掘进巷道超前物探技术在寺河矿的应用

《掘进巷道超前物探技术在寺河矿的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·74·(第42卷第12期)应用·实践掘进巷道超前物探技术在寺河矿的应用吴光亮(山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司寺河煤矿，山西晋城048205)摘要:结合寺河煤矿掘进巷道的实际探测，分析研究超前物探手段，总结得出利用SYT、井下瞬变电磁、多波地震等2种以上物探手段，互为补充和验证，可提高探测精度，能够有效指导矿井安全掘进。关键词:掘进巷道;物探技术;超前应用中图分类号:TD166文献标志码:B文章编号:1003－496X(2011)12－0074－030引言2掘进巷道超前物探技术原理及方法煤矿瓦斯、水害、顶板等事故均与地质构造异常寺河矿井

2、长期以来，对于回采工作面的探测已密切相关，而长期以来，煤矿的构造探测一直是一个有成熟的无线电波探测技术，但掘进工作面的超前研究课题，目前回采工作面已经有无线电波透视等探测一直面临着手段单一、准确率不高等问题，近些成功的探测手段，但掘进巷道的超前探测至今仍是年经过探索，逐步找到了较为成功的多种联合探测一个难题，寻求操作方便、探测可靠的构造超前物探手段，即应用天然场源的电磁测深技术(SYT)方法手段意义非凡。因此，充分认识矿井构造特征，采用在地面实施探测，再应用矿井多波地震法及矿井瞬多种探测方法和手段，对掘进巷道前方及其顶底板变电磁法在井下进行

3、超前构造探测，以对井下掘进的构造分布进行评价和预测，对矿井安全生产具有巷道前方的构造情况进行预测，从而解决掘进巷道重要意义。的超前探测问题。2．1SYT天然场源电磁测深探测技术1矿井地质概况SYT法探测是一种被动源法物探，它接收的是寺河煤矿隶属于山西晋城无烟煤矿业集团有限天然超低频段电磁波，进入地下的电磁波一部分被责任公司，生产能力为1080万t/a，是一座设备先反射回地表，一部分继续向地下深部传播，一部分被进、管理模式新颖的高产高效现代化矿井。矿井采介质吸收。反射回地表的这部分电磁波，其频率的用斜井分区开拓方式，一次采全高综采回采工艺，掘

4、大小和量值的多寡与界面的深度和物性特征有关，进巷道断面多为宽5m、高3．8m，锚网支护。俗称界面的反射系数，用φ表示。SYT法就是把地地质构造总体属于简单类，井田基本构造形态下反射上来的不同频率的电磁波通过接收放大，转变成电压数值，通过一定的软件程序进行处理来提为一单斜构造，在此基础上发育了一系列宽缓褶曲，取地质信息。探测的频段范围通常为100～3000煤层倾角一般不超过10°，个别地段受构造影响倾Hz。这一频段的天然电磁波属于超低频段，按传统角达15°左右，发育有一定的断层和陷落柱，无岩浆的电磁波理论，波长为100～3000km。原理如图

5、活动。井田水文地质条件属中等类型，各含水层间1。的水力联系微弱，矿井直接充水含水层为顶板K砂SYT探测仪工作前要在已知钻孔处对仪器进行岩裂隙含水层，富水性弱。井田煤系地层主要为二校正，然后由近及远逐渐向前推进，借助已知资料的叠系下统山西组(P1s)、石炭系上统太原组(C3t)，曲线特征对未知探测剖面及周围测点进行地质解译###其中山西组3煤层和太原组9、15煤层可采，主采煤层赋存深度、地质构造及油层埋藏深度、厚度和煤#3煤层平均厚度6．31m，属稳定可采煤层，开采条层分布状况。测点布置原则上按20m布置1个地件良好，为低－中灰、高强度、高发

6、热量的无烟煤，顶面物理测点，实际探测时，由于地面地形较为复杂，板和底板为泥岩、砂质泥岩、砂岩。部分测点位于陡坡或断崖上，人工不易到达，实际探应用·实践(2011－12)·75·A，频率25Hz，发射线圈2×2m×64匝，接收线直径0．6m。发射线框和接收线框分别为匝数不等、且完全分离的2个独立线框，以便与煤层顶板含水异常体产生最佳耦合响应。最后对整个探测结果进行资料处理、分析和解释。在探测中主要采用迎头超前探测的方案，在局部对巷道侧帮及顶底板进行探测，采用多方向水平探测，使探测范围形成一个以迎头为中心点的扇形区域，探测方向如图2。图1SYT

7、物探原理示意图图2水平方向探测方式及方向布置示意图测施工时，部分测点可稍作偏移。经过探测试验，效果较好，特别是煤层的起伏形态、断层等的探测较为2．3矿井多波地震法探测技术准确。矿井多波地震超前探测是应用地震波在传播过2．2井下瞬变电磁探测技术程中遇到不均匀地质体(存在波阻抗差异)时会发瞬变电磁法或称时间域电磁法(简称TEM)，其生反射的原理。所激发出的地震波在遇到地层层基本原理就是电磁感应定律。由于井下瞬变电磁法面、节理面、特别是断裂破碎界面和溶洞、暗河、岩溶勘探环境的限制，测量线圈大小有限，其勘探深度不陷落柱、淤泥带等不良界面时，将产生反

8、射波。仪器如地面深，一般深度在120m左右。井下瞬变电磁设备采用EMS－2工程多波地震仪系统，智能三分法具有以下特点:量地震检波器，工作电压:3V。(1)井下测量环境不同于地表，