拟与应用[J].吉林大学学报（地球科学版）.2012，（01）.
[3]李庆忠.石油物探领域的创新意识与求实精神——为庆祝我国物探事业光辉的六十年有感而发[J].石油地球物理勘探.2011，（06）.