综合物探在煤矿超前探测中的应用.pdf

综合物探在煤矿超前探测中的应用 刘江敏 晋煤集 团 技术研 究院 ， 山西 晋 城 0 4 8 0 0 6 摘要 在山西晋城矿区， 小煤窑的多年乱掘乱采形成了许多采空区， 多数富含老窑水， 给资源整合后新建矿井的生产带来了很 大的安全隐患。本文探讨在煤矿应用瞬变电磁法、 直流电法和地震法进行综合超前探测， 并结合已有资料， 将三者的成果综合分析后 确定掘进工作面前方采空区的位置及其富水性 ， 为矿井安全生产提供可靠的地质资料。 关键词 综合超前探测； 瞬变电磁法； 直流电法； 地震法 Ab s t r a c t T h e r e a y e ma n y s m a l l m i n e s i n J i n c h e n g S h a n x i m i n i n g a r e a ， y e a r s o f c h a o s t o d i g w i t h t h e m f o r me d ma n y mi n e do u t a r e a ， a n d mo s t o f t h e m a r e ri c h i n wa t e r ， i t b ri n g s g r e a t p o t e n t i a l r i s k t o n e w mi n e p r o - d u c t i o n a f t e r r e s o u r c e s i n t e g r a t i o n ． T h i s a r t i c l e e x p l o r e s t r a n s i e n t e l e c t r o ma g n e t i c me t h o d，d i r e c t c u r r e n t me t h o d a n d s e i s mi c me t h o d f o r i n t e g r a t e d p r e a e t d e t e c t i o n a p p l i c a t i o n i n c o a l mi n e， an d c o mb i n e d w i t h t h e e x i s t i n g d a t a t O d e t e rm i n e t h e d i s t r i b u t i o n a n d w a t e r y i e l d p r o p e r t y o f g o af i n f r o n t o f t u n n e l i n g f a c e s b y t h e r e s u l t s o f c o mp r e h e n s i v e a n a l y s i s ， p r o v i d e r e l i a b l e g e o l o g i c al d a t a for mi n e s afe t y p r o d u c t i o n ． Ke y wo r d s i n t e g r a t e d p r e a c t d e t e c t i o n； t r a n s i e n t e l e c t r o ma g n e t i c me t h o d； d i r e c t c u r r e n t me t h o d； s e i s mi c me t h o d 中图分类号 F 4 0 6 ． 3 P 6 3 1 ． 8 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 8 0 1 5 5 2 0 1 6 0 3 0 1 5 3 0 2 晋城矿区 内多年来小窑 乱采 、 乱掘 ， 造成采 空区 、 采空积水遍布 ， 资源整合建设现代化的新型矿井后， 对 新矿井的建设和生产造成极大 威胁 ， 绝大多数 透水灾 难发生在掘进工 作面。针对这一 问题 ， 为 了探 明掘进 工作面前方采空 区的分布及其含水 情况 ， 采 用瞬变 电 磁法 、 直流电法和地震 法对 掘进工作面前方可 能存在 的采空区进行综 合超 前探测 ， 取 得 了很好的效果 。现 以晋城矿区内某矿井应用情况为例进行说明。 1矿井地质概况 该矿井的地尸 由老到新有奥陶系、 石炭系、 二叠 系 、 第四系 ， 其中 、 系上统太原组和二叠系下统 山西 组为矿井的主要含煤地层。井田总体为一走向北东倾 向于北西的单斜构造， 地层倾角约3 。 ～ 6 。 ， 伴随发育有 较宽缓的褶曲和断层构造， 未发现陷落柱构造， 未见岩 浆岩侵入。 ‘ 2施工方案设计 在该矿井 3 2 0 1巷掘进工 作面进行施 工。该巷 道 开采煤层为 3号煤层 ， 煤层上距 K 8砂岩 2 7 ． 3 9 m下距 K 7砂岩 6 ． 6 m。 2 ． 1瞬 变 电磁 法施 工设 计 4 5 30‘ l 5。 0。 图 1 瞬变 电磁法横 向探测方 向示意图 选用 Y C S 1 6 0矿用本 安型瞬 变 电磁 仪进 行施工 。 设计矿井瞬变电磁法超前探测共布置横向探测方向 1 4 个 如 图 1 ， 分 别 是 左 侧 帮 0 。 、 1 5 。 、 3 0 。 、 4 5 。 、 6 0 。 、 7 5 。 、 正前方 左侧 9 0 。 、 右侧 9 0 。 、 右侧帮 0 。 、 1 5 。 、 3 0 。 、 4 5 。 、 6 0 。 、 7 5 。 ； 每个横向探测方向共布置3 个纵向 探测角度 图2所示 与巷道顶板呈3 0 。 夹角向前方顶 板探测 图 2 b 、 顺岩层方向向前方探测 图 2 a 、 与巷道底板呈 3 0 。 夹角向前方底板探测 图2 e 。 巷道掘进方 巷道 断面 一 顺层探测方 发射线框 0＼ 9 0 。 ，、 巷道底板 L aJ b 巷道底板 巷道掘进方 向、 巷道 断面 ， ， 7 ／ ＼ 发 射线框 ～一 ／ ＼ ／ 、 ＼ 底板探测 力 0＼ 6 0 ‘ 向 向 c 巷道底板 图 2 瞬变电磁 法纵 向探测角度示意图 2． 2直流 电 法施 工设 计 选用 Y T D一4 0 0 A 矿井全方 位探测 仪进行直流 电法施工 。设计供 电电极 A1 ， A 2 ， A 3间距为 4 m， 测量 电极M、 N间距为4 m， 供电电极 A 1 距掘进头约1 4 m， 测 量电极 M、 N移动次数 3 0次 ， 每组 M、 N测量 电极对应 3个供 电电极 A 1 ， A 2 ， A 3 ， 共计 9 0个测点数据 ， 如 图 3 所示 ， 探测深度为 1 0 0 m。 收稿日期 2 0 1 6一O 1 0 8 作者简介 刘江敏 1 9 8 6一 ， 男， 山西晋城人 ， 本科学历 ， 工程师， 现在晋煤集团技术研究院工作。 1 53 一 廖 一 。 ～ 如tL 。 一 如 ．．_L 一