一、井下隐蔽灾害与综合物探技术概述

（一）井下隐蔽灾害的主要特征

井下隐蔽灾害，顾名思义具有极强的隐蔽性，由于各个采矿区域的复杂地质情况，很多灾害都会隐藏在煤层与岩层中，在实际开采工作中造成的危害较大，并且随着开采工作的逐渐深入和地壳的运动，致灾因素也会随着变化，只能根据实际探测情况来改变开采计划，不仅耽误生产，还会提升灾害发生概率。在实际掘进、开采工作中，很多井下隐蔽灾害具有突发性，例如在具有积水的区域，一旦开采工作与积水相连接，极易发生突水灾害，造成生产损失。井下隐蔽灾害还具有难以被探测的特性，一般的物探手段难以发现其中的致灾原因，特别是对于落差不超过5m的断层，极易发生隐蔽灾害的同时还难以被勘测。由于复杂的地质情况与不确定性使得井下隐蔽灾害变得更加难以预防^[1]。

（二）井下隐蔽灾害的致灾原因

首先在地质结构上，断层是最为常见的一种地质因素，也是影响井下掘进与开采的重要原因，断层的存在会大幅度降低井下矿产的连续性，会使得开采工作变得更加困难，在断层情况较为严重的情况下，也会为机械化掘进工作造成不良影响，进而发生隐蔽灾害，除此之外，褶皱与裂隙地质结构由于受力弯曲和岩石风化也会给井下工作带来困难，甚至还会出现瓦斯涌出等情况，十分影响工程安全。其次在自然地质中会由于各种不同地质情况而造成隐蔽灾害，例如陷落柱与底板承压水，在实际井下工作中，陷落柱会对煤矿周围的岩层造成较大破坏，为实际开采方案的设计造成不良影响，还会降低煤炭的开采质量，使其不具备开采性，并且在穿透陷落柱的时候，会为顶板支撑控制工作带来困难，提高维护成本。最后在实际勘察或者采掘工作中，会由于积水和有害气体的存在而发生隐蔽灾害，采空区积水在采掘工作中需要时刻注意，在涌出的同时还有可能伴随有害气体的出现。

（三）综合物探主要技术与优势

首先综合物探技术拥有较为完善的自动控制系统，使得在实际采掘勘探过程中的智能化程度较高，在大型开采工作中更是能实现多个地点的数据同步采集，在出现地质变化时能第一时间进行数据信息分析并提醒地质勘探人员，因此综合物探技术能适应更多、更复杂的地质情况，为矿产工作提供更高的安全性与便捷性。其次综合物探技术相较于传统的勘探技术，其处理数据的精度较高，速度也较快，可以在确保误差最小的情况下进行勘察，具备的遥感技术更是能实现地质情况与致灾原因区域的精准定位，满足矿产企业的使用需求。最后由于操作更加便利，使得采掘工作的作业周期被大大缩短，经济效益也有了更加明显的提高。

二、隐蔽灾害中井下综合精细物探技术分析

（一）井下瞬变电磁法

井下瞬变电磁法是利用电磁感应原理，通过在复杂的井下地质结构中设置通电的闭合线圈来，分析其电磁场与感应电流情况来确定地质构造的一种方法，是综合精细物探技术中的重要技术手段。在实际井下工作中可以通过开启或关闭电流传输来建立磁场，由于断电后空间磁场不会立即消失，会随着时间进行出现热损害并产生相应的变化，直到磁场能量消耗完毕，根据磁场的变化情况来确定地质结构。在实际应用中需要根据井下的实际情况来确定线框的匝数，例如在空间狭小的井下探测工作中，可以采用多匝数的小线框进行勘探工作，探测方向与工作面的角度需要根据实际探测区域的不同来确定，根据磁场中电阻率的变化来推断岩层的富水性，减少隐蔽灾害发生的概率^[2]。

（二）基于无线电波的坑道透视法

无线电波坑道透视法是利用岩层中各个矿石及石材之间的电性差异来确定坑道地质情况的探测方法，同样也是基础透视勘测方法中的一种，在实际勘测工作中，通过分析电磁波在井下各个岩层的吸收情况来判断地质结构，例如电磁波出现折射或者反射情况，那有很大可能是电磁波在地下传播过程中遇到了断层或者地质结构断裂情况，并且伴随的是电磁波能量的快速消耗。如果电磁波在实际传播过程中出现被完全吸收或者屏蔽情况，则需要考虑井下有陷落柱或其他异常地质构造，出现透视异常。无线电坑道透视法一般需要有固定的起点与终点即发射点与接收点，接收点需要吸收发射点的电磁波信号来确定传播情况，一般采用定点法与同步法两种观测方法。

（三）探地雷达法

探地雷达法与瞬变电磁法原理大致相同，都是通过天线电波来确定地下地质情况分布的一种探测方法，但是探地雷达在地质结构、介质的空间分布形态深度的探测灵活性与扩展性都很强，并且运用范围更加广泛，除了对地质形态进行探测外还能检测出不同的物质，包括岩石、泥土等，但是在精度上差强人意，更适用于地质情况的初次、大范围探测。在实际运用过程中一般针对介电常数与介质常数进行分析，还能在观测过程中发现地质渗漏点，根据雷达剖析图分析渗漏部位规模，并且探地雷达法的工序较为简便，能长时间进行数据采集工作且采集效率较高，能在综合精细物探中提供更多的地质信息^[3]。

（四）超前探测法

超前探测法使用多种探测方法的物探技术，主要应用瞬变电磁法、瑞利波法等，在掘进工作中应用较多，因为超前探测的具体距离应大于100m，并且安全距离为30m，在进行实际掘进工作时，能有效探测前方的地质构造、情况采空区位置等信息，在掘进工作逐步进行同时提供安全探测，确保施工安全性，并且由于超前探测使用了多种技术手段，在针对不同的、复杂的地质类型中能采用不同的技术组合方式来进行针对性地质观测，例如在电力干扰较强的地质中和积水范围较大的地形中，可以采用直流电法与瑞利波法进行探测且探测效果较好。超前探测的使用位置较为灵活，既可以在巷道中进行使用，也能在井口处进行使用。

（五）回采工作面区域探测

回采工作面区域探测需要在工作面形成完善的通风系统后进行使用，一般采用瞬变电磁法、无线电波法或矿井音频电透视法进行组合使用，回采工作面区域探测主要是针对含水异常体、地质构造等方面进行勘察，虽然单独的物探方法具有一定的适用条件和局限要求，但是通过组合电磁法可以不受空间地形的限制来探测岩层内部，在底板要求高的探测区域，可能会出现接地电阻增大、测量数据失真等情况，需要利用感应类电磁法进行勘测，特别是对于富水性较强的勘测区域，电阻率较高，通过回采工作面区域组合探测，可以有效分析是否存在突水的可能性，进一步保持采掘工作的安全性，降低隐蔽灾害的发生概率。

参考文献：

[1]曹小军.定向钻进技术在煤矿井下隐蔽灾害探测中的应用[J].科技创新与应用,2022,12(20):165-167+171.

[2]周帅.关闭小煤矿突水灾害隐蔽通道快速探查与治理技术[J].煤炭与化工,2023,46(07):52-55.

[3]张磊,蔡正东,袁翠祥.综合物探检测在龙溪口航电枢纽工程建基面岩体检测中的应用[J/OL].水运工程,2023(10):157-161[2023-10-16].