0引言

在开采煤矿的过程中，存在一定的风险和隐患，必须要将物探技术融入煤矿地质开采环节，精准掌握煤矿的地质结构，判断可能出现的地质灾害，防止煤矿开采的同时发生安全事故。在保障煤矿开采效率的基础上，提升煤矿开采的安全系数。

1物探技术的特点

人类对地球物理的探索与研究很早就开始了，但它被确立为独立的学科却直到19世纪才实现。在公园132年，史上第一台地震仪器诞生；牛顿将力学理论融入到岁差和分点的潮汐中，测量了地球的形状、了解了水循环的环节；使用磁石制作世界上第一个磁罗盘，推动了世界航海的发展。在20世纪，物探技术逐渐引起学术界和勘探领域的关注，在海洋远程勘探中发挥了重要的作用，其中主要借鉴了地球物理学史的板块构造理论。在现阶段，物探技术较多被运用于矿物勘探，以提升煤矿开采作业的安全性，避免存在安全风险和隐患。将物探技术应用于煤矿地质开采，分析煤矿潜藏的矿床、煤层、地下水等，做好环境的评估和修复，确保煤矿地质开采的有序推进[1]。

2物探技术的要素

2.1引力在引力的影响下，伴随着矿石下沉深度的增加，矿石的密度也在不断上升。通过计算重力势和重力加速度，还可以发现煤层。构造板块的动力学信息可以通过地表引力得到。当海洋处于平衡状态时，可以在大陆的帮助下扩张。

2.2热流热流循环直接产生地球磁场，而放射性和原始热量是热流的主要来源。地幔柱从地幔底部携带热量，为地热能提供潜在的能源。

2.3振动地球内部和表面的振动是产生地震波的主要原因。当岩石的成分和密度发生变化时，就会产生地震波，这些反射的地震波能够帮助了解近地表结构，判断煤矿地质的深层结构，具体地震勘探技术的原理如图1所示[2]。

3物探技术对煤矿地质探测的作用

物探技术使用比较便捷，强大的灵活性能够准确、迅速适应实际开采环境，简单的操作方式也让物探技术逐渐深入到各个煤矿地质开采领域。现阶段，我国主要的地球物理研究技术是电学研究和超声波研究。通过地球物理研究技术的应用，可以有效地预防和控制地质灾害和水文灾害。在研究煤矿地质时，必须根据实际情况选择物探技术进行勘探。根据煤矿开采的具体要求和煤矿开采环境选择合适的物探技术。高分辨率地面三维地震方法和二维地震研究方法，能够及时了解煤矿地质的实际信息，得到精准详细的煤矿地质数据，便于设计煤矿开采方案。通过物探技术的应用，及时了解了煤矿煤层的厚度变化，以及煤层、断层的分布情况，对存在的地质异常问题及时掌握，这样煤矿地质开采工作才能有序推进，提升煤矿开采的整体质量，让煤矿开采作业更加科学[3]。

4物探技术在煤矿地质开采方面的应用

4.1二次地震资料处理和精细解释技术过去，矿山开采、精细静校正是最主要的开采方式，在二次地震资料处理和精细解释技术中也有所体现。通过该技术的应用，煤矿地质构造信息能够及时了解，提升信息的真实性和准确性，确保地质勘测的精度。作为比较系统的工程，需要有较高的精度，才能完成二次精细处理，也要尝试多种不同的形式。要充分分析原始资料，掌握静校正参数和方法。有些煤层埋藏较浅，如果三维地震数据在早期施工连接中投影的最大偏差较小，则很难有效地进行低频和长波校正。整个结构和剖面中的结构之间会有明显的差距。因此，有关人员有必要合理选择计算参数，对平滑参数也要加以控制，才能开展后续的静校正计算。此外，单炮静校正野外地震记录后，CMP采集项目仍会有时差。剩余静校正以高频短波的形式显示，也会影响排列质量，用高频短波长的方式呈现，进而影响叠加质量，需要工作人员关注剩余静校正量的影响。在实际工作中，不仅要进行地表恒定剩余静校正，还要尝试将反射剩余静校正的全局优化结合起来，确保矫正效果更加准确，这样对煤矿地质的了解也会更加详细深入，得到的数据参与准确度得到保障[4]。

4.2岩性反演资料解释技术顶板和底板的结构形状、目标层的厚度、延伸方向等因素共同构成了煤矿的空间几何形状。因此，在实际工作中，需要融合高分辨率的井点测井资料，并尝试结合连续分布大面积的地震资料，形成一种全新的物探技术，岩性反演流程如图2所示。在实际作业环节，全新的物探技术能够发挥出明显的作用，对弱反射波的检测效果更理想，地震剖面的纵向分辨率也有所提升。对开采人员而言，新的物探技术帮助他们掌握大量的信息数据，了解了煤矿含水层的富水情况以及瓦斯在煤矿中的分布区域，在后续的煤矿开采作业中，也能提供有效帮助。大量的存在于煤矿采区的钻孔资料，也可以有效利用起来，作为已有的边界条件，降低反演问题造成的消极影响[5]。此外，作为煤矿的开采人员，在实际采矿作业环节，还可以尝试整合高分辨率垂直钻井数据和水平稳定地震二维高分辨率地震数据，了解顶底板岩性分布和煤层空间的实际情况。影响反演结果的因素多种多样，主要表现在对原始资料的掌握情况，以及地震资料分辨率的真实性、准确性。地震子波。地震反射层标定的层位、时间转换深度，合成记录都会影响具体的精度，而波提取的实际情况，也会在合成记录中有一定体现。因此，应该关注子波提取的发展，掌握地震子波的相关资料。地震资料与测井资料想要实现衔接，就必须要依靠合成记录。在合成记录中，能够反映出岩性发射层位，在地震时间剖面图上显示相关信息，对反演结果的影响也不容忽视。地质模型。需要利用好完整的测井资料，才能构建出灵活的地质模型，发挥出应有的作用。灵活的地质模型，能够准确、真实反映出地层情况，对反演结果也会产生一定影响。

4.3属性体解释技术借助得到的属性信息，解释煤矿地质构造。在煤矿地质开采环节，应用属性体解释技术，通过二维数据的利用，计算出准确的地震反射波频率、能量等相关信息，结合计算得到的结果，也能构建准确的地震属性数据体。在实际应用中，属性体解释技术更加便捷，也能获取更准确的信息。将属性体解释技术应用于煤矿地质开采领域，能够获取准确的小型结构剖面图，煤矿地质开采也能有序推进。此外，属性体解释技术也是发展三维地震资料解释技术的关键，在后续阶段也会开展相应研究与探索。借助地震的反射波，可以了解深层地质结构等相关信息，提升三维地震勘探的效果。在地震波的传播过程中，由于传播介质的变化，也会存在一定差别。所以，地震波出现的频率、时间等因素都会受到一定影响。例如一些小构造变化造成的地震波反射信息，能够有效识别小构造地质的异常体。

5物探技术在煤矿地质开采中的应用

5.1模数转换及时储存模拟域当中的电磁波和引力等相应信息，采样开展后续作业。由于频域和时域中能够收集相应的信号，也可以开展间隔测量作业。物探模数转换如图3所示。例如，对同一个信号的分量，在不同时刻分别测量；在同一空间的不同区域，测量同一信号。用不连续的时间间隔测量信号的幅度，实现了对一维时变信号的测量。测量同一空间中不同区域和不同时间的信号，并根据信号的幅度执行空时信号。例如，使用剃刀和引力波传感器测量不同时间的采样信号，并掌握相应的地球引力数据；通过模数转换的方式测量煤矿地质信息，保障煤矿地质开采的安全性和效率；在发展物探技术的同时，掌握完整、准确的地质结构信息，发挥出应有的价值[6]。

5.2波束成形对时空信号进行滤波的问题似乎很复杂，其实质是找到信号的方向和速度，可以参考1D信号设计方法来设计空时信号滤波器。如果需要提取除零以外的特定频率的频率分量，空时信号滤波器的设计应确定制动频带，并选择适当的频带。在多维系统中，还需要调整波数和滤波器的频率，设计在（k，w）区域当中，一致设置波数和频率。通过地球物理相控阵的使用，将信号的地理分布有效过滤，尤其是能高效过滤空时信号。针对一些运行的信号，尤其是沿着特定方向运行的信号，能够取得明显的隔离效果。尝试加权延迟，减慢信号输出的速度，用线性组合的形式卡兹。也就是说，通过延迟平均值并接收对应信号的方式，实现波束的输出，让信号向指定的方向传输。

5.3估算地下煤矿的位置首先，预想地下目标的质量分布，做出相应的推断和预判，用参数化的方式估算地下煤矿的位置。使用引力梯度仪，从不同方向定位地下矿山，测量地质引力场的每个区域。其次，添加引力梯度张量值。在最大似然程序的指导下，计算出CRB界限，才能有效评估地下煤矿的位置，了解地下目标具体的质量分布。

6结语

煤炭在现阶段以及后续很长时间内，都将是我国主要的能源类型，支撑经济建设与工业生产。为了确保煤矿开采的安全合理，就要将物探技术引入地质勘探及煤矿开采中。虽然物探技术在煤矿地质开采中的应用相对薄弱，但其重要价值不容忽视。要掌握物探技术的应用要点，保障煤矿地质开采的安全推进。

参考文献

[1]侯晓瑞.物探技术在探测煤矿地质中的应用研究[J].矿业装备,2020(6):134-135.

[2]张致源.物探技术在探测煤矿地质中的应用[J].能源与节能,2021(6):221-222.

[3]张建强.物探技术在探测煤矿地质中的应用[J].当代化工研究,2021(12):90-91.

[4]刘强.浅谈物探技术在煤矿地质开采方面的应用[J].当代化工研究,2021(19):33-34.

[5]李俊杰.物探技术在探测煤矿地质中的应用[J].矿业装备,2020(4):138-139.

[6]曹武庆.物探技术在煤矿地质开采方面的应用[J].科技创新与应用,2020(25):174-175.

作者:刘建宇 单位:霍州煤电集团河津腾晖煤业有限责任公司