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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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）