瞬變電磁物理探測(cè)法在煤礦井下探測(cè)應(yīng)用

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1、瞬變電磁物理探測(cè)法在煤礦井下探測(cè)應(yīng)用　　【摘要】瞬變電磁法和高密度電阻率法是目前應(yīng)用于礦井工作面水文地質(zhì)條件探測(cè)的主要水文物探方法，它們?cè)诠ぷ髅骓敗⒌装鍘r層含水地質(zhì)異常體、裂隙帶富水性、導(dǎo)水通道、含水鉆孔和含隔水層厚度探測(cè)等方面應(yīng)用廣泛。本文介紹了瞬變電磁法在實(shí)際工程勘探中應(yīng)用案例，該方法可以準(zhǔn)確反映出巷道前方構(gòu)造賦水狀態(tài)，能為煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中超前預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水患、導(dǎo)水構(gòu)造和礦井防治水害防治提供技術(shù)依據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】礦井瞬變電磁儀例子賦水狀態(tài)1引言雞西礦區(qū)新發(fā)煤礦礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜，水害嚴(yán)重，2011年該礦引進(jìn)了YCS40-1型瞬變電磁測(cè)深儀，截止到2013年4月末共進(jìn)行了127次物探工作，

2、其中井下瞬變電磁法物探43次。通過(guò)設(shè)計(jì)適合礦井巷道條件的裝置形式，基本能探測(cè)出工作面煤層頂?shù)装濉⒒夭擅簩蛹跋锏狼胺綐?gòu)造賦水狀態(tài)。特別在巷道掘進(jìn)前方的賦水性預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)對(duì)巷道安全高效掘進(jìn)和預(yù)防水害事故起著重要的作用，為煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中超前預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水患和導(dǎo)水構(gòu)造提供技術(shù)依據(jù)。2礦井瞬變電磁法井下現(xiàn)場(chǎng)工作方法4礦井瞬變電磁法是在井下巷道中進(jìn)行勘測(cè)的，考慮到井下巷道空間的限制，限制了發(fā)射裝置的發(fā)射功率，因此采用了多匝一小回線裝置，既可以在狹窄的巷道空間中方便的進(jìn)行各種角度的旋轉(zhuǎn)、位移，也增加了發(fā)射功率和探測(cè)深度。在巷道迎頭做超前探測(cè)具體施工時(shí)，測(cè)點(diǎn)在巷道迎頭空間的布置（如圖1）。從巷道迎頭的一側(cè)開

3、始，使發(fā)射、接收回線裝置的法線垂直巷道側(cè)面進(jìn)行測(cè)量，然后旋轉(zhuǎn)回線裝置，使裝置的法線方向與巷道的側(cè)幫分別成一定、逐漸增大的夾角進(jìn)行探測(cè)；當(dāng)回線裝置的法線方向與巷道迎頭界面垂直時(shí)，根據(jù)其主迎頭斷面的寬度布置2～3個(gè)測(cè)點(diǎn)；到巷道迎頭另一側(cè)時(shí)再同剛才一樣旋轉(zhuǎn)回線裝置，使回線裝置的法線方向完成180°的旋轉(zhuǎn)角度。同時(shí)還可以將回線裝置的法線方向分別向上和向下與水平面成大約45°角，然后在進(jìn)行如上的旋轉(zhuǎn)探測(cè)?？梢缘玫揭粋€(gè)以巷道迎頭位置為中心的，向掘進(jìn)方向的成半球體探測(cè)范圍，從而可以全方位的確定巷道前方及其周圍是否有低阻異常的存在。3解決了生產(chǎn)問(wèn)題的實(shí)際工作例子（1）解決了煤礦掘進(jìn)工作面前方的賦水構(gòu)造問(wèn)題。

4、①2011年2月為查明巷道迎頭及頂板賦水情況，對(duì)905掘進(jìn)隊(duì)施工的東一采區(qū)4#四片石門進(jìn)行了瞬變電磁探測(cè)。根據(jù)迎頭的實(shí)4際情況，采用重疊回線裝置，發(fā)射和接收線框?yàn)?m×2m矩形回線。布置測(cè)點(diǎn)11個(gè)，分別對(duì)迎頭掘進(jìn)方向、和迎頭掘進(jìn)前方頂板20°方向探測(cè)。數(shù)據(jù)采集完成后，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的解釋處理，如圖2。從圖2顯示迎頭掘進(jìn)方向探測(cè)存在相對(duì)低阻區(qū)、圖中紅線標(biāo)出，確定為弱含水區(qū)，基本為砂巖塊狀干性，沒(méi)有構(gòu)造導(dǎo)水?dāng)嗔?，和巖層裂隙水存在。（2）解決了煤礦采掘工作面前方鉆孔積水情況問(wèn)題。2013年4月，在西二采區(qū)107采煤隊(duì)開采的29#煤左四回采工作面中，存在有81-41鉆孔。由于2008年時(shí)開采上方的36A煤

5、層，因此懷疑該鉆孔可能存在積水。為了安全起見用YCS40-1礦用瞬變電磁儀進(jìn)行了物探。見圖3。探測(cè)顯示：107隊(duì)采煤工作面前方全部為弱含水區(qū)，不存在有含水鉆孔。實(shí)際結(jié)果為107采煤隊(duì)5月份采過(guò)了81-41鉆孔，頂、底板實(shí)見此孔，不含水、瓦斯，得以安全通過(guò)。4結(jié)論4綜上所述，通過(guò)新發(fā)礦實(shí)踐應(yīng)用，在水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦區(qū)應(yīng)用瞬變電磁測(cè)深儀，在井下巷道超前探測(cè)方面具有施工方便、對(duì)施工空間要求不高、成本低、技術(shù)比較成熟、效率高的優(yōu)點(diǎn)，特別是可以在狹小的巷道迎頭空間中工作并且數(shù)據(jù)采集效率高，不影響煤礦巷道的正常掘進(jìn)，基本能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出井下采掘地點(diǎn)前方煤巖層及巷道頂板上方的含水異常，可提前預(yù)報(bào)前方斷層及

6、破碎帶、裂隙發(fā)育區(qū)等構(gòu)造的賦水性，保障了巷道的安全、快速掘進(jìn)。為煤礦安全生產(chǎn)提供依據(jù)。參考文獻(xiàn)：[1]王揚(yáng)州，于景邨等瞬變電磁法礦井超前探測(cè)[M].徐州：工程地球物理學(xué)報(bào)2009.[2]湯金云.礦井瞬變電磁法數(shù)據(jù)處理與解釋系統(tǒng)研制[D].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2007.[3]李貅.瞬變電磁測(cè)深的理論與應(yīng)用[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2002.4