高分辨電法在礦井安全中的應用范文

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《陜西煤炭雜志》2014年第二期

1物探儀器井下探測應注意的問題

井下探測應注意的問題:①下井前要對儀器進行仔細檢查，確保儀器有足夠的電量;②儀器為防爆產品，不得在井下拆卸修理，在有淋水、滴水的場所使用應采取防水措施;③儀器嚴禁強烈震動，碰撞，直接淋水，用完后應清潔;④瑞利波探測時要避免各種井下震動作業，高分辨電法探測時要避免刮板運輸機、皮帶、電機等機電設備運行，以減少震動和電磁場對勘探的干擾，獲取真實可靠的物探資料;⑤事先對擬探測地點地質情況及現場施工環境進行了解和分析，以提高井下施工工作效率。

2礦井應用實例

2．1張村煤礦四-11050掘進工作面該工作面是張村煤礦首個綜采工作面，位于四3煤首采區東翼，西臨四五煤軌道上山，東距井田邊界380m，北臨F47斷層，南臨四-11030工作面，采面東南距小窯采空區較近(40m左右)。采面的主要水患為小窯采空積水，該采面風巷掘進620m時與小窯采空區掘透，造成突水事故。為保證采面安全，機、風兩巷均后退準備提前圈定采面。需解決以下問題:①切眼掘進中要做好超前探放水工作;②探明機巷掘進中斷層在采面內的延展位置，為該采面是否上綜采提供依據;③采面圈出后，要進行綜采前防治水工作論證，確保張村煤礦首個綜采工作面的安全、順利回采。瑞利波探測斷層的結果:①由瑞利波探測儀探斷層結果圖可知，四-11050機巷外切眼以里185m處探測點，向采面內延伸50m左右有一相對異常反映，推測可能是斷層尖滅區，后根據巷探結果50m處為斷層尖滅區，斷層延伸至此，物探結果與實際吻合;②切眼貫通后，通過物探和鉆探方法對采面切眼東段進行了探測，由11050風巷切眼處物探超前探水結果圖可以看出，11050風巷切眼以東25m處，有一個3m左右的視電阻率低值異常段，該處距透水點位置(620m)15m。分析認為，590～600m處為巷道嚴重冒落段，老空區積存的靜水量已經放完，少量滲水流經巷道嚴重冒落段時，被冒落的煤巖所阻擋而有少量積存，故該處有視電阻率低值異常反映，該分析結果與實際情況吻合;③由11050機巷切眼處物探超前探水結果圖可以看出，11050機巷切眼以東18m、25m、36m處有3處小范圍低阻異常段，根據已知情況，該幾處異常為頂板滴水位置，切眼以東56m范圍內不存在較大范圍水體異常。根據物探結果，得出如下結論:四-11050切眼以東50m范圍內沒有發現大范圍水體異常，因此，切眼以東50m內不存在小窯采空區。后經鉆探驗證，該結論正確。物探資料為采面防治水設計提供了資料保證。

2．2庇山煤礦二-11091采煤工作面該采面是庇山煤礦首個綜采工作面，掘進時發生過底板突水現象，機巷突水處水壓0．94MPa，突水量90m3/h。另外，該采面切眼以東存在一斷層，落差15～30m，有導通底板灰巖水的可能性。需解決的問題:①探明斷層距離切眼的位置，防止發生斷層透水;②探測采面兩巷底板水情況及其導水通道，為制定治理底板水方案提供依據。物探過程及結果:①該采面機風巷底板水探測采用了三極測深、對稱四極等方法，對機、風巷、切眼全段進行了物探，圖1為機巷物探部分結果、圖2為切眼結果;②由物探剖面圖1可看到，8#～9#測點之間明顯存在視電阻率低值異常段。實際情況為，在該采面機巷J12導線點(物探8#～9#測點之間)處出現了底板涌水現象，水壓0．94MPa，水量90m3/h;③由切眼物探圖2可看到，24#、25#測點附近底板下較近距離范圍內均存在低視電阻率異常體，25#測點是距機巷切眼最近(12m左右)的一個點。事實上，物探工作結束后10d左右，切眼中段出現底板涌水現象，涌水量約10m3/h。探測結果為該采面回采前底板水防治方案的制定提供了依據。切眼綜合探測:①切眼東F54斷層瑞利波探測結果圖上顯示，在探測點東25m和70m處有兩個異常突出反映，根據已知資料，70m處的異常與斷層位置基本吻合，25m處的異常可能是F54斷層的伴生斷層或其它地質體界面;②由庇山煤礦直流電法斷層探測結果圖可知，探測迎頭前60m處有一高值異常反映，根據直流電法以往探測結果，較突出的高值異常往往對應有不導水的斷層，因此推斷為該高值異常段很可能是F54斷層的位置，圖上也沒有視電阻率低值異常，因此推斷，該斷層不含水;③直流電法和瑞利波對F54斷層的聯合探測結果顯示，該斷層在探測點附近段不含水，斷層距切眼的最近距離60m，斷層走向也稍有變化，切眼東所留設隔水煤柱能夠起到防止該斷層導通二煤底板灰巖水的作用。

2．3探測效果分析探測效果:①在煤厚大于2m、且煤巖層起伏較穩定條件下，瑞利波探測煤層中斷層效果較明顯，有效探測距離可達到80m;②高分辨電法在煤(巖)巷掘進中超前探水效果明顯，探測結果正常段沒有發現一次出水現象，探測結果異常明顯段大多出現滴水、淋水現象，物探結果異常相對較小段常為煤巖層起伏變化大或煤層變薄區;③高分辨電法和瑞利波物探結果對礦井地質預測預報工作的準確性起到了很好的指導作用;④通過一段時間的物探總結，在物探正常范圍內，可以減少鉆探工作量甚至取消鉆探，從而達到節約探水材料資金、增加生產時間、提高生產效率的目的;⑤該項目的成功試驗，對其它礦井的地測、防治水工作具有指導和借鑒價值，可以在同類條件礦井推廣應用。

3結語

兩種探測方法在瑞平公司張村煤礦及庇山煤礦的成功應用，對兩礦的采掘生產發揮了重要作用。提高了礦井生產中水文地質預測預報的準確率，避免了采掘工程的盲目性，縮短了采面的投產日期;根據物探結果，進行有目的的探放水、探斷層工作，可減少鉆探工作量，節約資金投入;提高了礦井技術工作含量和安全生產系數，綜合經濟效益顯著

作者：錢亞賓單位：平頂山市瑞平煤電有限公司