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煤厚探測中無線電波透視勘探方法研究范文

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煤厚探測中無線電波透視勘探方法研究

工作面概況

13271工作面走向長918m,傾向長130m,面積119340m2,標高+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、中粒長石石英砂巖(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,平坦狀斷口,水平層理發(fā)育。13271工作面在掘進過程中共揭露斷層9條,其中回風巷有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,此次無線電波透視勘探采用透射CT交會法(定點法)。工作頻率0.5MHz,發(fā)射點距50m,接收點距10m,每個發(fā)射點對應接收點數(shù)為11個。13271工作面回風巷以聯(lián)絡巷口為位置標記500#點,由外往里點號標記為500#—589#,點號間距為10m,共布置了17個發(fā)射點;運輸巷以聯(lián)絡巷口為位置標記0#點,由外往里點號標記為0#—88#,點號間距為10m,共布置了17個發(fā)射點。2條巷道共完成發(fā)射點34個,接收點369個。總體探測信號較為穩(wěn)定。工程布置如圖1所示。

采前坑透探測結(jié)果與采后揭露情況對比

113271工作面采前坑透探測成果分析

從13271工作面無線電波透視CT掃描成果圖(圖2)看出,此次無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,即回風巷550~750m巖巷段對應工作面位置。如圖3所示,共探出1個電磁波能量較強吸收區(qū)(1號異常區(qū))和2個電磁波能量次強吸收區(qū)(2號和3號異常區(qū))。(1)1號異常區(qū)。屬于電磁波能量較強吸收區(qū),位于13271工作面回風巷550~740m對應工作面位置,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號和3號異常區(qū)。屬于電磁波能量次強吸收區(qū),分別位于13271工作面回風巷400~440m附近和運輸巷160~180m附近。2號異常區(qū)向工作面里面延伸較多,呈狹長條帶狀;3號異常區(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,對工作面回采影響較小。故建議在13271工作面回采接近1號異常區(qū)前,應加強地質(zhì)觀測,并根據(jù)實際情況,著手對工作面進行改造。同時在工作面回采過程中,應對2號和3號異常區(qū)加強觀測,并及時做好應對措施。

213271工作面采后揭露情況

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

結(jié)語

13271工作面的無線電波坑透技術探測不僅為生產(chǎn)提供了地質(zhì)保障,也取得了良好的效益。(1)經(jīng)濟效益。無線電波坑透探測工作提前預測了工作面內(nèi)部的煤厚變化,優(yōu)化了工作面改造方案,減少了煤厚變化對生產(chǎn)的影響,節(jié)約鉆探、巷探費用30萬元,多采出原煤約3000t。(2)綜合效益。如果在沒有無線電波坑透物探資料的情況下揭露地質(zhì)構(gòu)造,往往會出現(xiàn)工作面工程質(zhì)量下滑、安全無保障的情況,甚至釀成大事故。在獲得無線電波坑透物探資料的基礎上進行回采,可以提前做好準備,確保生產(chǎn)銜接,并通過采取相應安全技術措施,確保安全生產(chǎn)。(本文作者:申青春、姚江宇、姚小帥、樂勇單位:義煤集團公司)

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