瞬变电磁物探技术在现代矿井安全生产中的应用.pdf

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1、技术与市场技术研发2015年第22卷第7期瞬变电磁物探技术在现代矿井安全生产中的应用金明超，贾长征(中平能化集团许平公司瑞平公司张村矿，河南汝州467500)摘要：为了探测己-12041工作面机巷低位瓦斯抽采巷和风巷低位瓦斯抽采巷的掌子面、侧帮、底板的赋水性，为采掘工作提供地质资料，河南平宝煤业有限公司首山一矿拟采用瞬变电磁法在井下进行探测工作，瞬变电磁物探技术的不断发展成熟，逐步在煤矿进行防治水、水源探测及灾害防治中得到应用，为矿井的安全生产提供有力保障。关键词：矿用瞬变电磁仪；滤波；时深转换；视电

2、阻率doi：10．3969／j．issn．1006—8554．2015．07．0681探测理论依据理论上讲，干燥岩石的电阻率值很大，但实际上地下岩石孔隙、裂隙总是含水的，并且随着岩石的湿度或者含水饱和度巷道前方的增加，电阻率急剧下降，即赋水性的不均匀程度在瞬变电磁参数图件上反映为电阻率的高低变化。受构造运动或地下水作用的影响，岩层破碎或裂隙越发育，破碎程度及其含水的饱图2瞬变电磁法超前探测工作布置示意图和度越大(砂岩、灰岩富水性增强)，岩石的导电性会显著增强，3数据处理及资料解释地层电阻率会明显降低，

3、断面图上会有明显的低阻异常反映。瞬变电磁法观测到的资料是各测点各个时窗(测道)的瞬2探测目的及方案实施变感应电压，需换算成视电阻率、视深度等参数，以便对资料进探测己。，一l204l工作面机巷低位瓦斯抽采巷和风巷低行解释。处理步骤主要分为四步：位瓦斯抽采巷的掌子面各向后30nl范围内：1)滤波：在资料处理前首先要对采集到的数据进行滤波，1)探查掌子面正前方30m巷道(两条)两侧帮及底板下消除噪声，对资料进行去伪存真；富水异常区的位置、范围。2)时深转换：瞬变电磁仪器在野外观测到的是二次场电位2)机巷低位

4、瓦斯抽采巷(30m)与风巷低位瓦斯抽采巷随时间的变化。为便于对资料的认识，需要将这些数据变换成(30m)之间的水力联系。电阻率随深度的变化，目前资料处理主要采用视纵向电导解释针对此次探测，我队进行了充分的准备。本次物探工作数进行一维层状反演解释相结合进行；据采集时间为2009年l2月20日，分别在己。，一1204l工作3)绘制等视电阻率剖面图。资料解释：在12041工作面面风巷和机巷的低位瓦斯抽采巷中进行了瞬变电磁法探测。机、风两巷低位瓦斯抽采巷的瞬变电磁探测中，每个探测方向井下瞬变电磁勘探只能在巷道

5、内进行，一般利用多匝小线用数字来表示：0、5、10、15、2O、25、3O号表示垂直左侧帮方向。圈，采用剖面装置方式进行发射和接收。本次探测使用矿用防35号表示正前偏左6O。方向；40号表示正前偏左45。方向；45爆瞬变电磁仪，发射线圈和接收线圈框重叠，两线圈轴线指向号表示正前偏左30。方向；50、55、60号表示正前方。同样，65、目标体(图1、图2)。发射和接收线圈都为1．5m×1．5m的多70、75、8O、85、90、95、100、105、110号分别表示正前偏右30。方匝线圈。向、正前偏右45

6、。方向、正前偏右60。方向、垂直右侧帮方向、垂直右侧帮方向、垂直右侧帮方向。除了顺掘进方向的探测还有仰45。和俯45。的探测。iiiiiii巷道迎头一晒巷道前方图1瞬变电磁法超前探测装置示意图除了正前方的探测，还进行了左偏30。、45。、60。、左侧帮，右偏30。、45。、6O。、右侧帮的探测以及仰45。、俯45。和底板的1101舾100孵9o衢∞75探测，两条巷道共采集物理点152个。图3探测方向示意图技术研发TECHN0L0GYANDLU旺T4富水区的划分及开采建议35—70m处的低阻异常区，在顺

7、巷道方向和俯45。方向两个方4．1富水区的划分向均有反映，推断其为富水异常区，应予以注意。掌子面左侧富水区的划分和赋水强度的分级是相对的，划分的主要依方37—55m处有一处低阻异常区，只在俯45。方向有反映，但据是视电阻率值的高低，但引起电阻率变化的因素是多样的。在顺掘进方向此处异常不明显，推断其为可疑富水异常区。因此，划分的富水区也仅是视电阻率低阻异常区。在12041工作面风巷低位瓦斯抽采巷瞬变电磁探测中未4．2开采建议发现明显低阻异常。对富水异常区的划分是基于本次瞬变电磁法及地质资料在机巷低位瓦斯

8、抽采巷中，正前方无异常反映。的综合解释成果。建议在开采过程中对圈定的富水异常区地在风巷低位瓦斯抽采巷中，正前方无特别明显的异常反段进行防范和验证工作，以确保安全生产。建议在生产过程中映。仅在前方30m处有一个相对低阻的异常反映，异常反映及时将井下揭露地质水文情况和出水量反馈我队，以便进行数不明显。据定量修正，更好地为矿方安全生产服务。在本次瞬变电磁探测中，12041工作面机巷和风巷的低位5结语瓦斯抽采巷之间未发现水力联系。经资料处理后，综合分析瞬变电磁成