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奋斗故事丨科创中心:解码地层物性“基因图谱”赋能矿井灾害防治

日期:2026年03月20日 10:10 文章来源:科创管理及服务中心 作者:黎鹏 点击数:

地下深处,煤层起伏、岩性交错,复杂地质条件始终是矿井灾害防治的“拦路虎”。科创中心物探队深耕一线,主动破局,以多年积累的井下超前探测海量数据为根基,通过系统梳理、深度挖掘与科学研判,成功提炼物探异常区共性参数,解码新集矿区地层物性“基因图谱”,为矿井水害、构造等灾害防治提供了精准高效的技术支撑,用专业力量为矿区安全生产保驾护航。

复杂地质条件呼唤精准“透视眼”

新集矿区所属矿井主采二叠系煤层,其地质条件复杂多变。困扰物探工作者的难题在于,不同煤层及同一煤层的不同区域,由于顶底板岩性组合差异、地层物性特征的不同、巷道支护形式及现场测试环境的变化,对物探探测结果的影响千差万别。

“同样一种物探方法,在这个工作面管用,换到另一个工作面可能就‘水土不服’”。一位长期从事井下物探的技术人员道出了其中的困惑。长期以来,圈定的物探异常区受地层物性差异的影响程度缺乏定量标准,物探解释主要依赖经验判断,这种“定性不定量”的局面直接影响着解释的准确性和可靠性,也给后续的水害防治、构造探查等工作带来了不确定性。

十年积累沉淀宝贵的“数据富矿”

面对这一难题,物探队没有等待现成的解决方案,而是选择主动出击。他们敏锐地意识到,公司自2013年以来已开展的大量井下超前探测工作,虽然当时各自独立,但积累下来的资料恰恰是一座亟待开发的“数据富矿”。

“每一份探测资料背后,都是一次现场实践的记录;每一次验证对比成果,都是对地下地质条件的真实反馈。”物探队负责人这样阐释他们的工作思路。从2019年开始,物探队投入大量精力,对过去十年间积累的井下超前探测资料进行全面收集整理。这些资料覆盖新集矿区各主要矿井,涉及不同煤层、不同采掘工作面、不同地质条件下的探测实践,时间跨度长、覆盖面广,为后续的系统分析奠定了坚实基础。

与此同时,他们还将多年来积累的大量验证对比成果资料纳入研究视野,将探测资料与验证结果进行对照分析,为总结规律提供了最可靠的依据。

从地质源头破解“物性密码”

在资料整理的基础上,物探队开始向更深层次的研究迈进。他们意识到,要解决物探异常区判别的难题,必须回到问题的源头——地层本身的物性特征。

为此,技术人员针对不同矿井各类煤层顶底板岩性组合、地层的富水性等进行了系统总结。他们深入分析各矿井的地质资料,将不同煤层、不同区域的岩性组合进行分类对比,从地质层面梳理不同岩性组合的物性特征。砂岩、砂质泥岩、泥岩、灰岩——这些常见岩层在不同组合条件下的电阻率、波速等物性参数有何变化规律?富水性与非富水性地层在物探响应上有何差异?这些问题成为研究的核心。

通过大量对比分析,他们逐步建立起不同岩性组合与物性特征之间的对应关系,从地质成因上理解了物探异常的产生机制。这种“从地质中来,到物探中去”的研究路径,为后续的异常判别提供了扎实的理论基础。

多维度分析提炼“共性参数”

地层物性特征只是影响因素之一。物探队进一步拓宽研究视野,将影响探测结果的多重因素纳入分析框架。

根据不同物探方法的工作原理和适用条件,他们对直流电法、瞬变电磁法、地震波法等常用方法在不同地质条件下的表现进行对比评估。更重要的是,他们系统分析了井下采掘工作面不同作业环境对数据采集的影响——巷道支护形式如何改变探测环境?现场机电干扰如何影响信号质量?测试布置方式如何优化才能获取最佳数据?这些问题在实际工作中往往决定着探测成败。

在综合分析的基础上,物探队采用“相似条件对比法”,筛查出相似条件下同一种物探方法探测解释的结果,并根据物探验证效果进行效果评估。哪些异常经钻探验证确实存在?哪些异常被证实是“假异常”?真异常与假异常在物探响应上有何区别?通过对大量验证案例的复盘分析,他们最终得出了判断物探异常区的共性参数。

新标尺助力精准“找异辨伪”

这一研究成果的价值在于:将原本依赖经验的定性判断,向具有参数依据的半定量化解释推进了一步。共性参数的提取,为今后物探异常区的判别提供了统一标尺,有效降低了因个人经验差异导致的解释偏差。

“有了这些共性参数,我们在判断异常区时就多了一把尺子。”一线物探技术人员对此深有体会。在新工作面的超前探测中,他们可以将实时采集的数据与既有参数进行对比,相似条件下异常响应特征是否吻合?异常强度是否达到阈值?这些量化依据让异常判别更加有据可依。

更重要的是,这套基于矿区自身数据提炼的标准,充分考虑了新集矿区的地质特点和现场条件,具有高度的针对性和适用性。它不是照搬教科书或外部经验,而是从十年实践中“长”出来的本土化成果。

从“经验驱动”迈向“数据驱动”

物探队的这一探索,折射出煤矿地质保障工作从“经验驱动”向“数据驱动”转变的趋势。十年的数据积累、系统的分析研究、持续的实践验证,共同构成了这一成果的技术底色。

当前,研究成果已逐步应用于新集矿区各矿井的井下超前探测工作中。随着应用的深入和数据的持续积累,这套基于共性参数的判别标准还将不断优化完善。

未来,物探队计划进一步扩大数据样本,深化不同地质条件下物探响应的规律研究,推动物探解释向更加精准、更加可靠的方向迈进。

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