超前探测物探技术在中小型矿井中的应用

摘要：开采灰岩含水层附近的煤层时，防治水是开发阶段的重中之重，在探清前方未知区域的水文情况时，新型的超前物探技术的应用尤其重要。通过巷道超前探测确定水害位置进行防范，取得了较好的经济效益

关键词：超前探测 电磁波 电阻率

引言　

物探技术是一种集地质学、物理学、数学、计算机等多学科于一身的边缘性学科。常用的方法有地震、电法、瞬变电磁、地质雷达、地球物理测井、磁法、重力勘探等，具有优质、高效、经济、科学、勘探精度高等特点。随着吴寨矿对己18煤层的开发，该煤层的地质条件变得比较复杂。开发过程中，要穿过几层石灰岩含水层，水害防治成为己18开发的重中之重。掘进过程中，严格执行“有疑必探，先探后掘”的原则。但是，掘进过程中边探边掘，严重制约着掘进速度，且很难探到前面的水位及地质情况。为及时探测巷道迎头前方水文地质情况，为下部开发、矿井安全生产提供可靠的资料，该矿引进超前探测物探技术，并在己18轨道下山成功实施。

1　工程布置及方法

根据探测任务要求，结合巷道长度等地质条件，在己18轨道下山工作面进行了井下超前探测。

工程布置见图1，采用钢卷尺测量定位测点。井下超前探测，采用电磁波辐射原理，及三极空间交汇法进行数据采集。共布置40根电极，供电电极A1、A2、A3，为保证收集资料准确性，供电间距为2m，A1在工作面处。A1、A2分别在供电时，接电极MN间距为2m，A3供电时，接收电极MN间距为4m。使用仪器：FDG－A－Z防爆多功能高密度电法仪；供电电压：60V；波形频率：1HZ。

数据采集过程中，克服了巷道局部积水、底板坚硬、供电接地条件差等诸多不利因素，通过增大电流、压制干扰，多次检测，加强测量等多种手段，采集到了可靠的第一手资料。

2　资料处理

首先对原始观测数据进行整理，经过反复对畸变数据的剔除与校正、各测线的视电阻率反演以及地层地质资料的对比等过程，最终绘制出己18辅助轨道下山迎头超前探测成果。

通过对巷道工作面前方视电阻率剖面图的分析，可以发现工作面前方的低阻异常区域。工作面前方探测区域内，出现2处视电阻率低阻异常，1号异常在工作面前方40m处，2号异常出现在迎头前方57m与64m处。

通过探测，发现2处视电阻率低阻异常。结合有关地质资料，推断此两处异常处为岩溶裂隙发育地带，生产时应做好防治水工作。

3　效果对比

根据物探结果和提供的低阻异常区域图，立即组织编制修改探放水设计。确定探放水方案，施工方法，制定探放水安全技术措施，并完善防排水系统后，依据设计进行探放水。巷道掘进到警戒位置时组织探放水。经验证：探孔终孔位置正好打到含水层，单孔涌水量达到3m³/h。

采用超前探测物探技术有效预防突水事故的发生，及时发现含水层、岩溶水及承压水，及时采取措施进行探放或注浆封堵。与采用机械钻探方法相比有以下优点。

1)节约了大量的人力、物力。

2)更准确地探明了巷道的地质及水灾情况。

3)进一步确保了安全生产。

4)为开发己18煤层提供了坚实的技术基础。

推荐访问:物探 矿井 超前 在中 探测