左云縣同發(fā)東周窯礦首采工作面探測(cè)技術(shù)方案

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1、左云縣同發(fā)東周窯礦8101首采工作面探測(cè)技術(shù)方案項(xiàng)目負(fù)責(zé)：崔健項(xiàng)目人員：李瑞科、高士銀、郭磊、孫雨辰北京捷奧斯地質(zhì)勘查公司2011年7月111、概況受同煤集團(tuán)同發(fā)東周窯煤業(yè)有限公司委托，北京捷奧斯地質(zhì)勘查有限責(zé)任公司定于2011年7月對(duì)該公司指定的8101工作面面進(jìn)行探測(cè)工作。根據(jù)項(xiàng)目要求，編制本次探測(cè)設(shè)計(jì)方案。1.1物探工作范圍東周窯井田位于山西省左云縣東，本次工作要求探測(cè)煤礦中指定工作面8101工作面（2101、5101巷）范圍進(jìn)行探測(cè)工作。1.2地質(zhì)任務(wù)根據(jù)同煤集團(tuán)同發(fā)東周窯煤業(yè)有限公司的委托，本次探測(cè)工作需完成的地質(zhì)任務(wù)是：利探測(cè)采面內(nèi)斷層、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造。實(shí)地井下踏勘，巷道內(nèi)均

2、有金屬網(wǎng)及槽鋼支護(hù)，探地雷達(dá)及傳統(tǒng)坑透方法無(wú)法完成探測(cè)，本次工作擬采用瞬變電磁法進(jìn)行工作。1.3交通及位置東周窯井田位于山西省左云縣東，東起東周窯村，西至左云縣城東；北起云西堡村，南至井兒溝村，東西長(zhǎng)15.8km，南北寬14.4km。井田北東距大同市約60km,西距左云縣縣城約15km,鄰近西北邊界有109國(guó)道通過(guò)；井田內(nèi)有東周窯煤炭集運(yùn)站，與京包線、大秦線、北同蒲線相連；井田內(nèi)各鄉(xiāng)村、各煤礦之間有簡(jiǎn)易公路相通，通往全國(guó)各地，交通方便。2、地質(zhì)及地球物理特征2.1區(qū)域地層及煤層11本井田位于大同煤田的北部西緣，地層由老之新為奧陶系、石炭系、侏羅系、白堊系及第三、第四系，其中侏羅系大同組及石

3、炭系太原組為兩個(gè)主要的含煤系地層，主要的煤層由上至下有大同組的3、7、11、13號(hào)，山西組和太原組的山4、5、8號(hào)七層，巖漿巖較發(fā)育，常侵入石炭、二疊系地層，使山4、5號(hào)煤層部分被破壞。煤層在區(qū)內(nèi)主要表現(xiàn)為半亮煤和半暗煤。煤巖組分以亮煤、半亮煤為主，暗煤少量。2.2水文情況區(qū)內(nèi)地下水以大氣降水垂直入滲補(bǔ)給為主，年降水量少，降水絕大部分又形成洪流排向七磨河或十里河，對(duì)地下水補(bǔ)給不利。區(qū)內(nèi)及附近無(wú)大的地表水體，地下水沒(méi)有定水頭補(bǔ)給，不會(huì)形成地下水富水區(qū)。本區(qū)為多開(kāi)采煤層和多含水層的井田，水文地質(zhì)勘探類(lèi)型屬裂隙含水層為主，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，即Ⅱ類(lèi)一型。部分老窯積水，老窯積水與其附近聯(lián)通情況無(wú)法查

4、明。在開(kāi)采石炭系煤層時(shí)遇老窯積水、突水是礦床充水因素之一。碳酸鹽巖巖溶裂隙水在區(qū)內(nèi)廣布、具承壓性，富水性不均，有底板突水威脅存在。2.3地球物理特征主要煤層及巖層的物性參數(shù)表　　　　　　物性時(shí)代巖層煤炭質(zhì)泥巖泥巖砂質(zhì)泥巖粉砂巖細(xì)砂巖中砂巖粗砂巖砂礫巖石灰?guī)r火成巖單位視電阻率中生代18313150738187868784古生代1841006989921099699110462340ΩM(注:以上參數(shù)為加權(quán)平均值)由煤巖層物性參數(shù)表可以看出：煤層與巖層的物性差異很明顯，不同巖層的物性，從泥巖到砂礫巖到煤，視電阻率有增高的趨勢(shì)。粗砂巖及砂礫巖(主要指非煤系)常呈松散膠結(jié),孔隙度較高，密度較小，從

5、而使其電阻率明顯降低。煤層電阻率穩(wěn)定，也給物探工作提供了客觀基礎(chǔ)條件。良性導(dǎo)電地質(zhì)體產(chǎn)生的感應(yīng)二次場(chǎng)與地質(zhì)體的電阻率密切相關(guān)，電11阻率越低、低電阻地質(zhì)體規(guī)模越大，感應(yīng)二次場(chǎng)越高、二次場(chǎng)衰減越慢。理論與實(shí)踐證明，地層中含水?dāng)嗔选⑾萋渲安煽諈^(qū)等電阻率明顯低于周?chē)鷰r層的電阻率，電性標(biāo)志明顯；與此對(duì)應(yīng)，未充水陷落柱及采空區(qū)電阻率為明顯高異常。根據(jù)賦水情況不同，表現(xiàn)為高電阻率（未充水陷落柱及采空區(qū)）或低電阻率（充水陷落柱采空區(qū)），在視電阻率剖面及平面圖中表現(xiàn)為明顯高阻或低阻異常，條帶狀低阻異常為含水?dāng)鄬?，區(qū)內(nèi)為裂隙含水層為主，推測(cè)大部分具有一定規(guī)模的斷層含水。由此為本次井下探測(cè)提供了充分的物性基

6、礎(chǔ)。3、物探方法及原理3.1方法選擇本次探測(cè)工作以探查采面內(nèi)斷層及陷落柱為主要目的，選用井下瞬變電磁法完成本次物探工作。使用中國(guó)地質(zhì)大學(xué)高科資源探測(cè)儀器研究所生產(chǎn)的礦用隔爆兼本安型瞬變電磁儀（圖1）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。圖1礦用隔爆兼本安型瞬變電磁儀113.2方法原理時(shí)間域瞬變電磁法是近十年發(fā)展起來(lái)的一種地球物理方法。它利用電磁感應(yīng)原理，以介質(zhì)的導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性和介電性差異為物性基礎(chǔ)，通過(guò)電性或磁性激發(fā)方式，即利用不接地回線向地下發(fā)送一次脈沖磁場(chǎng)（或電場(chǎng)），以激勵(lì)探測(cè)目標(biāo)感應(yīng)二次場(chǎng)，在一次脈沖磁場(chǎng)（或電場(chǎng)）的間歇期間，利用線圈（或接地電極）測(cè)量二次場(chǎng)的響應(yīng)。瞬變電磁法（TEM）是以地殼中巖（礦）石的

7、導(dǎo)電性與導(dǎo)磁性差異為主要物質(zhì)基礎(chǔ)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)送一次脈沖磁場(chǎng)，在一次脈沖磁場(chǎng)的間隙期間，利用線圈或接地電極觀測(cè)二次渦流場(chǎng)，并研究該場(chǎng)的空間與時(shí)間分布規(guī)律，來(lái)尋找地下礦產(chǎn)資源或解決其它地質(zhì)問(wèn)題的一支時(shí)間域電磁法。圖2瞬變電磁法原理圖通過(guò)近年來(lái)將瞬變電磁法應(yīng)用于勘查領(lǐng)域的實(shí)踐可以看出，與其它電探方法相比，它具有以下幾個(gè)方面的主要優(yōu)點(diǎn)：1）由于觀測(cè)的是純二次場(chǎng)異常，可以進(jìn)行近區(qū)觀測(cè)，因此自