辅助企业进行煤矿隐蔽致灾因素是指隐伏在煤层及其围岩内、在采掘过程中可能诱发灾害的不良地质体（地质异常区）、在采动作用下形成的灾变地质体（区）、以及其他有可能诱发灾害的地质工程遗留物体，在现有技术、经济条件下能够预先查明并进行危险性评价。

　　贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）、《国务院关于坚持科学发展安全发展促进安全生产形势持续稳定好转的意见》（国发〔2011〕40号）等文件精神，国家制定和出台了一系列的政策文件和措施，加强煤矿隐蔽致灾因素的普查和治理，并且在《国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见》（国办发〔2013〕99号）明确提出“全面普查煤矿隐蔽致灾因素”，明确规定一要“强制查明隐蔽致灾因素。加强煤炭地质勘查管理，勘查程度达不到规范要求的，不得为其划定矿区范围。煤矿企业要加强建设、生产期间的地质勘查，查明井田范围内的瓦斯、水、火等隐蔽致灾因素，未查明的必须综合运用物探、钻探等勘查技术进行补充勘查；否则，一律不得继续建设和生产。”二要“建立隐蔽致灾因素普查治理机制。小煤矿集中的矿区，由地方人民政府组织进行区域性水害普查治理，对每个煤矿的老空区积水划定警戒线和禁采线，落实和完善预防性保障措施。国家从中央有关专项资金中予以支持。”2013年初国家安全生产监督管理总局提出了煤矿安全攻坚克难“七大举措”，并将煤矿隐蔽灾害普查作为“七大举措”之一，国家安全监管总局领导对开展煤矿隐蔽致灾因素地质普查工作提出了明确要求，并部署了具体工作。

　　煤矿隐蔽灾害普查工作在国家煤矿安全监察局的领导和组织下，科研机构、高等院校和有关重点煤矿企业等以产学研用相结合的方式深入开展了煤矿隐蔽灾害普查工作，取得了一定的成果，主要体现在以下方面：一是摸清了全国煤矿隐蔽致灾因素的分布情况、灾害特点；二是系统总结了我国用于探查煤矿隐蔽致灾因素的技术与装备；三是初步总结出了煤矿隐蔽致灾因素普查的四种模式：地面与井下联合探测模式、“一站式”探查服务模式、政府组织企业负责的采空区普查模式、地方政府主导的煤矿顶板灾害隐患排查模式；四是研究制定了《煤矿隐蔽致灾地质因素探查指导意见（初稿）》；五是启动并实施煤矿隐蔽致灾因素探查示范工程建设，在贵州水城矿区、盘江矿区和河南郑州矿区依托大型国有大型煤矿企业集团开展煤矿隐蔽致灾因素探查示范工程建设，并纳入2014年煤矿安全改造国债资金资助范围。

　　煤矿隐蔽致灾因素是指隐伏在煤层及其围岩内、在采掘过程中可能诱发灾害的不良地质体（地质异常区）、在采动作用下形成的灾变地质体（区）、以及其他有可能诱发灾害的地质工程遗留物体，在现有技术、经济条件下能够预先查明并进行危险性评价。

　　煤矿隐蔽致灾因素通常无明显的显现特征，具有隐蔽性、时变性、脆弱性的特点，探测和预防难度大，除了老空区、小断层、陷落柱等常见隐蔽致灾因素外，近年来出现了多种新型隐蔽致灾因素或灾害形式，例如断层滞后导水、采动离层水、瓦斯延期突出、浅埋深冲击地压、近距离煤层群火灾等。煤矿开采过程中的几大灾害事故，多数情况下都与隐蔽致灾地质因素紧密相关，近年来隐蔽致灾因素已经成为引发煤矿水害、瓦斯和顶板等重大灾害事故的主要原因。据不完全统计，在煤矿重大事故中，与地质条件有关的各类重大事故占90%。如2010年王家岭煤矿“3.28”矿难事故，就是由于误揭充水的老窑采空区引发的；骆驼山煤矿“3.10”突水淹井事故，则是由隐伏的陷落柱诱发的。

　　煤矿地质构造、含（导）水体、采空区等灾害隐患探查工作，是预防煤矿煤与瓦斯突出、矿井突水、顶板及冲击地压等重特大事故的治本措施，是煤矿安全的技术基础性工作，对提高煤矿安全生产保障能力具有重大意义。

　　该解决方案主要应用于煤炭的开采企业。

煤矿隐蔽致灾因素探查是指动用包括物探、化探、钻探等工程技术手段，投入一定的实物工作量，采用地面、井下、地面—井下相结合的立体勘查方法，实现对于煤矿隐蔽致灾因素的探查。围绕煤矿隐蔽致灾因素普查，国内外已经形成了较为完备的探测技术与装备系列。在探查手段上，分为物探、化探、钻探及综合探查；从探测空间上，分为地面探查、井下探查和地面。本文的方案主要是针对煤矿水害隐蔽致灾因素进行阐述。煤矿水害隐蔽致灾因素可分为隐蔽致灾水源因素和隐蔽致灾通道因素两大类，其中隐蔽致灾水源因素包括老空区积水、岩溶水、烧变岩积水、离层积水、基岩风化带水；隐蔽致灾导水通道因素包括断层、陷落柱、裂缝带、隔水层缺失区（天窗）以及封闭不良钻孔。

　　1）物探技术

“物探”是利用天然或人工建立的地球物理场的变化，来解决地质问题的一种间接、无损、快速勘探方法，隶属于地学中固体地球物理学的勘探地球物理学。

地球物理场是一个可度量的物理量（参数）存在的空间，也是地质体某种物理性质（如密度、速度、电阻率、磁化率等）的反映。在自然界，不同的物理作用产生不同的物理场，如在自然与人工建立的电（磁）力作用的空间有电（磁）力场；在重力作用的空间存在有重力场；在地震波与超声波传播的空间有波动场。从激发方式来分，地球物理场可分为天然场和人工场，其中天然场是指大地存在的自然场，如重力场、磁力场、电流场、电磁场、温度场、速度场、天然放射性场等；人工场是人工激发的某一地球物理场，如地震波时间场、电场、温度场等。

实际上，物探是通过物探仪器观测某种地球物理场的分布与变化特点，结合已有地质资料的处理分析，寻找局部异常场或场的异常变化，进而解释与推断出地下介质的性质、赋存状态等，以解决有关的地质问题的方法。局部异常场，是指组成地壳介质的物理性质（如r、e、E、s、m、g…）在局部存在差异，因此引起相应地球物理场的局部畸变或变化，这种与地下介质局部变化有关的地球物理场之变化，称异常场。

因此，物探是利用地下地层、岩（矿）石等介质某一物理性质存在的差异（如密度、磁性、电性、弹性、放射性、导热性等），利用仪器观测由此引起的地球物理场的变化，通过数据处理、地质解释等手段来反演地质构造形态和矿藏分布等问题的一门科学，它属于利用天然或人工建立的地球物理场的变化解决地质问题的一种间接勘探方法。

1.按照地球物理场分类

物探方法按照其所依赖的地球物理场的不同来分类，可以分为重力勘探、磁法勘探、电（电磁）法勘探、地震勘探、地热勘探、放射性勘探。

重力勘探：基于介质的密度差异，研究大地重力场变化，可用于采空区探测；

磁法勘探：基于介质的磁性差异，研究大地磁力场变化，可用于火烧区探测；

电磁法勘探：基于介质的电性差异，研究自然或人工电场（或电磁场）变化，可用于低阻富水区探测；

地震勘探：基于介质的弹性差异，研究地震波动场变化，可用于构造探测；

地热勘探：基于介质的热学性质（热容量、导温率、导热率）差异，研究地温场变化，可用于火烧区探测；

放射性勘探：基于介质的放射性差异，研究放射性辐射场变化。

这种分类方法是按照地球物理场来分类的，它是物探方法实质性的、基本的分类，其中地震勘探方法应用最为广泛。

2.按照物探作业的空间分类

按照煤矿开采的不同阶段分类，可以分为：

（1）地面物探：地面地球物理勘探技术的简称，主要应用于地面勘探阶段；

（2）矿井物探：矿井地球物理探测技术的简称，主要应用于井下勘探阶段；

（3）综合物探：从地面、井下、孔中、孔间以及井—地之间等不同空间，运用地面物探和矿井物探开展的综合地球物理探测，简称“综合物探”。

以下按照地面物探、矿井物探、综合物探的分类方式进行叙述。

物探技术的应用条件：

围绕煤矿隐蔽致灾因素探查的具体要求，选用何种物探方法，取决于以下三个前提是否存在，它们是：

1.探测对象与围岩的物理性质存在较明显的差异

2.探测对象必须具有一定的规模

3.有效异常场相对于各种干扰场足够强

2）化探方法

化探是地球化学勘探的简称，它是指对自然界各种物质中的化学元素及其他地球化学特征的变化规律进行系统调查研究的全过程。通过系统测量各种天然物质（如岩石、铁帽、土壤、水、水系沉积物、冰积物、植物或气体等）的地球化学性质（主要是元素的含量），可以发现各种类型的地球化学异常。

在煤矿隐蔽致灾因素普查中，化探是煤矿水害防治工作的一种重要手段，它在矿井突水水源的快速判别方面效果显著。水文地球化学是研究地下水中化学组分的形成、分布、迁移和富集规律的一门学科。地下水的化学成分、同位素成分与其成因有关，也与围岩性质和类型有关，还与地下水的滞留时间、运动特征、动态变化及不同水体之间的混合作用以及人类的生产和生活活动等密切相关。在煤矿隐蔽致灾因素普查中，化探以矿井地下水作为主要的研究对象，通过水文地球化学探测，分析以及解释地下水的成因、赋存条件、分布特征、运移规律等，为矿井水害防治提供技术支持。其基本原理涉及到地下水动力学、化学动力学、化学热力学、气体地球化学、同位素水文学及测年学等。

水害探查中化探分为天然化探和人工化探两大类。天然化探是指对地下水中分布的各种天然要素（如化学成分及同位素成分等）进行研究；人工化探是指通过人工投放示踪剂（如化学试剂和同位素示踪剂），进而观察和分析示踪剂在地下水中的运动、变化特征，来达到特定的探查目的。

按照水害探查中化探所采用的技术与方法，可以将其分为三类：

1.多元连通（示踪）试验技术与方法　

2.环境同位素技术与方法

3.水文地球化学综合测试分析和模拟技术与方法

化探方法应用条件：

在开展煤矿隐蔽致灾因素中水害隐患的化探时，必须满足以下条件：

1.适用于地下水的化学宏量组分、微量组分和气体成分（CO2.  H2S、溶解氧等）、同位素成分（3H、18O、D、14C和氡）及某些物理性质的探查；

2.需要预先建立含水层基础水质的数据库，数据库中含水层标准水样不仅数量满足要求，而且其来源可靠，未与其他含水层水源混合，能代表该含水层的水化学特征；

3. 具备可以准确取得探查目的含水层水样的取样条件，如现场抽放水钻孔、井下突水（涌水）点等，能满足取得适合分析的样品量；

4.具备对矿井突水水样进行精确分析的化探装备和技术方法，一次采样分析可取得多种信息，以利于提高化探本身的综合性和推断解释的可靠性，如驻地具备水化学实验室、现场车载移动实验室及其他化探装备等。

3）钻探方法

　　钻探是一种最直接的隐蔽致灾因素探查技术，它具有精度高、直观性强、适应面宽等优点，在构造探测、老空区探测、探放水、瓦斯泄压、火区探测以及其他隐蔽致灾因素探查中发挥着越来越重要的作用。目前，煤矿井下钻探技术由常规回转钻进技术向定向钻进技术发展，地面与井下联合探查技术已经形成，无论是地面还是井下钻机都实现了“随钻测斜、实时纠偏”的功能，满足了隐蔽致灾因素探查、验证与治理的技术需求。

　　钻探是利用钻机、钻具和一整套工艺措施，在地层内钻凿出圆柱形井孔，取出岩矿样品，探明矿产的赋存状态和分布规律，或者实现其他地质和技术目的。钻探也是通过一系列的设备和仪器直接作用于岩石上，形成钻孔的过程。破碎岩石是钻探生产过程的主要工序，因此掌握岩石的性质和破碎机理，对加快和改善钻探工作有重要意义。目前，钻探过程中多使用机械法破碎岩石，通过施加不同的外力使岩石的一部分从整体上分离下来，从最早的回转钻进，逐步发到冲击钻进、冲击—回转钻进等钻进方法。随着需求的日益增大，钻探技术也由常规钻进技术发展定向钻进技术，采用一些科学的人为可控的技术方法与机具有目的地控制钻孔轨迹，钻进到目标储层。同时也在定向仪器中增加了传感器，除井斜角、方位角以外还可以测量地层的电阻率和伽马射线，通过无线传输系统把这些数据从钻头附近传到地面系统，从而更精确地引导钻头穿过薄层和复杂地层。

按照施工的空间分为地面钻探技术和井下钻探技术。

　　1.地面钻探技术

　　2.井下钻探技术

　　3.常规钻进技术

　　4.定向钻进技术

4）综合探测

煤矿隐蔽致灾因素探查技术包括物探、化探、钻探等。在这些方法手段中，钻探是最直接的技术手段，具有精度高、直观性强、适应面宽等优点，其不足是周期长、费用高、“一孔之见”；地球物理探测技术具有非接触无损探测、成本低、信息量大、快速便捷等优势，缺点在于属于间接探测，探测结果存在一定的多解性；化探在快速判别突水水源方面具有独到的优势，但是在其他水文地质条件勘查方面的应用受限。

因此，在煤矿隐蔽致灾因素探查中，应该充分发挥包括物探、化探、钻探等在内的综合探查手段的作用。

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