高分辨电法在矿井安全中的应用范文

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《陕西煤炭杂志》2014年第二期

1物探仪器井下探测应注意的问题

井下探测应注意的问题:①下井前要对仪器进行仔细检查，确保仪器有足够的电量;②仪器为防爆产品，不得在井下拆卸修理，在有淋水、滴水的场所使用应采取防水措施;③仪器严禁强烈震动，碰撞，直接淋水，用完后应清洁;④瑞利波探测时要避免各种井下震动作业，高分辨电法探测时要避免刮板运输机、皮带、电机等机电设备运行，以减少震动和电磁场对勘探的干扰，获取真实可靠的物探资料;⑤事先对拟探测地点地质情况及现场施工环境进行了解和分析，以提高井下施工工作效率。

2矿井应用实例

2．1张村煤矿四-11050掘进工作面该工作面是张村煤矿首个综采工作面，位于四3煤首采区东翼，西临四五煤轨道上山，东距井田边界380m，北临F47断层，南临四-11030工作面，采面东南距小窑采空区较近(40m左右)。采面的主要水患为小窑采空积水，该采面风巷掘进620m时与小窑采空区掘透，造成突水事故。为保证采面安全，机、风两巷均后退准备提前圈定采面。需解决以下问题:①切眼掘进中要做好超前探放水工作;②探明机巷掘进中断层在采面内的延展位置，为该采面是否上综采提供依据;③采面圈出后，要进行综采前防治水工作论证，确保张村煤矿首个综采工作面的安全、顺利回采。瑞利波探测断层的结果:①由瑞利波探测仪探断层结果图可知，四-11050机巷外切眼以里185m处探测点，向采面内延伸50m左右有一相对异常反映，推测可能是断层尖灭区，后根据巷探结果50m处为断层尖灭区，断层延伸至此，物探结果与实际吻合;②切眼贯通后，通过物探和钻探方法对采面切眼东段进行了探测，由11050风巷切眼处物探超前探水结果图可以看出，11050风巷切眼以东25m处，有一个3m左右的视电阻率低值异常段，该处距透水点位置(620m)15m。分析认为，590～600m处为巷道严重冒落段，老空区积存的静水量已经放完，少量渗水流经巷道严重冒落段时，被冒落的煤岩所阻挡而有少量积存，故该处有视电阻率低值异常反映，该分析结果与实际情况吻合;③由11050机巷切眼处物探超前探水结果图可以看出，11050机巷切眼以东18m、25m、36m处有3处小范围低阻异常段，根据已知情况，该几处异常为顶板滴水位置，切眼以东56m范围内不存在较大范围水体异常。根据物探结果，得出如下结论:四-11050切眼以东50m范围内没有发现大范围水体异常，因此，切眼以东50m内不存在小窑采空区。后经钻探验证，该结论正确。物探资料为采面防治水设计提供了资料保证。

2．2庇山煤矿二-11091采煤工作面该采面是庇山煤矿首个综采工作面，掘进时发生过底板突水现象，机巷突水处水压0．94MPa，突水量90m3/h。另外，该采面切眼以东存在一断层，落差15～30m，有导通底板灰岩水的可能性。需解决的问题:①探明断层距离切眼的位置，防止发生断层透水;②探测采面两巷底板水情况及其导水通道，为制定治理底板水方案提供依据。物探过程及结果:①该采面机风巷底板水探测采用了三极测深、对称四极等方法，对机、风巷、切眼全段进行了物探，图1为机巷物探部分结果、图2为切眼结果;②由物探剖面图1可看到，8#～9#测点之间明显存在视电阻率低值异常段。实际情况为，在该采面机巷J12导线点(物探8#～9#测点之间)处出现了底板涌水现象，水压0．94MPa，水量90m3/h;③由切眼物探图2可看到，24#、25#测点附近底板下较近距离范围内均存在低视电阻率异常体，25#测点是距机巷切眼最近(12m左右)的一个点。事实上，物探工作结束后10d左右，切眼中段出现底板涌水现象，涌水量约10m3/h。探测结果为该采面回采前底板水防治方案的制定提供了依据。切眼综合探测:①切眼东F54断层瑞利波探测结果图上显示，在探测点东25m和70m处有两个异常突出反映，根据已知资料，70m处的异常与断层位置基本吻合，25m处的异常可能是F54断层的伴生断层或其它地质体界面;②由庇山煤矿直流电法断层探测结果图可知，探测迎头前60m处有一高值异常反映，根据直流电法以往探测结果，较突出的高值异常往往对应有不导水的断层，因此推断为该高值异常段很可能是F54断层的位置，图上也没有视电阻率低值异常，因此推断，该断层不含水;③直流电法和瑞利波对F54断层的联合探测结果显示，该断层在探测点附近段不含水，断层距切眼的最近距离60m，断层走向也稍有变化，切眼东所留设隔水煤柱能够起到防止该断层导通二煤底板灰岩水的作用。

2．3探测效果分析探测效果:①在煤厚大于2m、且煤岩层起伏较稳定条件下，瑞利波探测煤层中断层效果较明显，有效探测距离可达到80m;②高分辨电法在煤(岩)巷掘进中超前探水效果明显，探测结果正常段没有发现一次出水现象，探测结果异常明显段大多出现滴水、淋水现象，物探结果异常相对较小段常为煤岩层起伏变化大或煤层变薄区;③高分辨电法和瑞利波物探结果对矿井地质预测预报工作的准确性起到了很好的指导作用;④通过一段时间的物探总结，在物探正常范围内，可以减少钻探工作量甚至取消钻探，从而达到节约探水材料资金、增加生产时间、提高生产效率的目的;⑤该项目的成功试验，对其它矿井的地测、防治水工作具有指导和借鉴价值，可以在同类条件矿井推广应用。

3结语

两种探测方法在瑞平公司张村煤矿及庇山煤矿的成功应用，对两矿的采掘生产发挥了重要作用。提高了矿井生产中水文地质预测预报的准确率，避免了采掘工程的盲目性，缩短了采面的投产日期;根据物探结果，进行有目的的探放水、探断层工作，可减少钻探工作量，节约资金投入;提高了矿井技术工作含量和安全生产系数，综合经济效益显著

作者：钱亚宾单位：平顶山市瑞平煤电有限公司