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煤厚探測(cè)中無(wú)線電波透視勘探方法研究范文

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煤厚探測(cè)中無(wú)線電波透視勘探方法研究

工作面概況

13271工作面走向長(zhǎng)918m,傾向長(zhǎng)130m,面積119340m2,標(biāo)高+119.48~+168.10m。13271工作面所采的二疊系山西組二1煤層厚0~9m,平均厚4.5m,煤層傾向SE,傾角8°~12°,平均10°,煤層埋深510~560m。煤層呈黑色,粉狀—碎塊狀,屬半亮型煤,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,局部含夾矸0~3層,巖性為炭質(zhì)泥巖、泥巖及砂質(zhì)泥巖,局部有炭質(zhì)或砂質(zhì)泥巖、泥巖偽頂。二1煤層直接頂為灰白色、灰色細(xì)、中粒長(zhǎng)石石英砂巖(俗稱大占砂巖),厚13~19m,平均厚16m,含黑色礦物及黃鐵礦結(jié)核,硅質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié),質(zhì)硬;直接底為灰黑色泥巖、炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖,含植物化石,平坦?fàn)顢嗫冢綄永戆l(fā)育。13271工作面在掘進(jìn)過(guò)程中共揭露斷層9條,其中回風(fēng)巷有3條組成梯狀斷層,2條形成一落差為1.5~2.0m的小地壘構(gòu)造。

無(wú)線電波透視勘探方法

根據(jù)13271工作面的地質(zhì)條件和形狀,此次無(wú)線電波透視勘探采用透射CT交會(huì)法(定點(diǎn)法)。工作頻率0.5MHz,發(fā)射點(diǎn)距50m,接收點(diǎn)距10m,每個(gè)發(fā)射點(diǎn)對(duì)應(yīng)接收點(diǎn)數(shù)為11個(gè)。13271工作面回風(fēng)巷以聯(lián)絡(luò)巷口為位置標(biāo)記500#點(diǎn),由外往里點(diǎn)號(hào)標(biāo)記為500#—589#,點(diǎn)號(hào)間距為10m,共布置了17個(gè)發(fā)射點(diǎn);運(yùn)輸巷以聯(lián)絡(luò)巷口為位置標(biāo)記0#點(diǎn),由外往里點(diǎn)號(hào)標(biāo)記為0#—88#,點(diǎn)號(hào)間距為10m,共布置了17個(gè)發(fā)射點(diǎn)。2條巷道共完成發(fā)射點(diǎn)34個(gè),接收點(diǎn)369個(gè)。總體探測(cè)信號(hào)較為穩(wěn)定。工程布置如圖1所示。

采前坑透探測(cè)結(jié)果與采后揭露情況對(duì)比

113271工作面采前坑透探測(cè)成果分析

從13271工作面無(wú)線電波透視CT掃描成果圖(圖2)看出,此次無(wú)線電波透視勘探范圍內(nèi),工作面里段和外段煤層厚度相對(duì)較穩(wěn)定,透視異常區(qū)主要集中在工作面中段區(qū)域,即回風(fēng)巷550~750m巖巷段對(duì)應(yīng)工作面位置。如圖3所示,共探出1個(gè)電磁波能量較強(qiáng)吸收區(qū)(1號(hào)異常區(qū))和2個(gè)電磁波能量次強(qiáng)吸收區(qū)(2號(hào)和3號(hào)異常區(qū))。(1)1號(hào)異常區(qū)。屬于電磁波能量較強(qiáng)吸收區(qū),位于13271工作面回風(fēng)巷550~740m對(duì)應(yīng)工作面位置,異常幅值較高、異常范圍較大,可能系基底不平、河流沖刷或斷裂構(gòu)造等地質(zhì)因素造成的煤厚變薄區(qū)域,此段難以回采。(2)2號(hào)和3號(hào)異常區(qū)。屬于電磁波能量次強(qiáng)吸收區(qū),分別位于13271工作面回風(fēng)巷400~440m附近和運(yùn)輸巷160~180m附近。2號(hào)異常區(qū)向工作面里面延伸較多,呈狹長(zhǎng)條帶狀;3號(hào)異常區(qū)向工作面里面延伸較少,異常范圍均較小、異常幅值稍高,可能是小型斷層或煤厚變薄反映,對(duì)工作面回采影響較小。故建議在13271工作面回采接近1號(hào)異常區(qū)前,應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)觀測(cè),并根據(jù)實(shí)際情況,著手對(duì)工作面進(jìn)行改造。同時(shí)在工作面回采過(guò)程中,應(yīng)對(duì)2號(hào)和3號(hào)異常區(qū)加強(qiáng)觀測(cè),并及時(shí)做好應(yīng)對(duì)措施。

213271工作面采后揭露情況

2010年6月,13271工作面開(kāi)始回采,煤厚6~7m。回采至12月時(shí),底板開(kāi)始上抬,煤層厚度逐漸變薄,并減少至1.5m。此時(shí),石壕煤礦結(jié)合無(wú)線電波坑透異常區(qū)資料,進(jìn)行沿空留巷,沿薄煤帶推進(jìn),直至最后煤厚僅剩0.8m,無(wú)法正常開(kāi)采(圖4)。與此同時(shí),根據(jù)無(wú)線電波坑透資料及回風(fēng)巷、運(yùn)輸巷掘進(jìn)時(shí)揭露情況,在工作面前方合適位置重新開(kāi)切眼,即從回風(fēng)巷無(wú)煤段起始端開(kāi)口向運(yùn)輸巷掘進(jìn),提前對(duì)工作面進(jìn)行改造。改造后,13271工作面在非無(wú)線電波坑透異常區(qū)正常回采至今。

結(jié)語(yǔ)

13271工作面的無(wú)線電波坑透技術(shù)探測(cè)不僅為生產(chǎn)提供了地質(zhì)保障,也取得了良好的效益。(1)經(jīng)濟(jì)效益。無(wú)線電波坑透探測(cè)工作提前預(yù)測(cè)了工作面內(nèi)部的煤厚變化,優(yōu)化了工作面改造方案,減少了煤厚變化對(duì)生產(chǎn)的影響,節(jié)約鉆探、巷探費(fèi)用30萬(wàn)元,多采出原煤約3000t。(2)綜合效益。如果在沒(méi)有無(wú)線電波坑透物探資料的情況下揭露地質(zhì)構(gòu)造,往往會(huì)出現(xiàn)工作面工程質(zhì)量下滑、安全無(wú)保障的情況,甚至釀成大事故。在獲得無(wú)線電波坑透物探資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行回采,可以提前做好準(zhǔn)備,確保生產(chǎn)銜接,并通過(guò)采取相應(yīng)安全技術(shù)措施,確保安全生產(chǎn)。(本文作者:申青春、姚江宇、姚小帥、樂(lè)勇單位:義煤集團(tuán)公司)

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