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3 ． 板 灰 岩 岩 溶 突水 条 件 评 价 煤 矿底板 岩溶突水条件 的正确 分 析 和评价 ，需要 分区综 合研究 下述诸 因素 ，岩溶含水 层的 富水程 度和 区域 补给条 件 、 煤 层底板 承受 的水 头压力 、 底板 隔水层 的厚度 与强度 、引发 底板 突 水 通 道 的 地 质 构 造 和 矿 山 压 力 条 件 ， 如果仅 对个别 因素进行 评价 ， 往往 会得 出不符合实际 的结论 太原组下 部主要 可采煤 层 的底板 隔水层厚 度及其 岩性组合 情况 ，是勘 探 中必须 查 明的控制底 板突水 条件 的 重 要 因素 ，这直接 关系 到煤层底 板对 于 奥 灰 岩 溶 水 的 阻 抗 能 力 ，所 述 底 板 隔水层 厚度 ，包 括煤层 底板 至奥灰侵 蚀 顶 面以及该顶 面 至奥灰第一 岩溶含 水 层 顶 板 的 两 部 分 岩 层 厚 度 之 和 ， 这 需要有一定 的勘探钻孔工程量控制 。 地 质构 造 所致 的断 层 和岩 体 破碎 带 ， 常 是底板 奥灰水突 水的易发 部位 和通 道 ，勘探 中需 要认 真研 究勘 探 区的构 造 格 局 和应 力 特 点 。 地 质构造 是研究底 板突 水条件 的 关键 。由膏溶作用形成 的岩溶陷落柱 ， 在 山西霍 州矿 区 、 西 山煤 田、 阳泉矿 区 等 分布较 广泛 ，其 分布 明显受到 奥灰 埋 藏深度 和构造 条件控制 ，一般 均发 育 在奥灰 岩溶地 下水 系统 的 主迳 流带 密 实 较 好 ，在 天 然 条 件 下 具 有 一 定 的 阻隔水性 能 ，但 要注意 采矿 条件 下它 们可 能发生 的变化 ，不 可简单 以地质 力 学 性 质 来 评 价 断 层 的 阻 、 隔 水 性 能 。 无论 在 勘探 或 采矿 阶段 都 需要 逐 段 、 逐层 详细研究 断层带 两侧不 同深度 对 口部 位 的岩性 、裂 隙岩溶发 育和富 水 情 况 ， 分析 采矿 时的采 区和井巷布 置 、 开采 方法 对 矿 山压力 的可 能 影 响 ， 对 于岩溶 陷落柱 ，尤其需要 观察 和研 究 柱体 内岩层充填 的密实程 度 ，如霍州 矿区 曾发生充填 疏松 的陷落柱 引起 的 底板 突 水 通 道 。 矿 山压 力 是 在 具 有 其 它 突 水 条 件 下 ，采 矿活动 引起 底板突水 的触 发 因 素 。采煤方法 和底板 管理 ， 将直接影响 到矿 山压力 的大 小和 来压周期 ，矿 山 压 力 对 于 底 板 隔 水 层 的 直 接 破 坏 深 度 ， 使 其降 低 阻 、 隔水 性能 ， 如 在山西 霍州 矿 区煤 系砂岩 和泥岩组合 岩层 中 实测 ， 其直 接破坏深 度为 1 0 1 7 m。 霍州 矿区汾河段 是郭家 泉域奥灰 岩溶 水 系统 的 强 迳 流 带 ，该 带 奥 灰 岩 溶发 育 ， 构 造及 陷落 柱分布 多 ， 最低 可 采 的 1 l号 煤 层距 奥 灰顶 界 为 l 2 ． 7 8 ～ 2 8 ． 3 0 m，平 均 厚 约 2 0 m，局 部 地 段 l 1 号煤 承受奥灰水 压近 6 Mp a ，带 压开采 太原组煤 层存在奥 灰岩溶水 沿煤层 底 威 胁 ， 是 水 文 地 质 条 件 复 杂 区段 。 全 省发 生煤矿 底板岩 溶水 突水事 故主要 是 由太原组 下部煤 层岩 巷掘进 遇 导 水 断 层 引 起 ， 突 水 量 2 0 - 1 0 0m3 ／ h， 全省 至今 尚未发 生较大 的底板 突水灾 害 ，是 因为现 太原组下组 煤生 产矿井 主要 在安全 区开采 ，在掘 进 中注意避 开 底板 条件 复杂 区段 所致 。煤 矿 开采 要 超前 探测 隐伏导水 构造 ，防止 奥灰 岩 溶 水 形 成 底板 突 水 威 胁 。 煤 矿 底 板 岩 溶 水 条 件 类 型 的 划 分 ， 直接关 系到煤 田勘探工 作部署 、 矿 井规划 和安全生产 。在实 际工作 中 ， 不 仅 对 井 田 ，甚 至 到 井 田 内 的各 个 区段 都需 要进行 分区预测 。预测 的准确 程 度 ， 一是靠 丰富 的煤 田水 文地质资 料 ， 二是靠 对 底板 突水 因素 的综 合评 价 。 在这种基 础上 ，对 山西煤 矿底板 奥灰 水突水条 件 的复 杂井 田进 行预测 是可 行 的 。如 霍 州矿 区 汾河 段 、 河 曲矿 区西 北部 、古 交矿 区镇 城底 区等就 是一批 底 板 岩 溶 水 矿 区 水 文 地 质 条 件 复 杂 区 。 总之， 本文 就山西煤矿底板灰岩岩 溶水充 水因素及 其突水 条件进行 了定 性 分 析 ，研 究 成 果 可 供 生 产 矿 井 和 地 质勘探部 门参考使用 。 作者 单位 山西煤 田地 质局 附近 ，陷落柱 和较 大断层 带一般 充填 板 薄弱地 带 向生产 矿井形成 底板 突水 责任编辑 马茂洋 ⋯ ⋯ ⋯ ． ，， ． I， ． I， ．， ， ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯ ⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯ 井 下瞬 变电 磁超 前 探测 技 术 ● 张 士 峰 一 、瞬 变 电 磁 法 基 本 理 论 瞬 变 电磁法 或称 时 间域 电磁法 T i me d o m a i n e l e c t r o m a g n e t i c me t h o d s ， 简 称 T E M，它 是利 用 不 接 地 回线 或 接 地线 源 向地下 发 射一 次 脉 冲磁 场 ，在 一 次脉 冲 磁 场 间歇期 间 ，利 用线 圈 或接 地 电极 观 测 二次 涡流场 的方 法 。简单地 说 ， 瞬 变 电 磁法 的基本 原理就 是 电磁感 应 定律 。 二、 超 前探 测 基本 工作 方法 在井 下 巷道 布 设 通 以一 定 波 形 电流 的发 射线 圈 ，从 而 在其 周 围空 间产生 一 次 电磁 场 ， 并在 岩 矿体 中产生 感 应 电流 。 断 电后 ，感应 电流 由 于热损 耗 而 随 时间 衰 减 。衰减 过 程 一般 分 为早 、 中和 晚期 。 早期 的 电磁 场 相 当于频 率 域 中的 高频 成 分 ， 衰 减快 ， 趋 肤 深 度 小 ； 而 晚期 成 分 则 相 当于 频率 域 中 的低频 成 分 ， 衰减 慢 ， 趋 肤深 度 大 。通 过测 量 断 电后各 个 时 间段 的二 次 场 随时 间 变化 规律 ，可得 到 不 同 深度 的地 电特 征， 依此判 断 地质 及水 文地 质异 常 。 三 、 T E M一 4 7瞬 变 电磁 仪 超 前 探 测 距离 长 、 速 度快 梧 桐 庄矿 实 际应 用 表 明 ，其 有 效超 前探 测 距 离为 8 0 ～ l 0 0米 ， 可 向任 意 方 向 探测 ， 探 测方 向 为线 圈的法线 方 向。现场 一 次采 集 1 5 0 ～ 2 0 0米 范 围 的资 料 约 需 2 小时 ， 2 4小 时 即可完 成资料 解释 工作 。 四 、 应 用 实 例 l _北翼 总 回风 巷掘 进 中 ，顶板 突 水 1 4 0 m 3 ／ h ， 水温 增高 ， 怀疑 前方 有垂 直导 水 通道与 奥灰水 导通 ， 为此 配 巷避开 此危 险 区 。引进 T E M- 4 7瞬 变 电磁仪 后 ， 与 中国 矿 大合作 ，在 配风 巷 中进 行侧 向探测 ， 查 明 了陷落柱 的具体 位置 ， 后 钻探证 实 物探 的 陷落柱位 置准 确 ，且有 3 ． 5 Mp a的压力 下 出水 2 0 0 m ， 并 对陷 落 柱实 施 注浆 封 堵 ， 既保 证 了安 全 ， 又解放 了资 源 。 2 ．地 面三维 地 震探 出二 采 回风 巷前 方 有一 长 轴 8 0米 的陷 落柱 ， 实 施 注浆 封 堵 不经济 ， 应 留设防 水煤柱 。利用 井 下巷 道 工程 ， 实 施瞬 变 电磁探 测 后发 现 ， 原 8 0 米 陷落 柱 是 由一 条小 断层 和 几 个直 径 十 几 米 的小 陷 落柱 组成 的 。这 是 成 功 应用 瞬 变 电磁探测 的 又一实 例 。 2 0 0 4． 2煤炭企业管理 59 维普资讯
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