矿井地质探测仪超前探测应用.pdf

江西煤炭科技 J I ANGXI COAL S CI E NCE TECHNOL OGY 2 0 1 2年第 3期 NO． 3 2 01 2 矿井地质搽测 仪超前搽测 应用 田传 昌 鹤岗分公司富力煤矿 ， 黑龙 江 鹤 岗 1 5 4 1 0 3 摘要 介 绍 K D Z 1 1 1 4 ～6 A3 0地质探测仪在富力矿 的应用与探 测效果 ， 实践证 明， 探测 前方 7 0 m 内的断层 ， 与实际情 况 基本相符 。 关键词 地 质探 测仪 ； 超前探测 ； 效果分析 中 图分 类 号 P6 3 1 ． 4 文 献 标 识 码 B 文 章 编 号 1 0 0 6 2 5 7 2 2 O1 2 0 3 --0 0 6 3 0 2 Ap p l i c a t i o n o f M i ni ng Ge o l o g i c a l De t e c t o r t o Ad v a n c e d De t e c t i o n Ti a n Ch u a n c h a n g F u l i C o l l i e r y ，He g a n g B r a n c h ，L o n g ma y Mi n i n g Gr o u p C o ． ，Lt d ，He g a n g ，He i l o n g j i a n g ，1 5 4 0 0 3 Ab s t r a c t Th e p a p e r i n t r o d u c e s t h e a p p l i c a t i o n a n d d e t e c t i o n e f f e c t s o f KDZ1 1 1 4 6 A3 0 a d v a n c e d de t e c t o r i n Fu l i Co l l i e r y，wh i c h h a s p r o v e d t h a t d e t e c t e d f a u l t s i n t h e d i s t a n c e o f 7 0 me t e r s a r e i n a c c o r d wi t h t h e a c t u a l c o n d i t i o n ． Ke y wo r d s ge o l o g i c a l d e t e c t o r ；a d v a n c e d d e t e c t i o n；e f f e c t a n a l y s i s 1 概 况 富力 煤矿位于鹤 岗煤 田中部偏南 ， 井 田走 向 2 ． 0 k m， 倾斜宽度 3 ． 1 3 2 6 k m， 井 田面积 6 ． 2 6 5 2 k m。 。富力煤矿 是 1 9 5 8年建矿 ， 1 9 5 9 ～ 1 9 6 0年 简易 投 产 ， 原 设 计 能力 1 ． O 8 Mt ／ a ， 核定 能力 1 ． 4 Mt ／ a 。1 9 7 8年改造 后核定 能力 为 1 ． 8 0 Mt ／ a 。现生产 能力 1 ． 8 0 Mt ／ a 。含煤地层 为上侏罗 统 ， 共含 2 3层煤 ， 其 中可采 的煤层 l 3层 ， 总厚 4 4 4 6 m。 2 井下探 测数据采 集与分析 1 数据采集方法 KDZ 1 1 1 4 6 A3 0地 质 探 测 仪 一 般 按 照 以下 步 骤进 行 按 主机上 的“ 开 ” 按“ 1 ” 现 场探测 、 按 “ 9 ” 用户 探测 一般在用户探 测 内单 点探 测 和 共偏 移 探 测都 可 以 ， 按 “ 2 ” 参数设置 按“ 上 页” 一 一 “ 确认” 编辑状态 ， “ 超前 采样点数 5或 1 0 S ”； “ 采样 间隔 1 O ～1 5 S ” ， 煤层 中可 以 用大 一些 的 1 5 s ， 岩 层 可 以是 1 5或 1 2 S ； “ 采 样 点 数 1 0 2 4 s ” 其他和“ 首页” 中的参 数可 以不 设或 默认 ， 完 成后 按“ 键控” 退出编辑状 态 ， 最后操作“ 尾页” 一 一“ 确认 进 入编辑状态 ”， 此 页 主要要 设 定增 益 的大小 ， 一 般使 用 2 道检波器可 以只设定第 一和第 二道增益 即可 ， 首轮增 益一 定要设 定为 3 6 ， 第二 轮为 4 8 ， 特殊 情况 下 ， 如探 测 目标有 在 1 0 m 以内的嫌疑 ， 可加 多一轮 ， 增益可设为 2 4 。 2 数据分析方法 井下采集到的数据通过传 输 口传 到计算机 ， 转换 出来 的文件采用专 门的数据分析处理软件进 行处理 ；首先提取 软件 ，点击工具栏 中的第一个选项“ 刷新并 回到根 目录” 按 键 ，从 中找到在井 下采集 的数据并 点击 确定 。点击 QF X 文件边 的文件夹 ， 将 转 化的 HS D文 件保存 在要 保存 的地 方 。点击“ 确 定” 并 保存 。保存 的文件 格式 为 QF X， 打 开 KD Z 3 ． 0软件 ， 用 KDZ 3 ． 0软件将 QF X文件打开。 3地 质 探 测 仪 的应 用 1 在 一3 8 0 m南 2 1层溜子道的应用 1 工程概况 矿井 开采方式为井 工开采 ， 地质构造复 杂 ， 为探明矿井疑惑 区域 内地 质构 造 ， 采用 地震 波探测 方 法 中单点法对矿井 疑惑区域进行探测 ， 具 体探测位置见 图 1 。目的是探查 疑惑 区域 内地 质构造 的 位置、 产 状要素及 煤层的稳定情况 。 左帮 ⋯ 一● 右帮 图 1 场 施 工 布置 平 面 63 2 探 测 方案 本次 探测 采用 单 点 自激 自收探 测 方 法 ， 根据反 射 波原理 ， 单 道观 测 系统 有相 应 波路 图 见 图 2 ， 且它 的时距曲线方程 为 0 十 t 4 4 h A 圈 2 单道观测 系统波路 这样等步长前 移连 续追 踪可 得到 地下各个 反射 界面 的剖面时域波形 图。反之 ， 根据测试 波形求取反 射相位时 1 间， 又可求解探测 目标体的距离， 即 h 一v t 。 厶 本次实验探测参数如下 采样 电压为 0 ． 5 V， 触发方式 为外触发 ， 采样 间隔为 8 0 s ， 采样 点为 1 0 2 4个 ， 开放 通道 为 2道 ， 采样频带为 O ～1 0 0 0 Hz 。 3 安全措施 为保证本次探测安全进行 ， 由煤 矿指派 专职人员对作业地 点进行监测 。 4 数据解析 图 3 是本次探测数据 ， 从数据上可以分 析在 2 2 m左右开始处出现 破碎带 疑似小断层 ， 在 4 6 m 左右 出现异常起跳怀疑有 断层 ， 7 5 m 左右 出现异常 疑 似 小断层 。 ． 冬 ，-一 ， 一 4 ， ▲、． ．＼广▲ ‘ ， J 、 ／ -． A， ～ √I 左 右 L ‘ 一 J 一 l 、／ 筏 ／ L ’ ▲f 2 2 t ； 4 6 m 左 名 碱 降 带 疑 似 屡 图 3探 测 结 果 2 综 合分 析和建议 针对本次震 波探测 中所 下结 论 的异常 区或 明显界 面 起跳 区， 建议采 取物探 为先 、 钻探 结合 的办 法进行 综合地 质预测 ， 在怀 疑是构造异常 区进行 打钻验证 。对于本 次地 震探测 的距离 ， 煤 层采 用的经 验波速 是 1 5 0 0 m／ s ， 岩层 采 6 4 用 的经验波速是 3 0 0 0 m／ S ， 这并非 是实测 的波速 ， 且 由于 断层并 非垂直 ， 因而也会产生 一定 的偏 差 ， 希望 在掘 进揭 露后进 行相关 的 资料收集 ， 以取得 适合 本 矿 的煤 岩层 波 速 ， 为以后更准确的探测做好准备 。 3 实践验证 经过巷探实 际揭 露验证 ， 在探测 点 A点 往前 掘进 2 1 m处煤层层理破碎严重 ， 巷道施 工到此 处 时见一 小断层 ， 其走向 6 6 。 、 倾 向 1 5 6 。 ， 倾角 5 O 。 ， 落差 0 ． 6 m， 此断层 为正 断 层 ； 探测点 A点往 前掘进 4 5 m 处存 在一 正断 层 ， 其 走 向 5 8 。 、 倾 向 1 4 8 。 ， 倾角 4 7 。 ， 断层落差 2 ． 5 m； 在探测点 A点往 前掘进 7 5 m处也发现一小断层 ， 其走 向 7 8 。 、 倾 向 1 6 8 。 ， 倾 角 5 5 。 ， 落差 0 ． 7 m， 此断层 为正断层。通 过巷道 实际所揭 露 的情况看 ， 与探测结果基本相符 ， KD Z 1 1 1 4 6 A3 0地 质 探测仪探测结果 比较准确 ， 具体情况详见平 面 图与 剖面 图 见 图 4 、 图 5 。 圉 4 3 8 0 m 南部 2 1号 层 地 质 平 面 图 ● J 图 53 8 0 IT l 南 部 2 1号 层 溜 子 道 地 质 剖 面 图 4 结 语 1 从巷道实 际揭露 情况看 ， KDZ l l l 4 6 A3 0地质 探 测仪有效探测距离在 7 0 m 以上 ， 最大探测距离可达 9 0 m。 2 KD Z l l l 4 --6 A3 0地质探测仪器能够探测掘进 面前 方 断层 、 围岩裂隙 、 岩石破碎带 以及顶 底板煤 厚变化情 况 ， 探测结果 与实际基本相符 。 作 者简介 田传昌 1 9 6 3 一 ， 男 ， 毕业 于鹤 岗职工 大学矿 山地 质 专业 ， 大专学历 ， 工程师 ， 现为黑龙江龙煤股份有限公司鹤岗分公 司富力 煤矿 地测大队地质副科长 。 收稿 日期 2 o 1 2 lo 5 0 8 编辑 郭正 义