掌石沟煤业15101运输顺槽全方位超前探测分析.pdf

2 0 1 7年第 7期 总第 1 4 2 期 缸 ； 夏 占 钍 E N E R G Y A N D E N E R G Y C O N S E R V A T I O N 2 0 1 7年 7月 掌石沟煤业 1 5 1 O 1运输顺槽全方位超前探测分析 李 慧斌 山西煤炭运销集团晋城有限公司，山西 晋城 0 4 8 0 2 6 摘要 以掌石沟煤业1 5 1 0 1 工作面运输顺槽作为研究对象，采用矿井全方位探测方法对其掘进头1 4 2 8 m处1 0 0 m范围 内的地质构造段和老空积水区进行 了全方位超前探测，布置测点3 O 个，完成探测数据3 组，超前探测出1 4 7 1 m～1 4 7 4 m、1 4 9 1 m一1 4 9 3 m和1 5 2 5 m一1 5 2 8 m这3 处煤层可能存在老空积水。该研究为掌石沟煤业1 5 1 0 1 工作面运输顺槽 的探放水 工作提供技术 支持。 关键词 超前探测；地质构造；老空积水 中图分类号 T D1 2 文献标识码 A 文章编号 2 0 9 5 0 8 0 2 一 2 0 1 7 0 7 0 1 5 9 0 2 Ana l y s i s o f Al l - r o u nd Ad v a nc e d De t e c t i o n o f Tr a n s p o r t at i o n Cr o s s he a di n g a t 1 51 01 W o r ki ng Fa c e o f Zha ng s h i g o u Co al I ndu s t r y Co mpa n y U Hu i b i n J i n c h e n g C o ． ， L t d ． ， S h a n x i C o a l T r a n s p o r t a t i o n a n d S a l e s Gr o u p ， J in c h e n g 0 4 8 0 2 6 ， S h a n x i ， Ch i n a A b s t r a c t T a k i n g t r a n s p o r t a t i o n c r o s s h e a d i n g a t 1 5 1 0 1 w o r k i n g f a c e o f Z h a n g s h i g o u C o a l I n d u s t r y C o m p a n y a s t h e r e s e a r c h o b j e c t ， a l l r o u n d a d v a n c e d d e t e c t i o n o n t h e g e o l o g i c al s e c t i o n a n d o l d g o a f h y d r o p s a t 1 4 2 8 m o f t h e h e a d i n g e n d wi t h i n t h e r a n g e o f 1 0 0 m w a s c a r rie d o u t wi t h 3 0 t e s t p o i n t s a r r a n g e d a n d 3 s e t s o f d e t e c t i o n d a t a c o mp l e t e d ．B y a d o p t i n g a l l - r o u n d d e t e c t i o n me t h o d ， i t wa s f o u n d t h a t o l d g o a fh y d r o p s ma y e x i s t i n the a r e a s o f 1 4 7 1 ml 4 7 4 m，1 4 9 1 ml 4 9 3 m a n d 1 5 2 5 ml 5 2 8 m i n c o al s e a m．T h i s s t u d y p r o v i d e d t e c h n i c a l s u p p o rt f o r h y d r o p s d e t e c t i o n a n d d i s c h a r g e i n t h e t r a n s p o r t a t i o n c r o s s h e a d i n g a t 1 5 1 0 1 wo r k i n g f a c e o f Z h a n g s h i g o u Co a l I n d u s t r y C o mp a n y ． Ke y wo r d s a d v a n c e d d e t e c t i o n ； g e o l o g i c al s t r u c t u r e ； o l d g o a l h y d r o p s 0 引言 兼并重组矿井有其 自身特点 ，主要为井田面积小、 兼并矿井数量多 、上组煤采空区较多和老空积水严重 等一系列问题 。尤其是浅埋深矿井 ，受矿井充水 因素 和充水通道 的影响[ 1 - 2 ] ，上覆采空区积水 是兼并重组 矿井巷道掘进过程 中的重要隐患 。本文 以掌石沟煤业 1 5 1 0 1 I作面运输顺槽作为研究对象，采用矿井全方位 探测法对其前方地质构造和老空积水异常体进行全方 位超前探测 ，为运输顺槽掘进过程中的探放水工作提 供技术支持。 1 1 5 1 O 1 工作面运输顺槽概况 1 5 1 0 1 工作面位于井田西部边界，北部为矿井边 界 ，东部为实体煤 。煤层厚1 ． 7 3 m一4 ． 7 5 m，平均3 -4 1 m，煤层结构较简单 ，夹1 层 2 层夹矸 ，为稳定可采煤 层 。顶板岩性为 K 2 石灰岩 ，厚度为6 ． 4 5 m一 9 ． 0 1 m， 平均为7 ． 7 7 m。充水因素主要为 大气 降水 ，1 5 煤 层 盖山厚度为8 8 m一1 2 3 m，埋深较浅 ，大气降水通过松 散沉积物孔 隙与基岩裂隙渗入地下进入工作面 ；顶板 裂隙水 、煤层顶板砂岩裂隙及石灰岩裂隙含水层地下 水将通过工作面 冒落导水裂隙带 向工作面充水 ；上部 采空区积水 ，矿井为兼并重组矿井 ，3 煤层 已全部采 收稿 日期 2 0 1 7 - 0 4 2 8 作者简介 李慧斌 ，1 9 6 2 年生，男，山西晋城人 ，1 9 8 8 年毕业于山 西矿业学院采矿 工程专业，工程师。 空 ，有较大 面积 的采 空积水 ，积 水面积约 为8 2 X 1 0 4 m ，积水量约为6 1 0 4 m 。 ，且3 谋层 的采空区积水多聚 积在本工作面的上方或附近 ，3 煤 层和1 5 煤 层层间距约 为8 8 m，在顶板冒落导水裂隙带的影响下 ，3 层采空 区积水为1 5 煤 层工作面充水的主要来源。 1 5 1 0 1 工作面运输顺槽沿1 5 煤层底板布置 ，长度为 t 4 6 0 m，巷道坡度0 。 2 o ，矩形断面 ，净宽4 ． 6 m，净 高4 ． 0 m，净断面1 8 ． 4 m ，进风顺槽与一采 区胶带巷相 通。运输顺槽等高线小于8 4 0 m，为最低处 ，从顺槽开 口至约7 0 0 m处 ，与8 4 0 m 等高线近似平行 ，为近水平 巷道 ，随后呈一定坡度 ，等高线升高，至开切眼处约为 8 5 0 m。对运输顺槽顶板岩样进行了取样 ，现场施工2 个钻孔 ，1 越 钻孔位置为一采区轨道巷距离一联巷4 5 m处 1 5 煤 层顶板 ，钻孔深度2 1 ． 0 m；2 钻孔位置为一采区轨 道巷距离1 5 1 0 1 工作面运输顺槽3 0 m处1 5 煤 层顶板 ，钻 孔深度2 2 ． 0 m。顶板直接为石灰岩 ，没有泥岩或砂质泥 岩 ，厚度分别为8 ． 2 m 和1 2 ． 6 m。1 钻孔0 m一5 ． 2 m 处 ， K 2 石灰岩的R Q D R o c k Q u a l i t y D e s i g n a t i o n ，岩石质量 指标值分别为1 4 ％和1 1 ． 9 5 ％，岩性非常破碎 ；5 ． 2 m ～ 8 ． 2 m处 ，K 2 石灰岩的R Q D 值为4 4 ． 4 ％和4 3 ． 4 7 ％，岩性 较破碎。2 钻孑 L 0 ． 3 m 3 ． 2 m处，K 2 石灰岩的R Q D 值为 2 8 ． 5 6 ％，岩性 破碎 ；3 ． 2 m一 4 ． 7 m处 ，K 2 石灰 岩 的 R Q D 值为7 6 ． 7 6 ％，岩性 比较 完整 ；4 ． 7 m一1 0 ． 7 m处 ， K 2 石灰岩岩性 比较破碎 ；1 0 ． 7 m～1 2 ． 9 m处 ，K 2 石灰 岩岩性完整或 比较完整。K 2 石灰岩岩样 目测含有一定 1 5 9 2 0 1 7 年 第7 期 缸i 夏 ． 蓦 ； 钍 2 0 1 7 年7 月 的泥性 ，单轴抗压强度均值为5 3 ． 2 M P a 。在掘进过程中 发现 a 1运输顺槽总体北高南低 ，局部略有起伏 ，存 在小型褶曲构造 、无煤带 ，不存在断层 ，地质情况总 体来说相对稳定 ，无大的地质构造 ；b K 2 石灰岩顶板 岩溶裂隙很发育 ，可见小溶孔或溶蚀裂隙 ，为碎散石 灰岩 ，岩溶裂隙的充填物为黄泥 ，整体呈黄泥裹碎石 状，一次支护为锚网索支护 ，二次支护为棚式支护。 2 运输顺槽全方位超前探测方案 2 ． 1 探测仪 器和探测 内容 采用矿井全方位探测方法对 1 5 1 0 1 ] 2 作面运输顺槽 前方含水异常地质体进行全方位超前探测 ，超前探测 距离为1 0 0 m。探测仪器为Y T D 4 0 0 A 矿井全方位探测 系统 ，该系统 主要包括Y T D 4 0 0 A 矿井全方位探测仪 、 电法数据处理与解释软件系统两大部分 。在运输顺槽 内布置供 电电极 ，在顺槽周 围岩层中建立起全空间的 稳定人工电场 ，通过测量电极全方位探测顺槽周 围人 工电场的变化和分布规律 ，进而得到引起顺槽 围岩体 电场变化的水文地质构造等状况 。主要超前探测 内容 为 运输顺槽掘进头前方1 0 0 m范围内断层 、陷落柱 、 含水裂隙等地质构造带和积水区的超前探测 ；运输顺 槽顶板 、底板及两帮1 0 0 m范围内地质构造带和积水区 的超前探测。 2 ． 2 测点布置和方案 图1 为测点 布置示意 图，超前探测距离 为1 0 0 m。 在图1 中，在距运输顺槽掘进头1 4 r n 处为起始测点 ，步 距0 为4 m，依次标注1 个 ～3 0 个测点。在 1 号 、2 号和 3 号测点处 ，布设供 电电极A1 、A 2 和A 3 ，4 号 ～3 0 号测 点为记 录点。超前探测时将供 电电极A和B 无穷远 固定 ，当A1 供 电时，测量电极M、N 位于4 号 、5 号测点 处 ，记录采集数值 ；然后M电极从4 号测点移到6 号测点 处 ，A 1 再次供电记录数据 ；依次这样交替移动M和N电 极 ，由A1 供 电分别记录各测点数据 ，直到3 0 号测点处 结束。再以A 2 和A 3 分别为供 电电极重复上述操作 ，直 至跑极结束 ，完成3 组探测数据。 顶板 图 1 运输顺槽全方位超前探测示意图 3 运输顺槽全方位超前探测结果分析 探测区域 1 5 1 0 1 5 1 2 作面运输顺槽1 4 2 8 m～1 5 2 8 m全方位超前探测结果。 探测结果 在掘进头前方4 3 m～ 4 6 m、6 3 m一6 5 m 和9 7 m～1 0 0 m 范 围内煤层有可能潮湿 ，即可能为老 空积水区，需进行钻探化探验证 。建议掘进时对这3 处 富水异常区进行探放 ，加强涌水量观测和排水能力。 4结语 以掌石沟煤业1 5 1 0 1 作面运输顺槽作为研究对象， 对其掘进头1 0 0 m范围内的断层 、陷落柱、含水裂隙等 地质构造和老空积水范 围进行 了全方位超前探测 ，在 运输顺槽1 4 2 8 m处的1 0 0 m范围内，1 4 7 1 m～1 4 7 4 m、l 4 9 1 m～1 4 9 3 m和1 5 2 5 m～1 5 2 8 m这3 处煤层 有可能潮湿 ，可能为老空积水区 ，在掘进过程中需在 该位置加强钻探工作。 参考文献 [ 1 ] 裴宏． 浅析老空区探放水技术E J ] ． 山东煤炭科技 ， 2 0 1 4 1 2 1 7 3 -1 75 ． [ 2 ] 贾实林 ． 采 区巷道施 工 中的综合探放 水技 术 [ J ] ． 建井技 术 ， 2 0 1 4 ， 3 5 5 3 0 - 3 3 ． 3 ] 康显强． 旧采残煤 区积水形成机制及处置技 术研究[ D] ． 太原 太原理工大学， 2 0 1 2 ． 『 4 ] 胡承林． 综合物探技术在煤矿采空区的应用研 究[ D] ． 成都 成 都理工大学 ， 2 0 1 1 ． 责任编辑高志凤 ●●●●●●000●●●●●●OO●- O i●●●●●● ●●● ●●●●● ●●●● ● ●●●●●●●0●●● 上接 1 2 4页 表 6 博尔通古牧场阔斯托别村以上流域各历时暴雨设计雨型 频 率 P 频率 1 ％ JP 2 ％ P 5 ％ l 0 ％ 2 0 ％ 3 - 3 3 ％ P 5 0 ％ 3 h点 雨 量 3 h面雨量 4 7． 1 4 0 ． 5 3 2 ． 1 2 5 ． 5 1 9 - 3 3 5 ． 8 11 ． 3 时段 长At 3 0mi n 设 计暴 雨时程 分配数据 时段序 号 m m 1 2 ． 1 1 ． 9 1 ．6 1 -4 1 ． 1 1 ．8 0 - 8 2 3 ． 2 2 ． 8 2 ．4 2．0 1 ． 7 2．6 1 -2 3 1 2 ．7 1 0．9 8 - 4 6．5 4 ． 8 9．4 2 ． 6 4 2 3 ． 7 2 0-2 1 5 ． 5 1 2． 1 8- 8 1 7 ． 5 4 ． 8 5 3 3 2．9 2 ． 5 2 ． 1 1 ．7 2 ．7 1 ． 2 6 2 ． 2 1 ．9 1 ． 7 1 ．4 1 - 2 1 ． 8 0．8 1 6 0 围变化越大 ；b 不同降雨历时 内，随着频率越稀遇 ， 雨量范围相差也越大 ，时段雨强也相应增大 ；c 针对 小流域来讲 ，汇流时间越大，频率越稀遇 ，雨量范围变 化越大。 责任编辑 季鑫 逝 能 源知 识 -- 带芥带带芥 光 电池 光电池在有光线作用时实质就是电源，电路中有 了这种 器件就不需要 外加电源。光电池 叉称为光敏二 极 管 ， 如硒光电池 ， 硅光电池等都是利用光生伏特效应 制成的半导体器件 。光电池的优点是结构 简单、 使用方 便 、 不需要外加电源就可以工作。它主要应用于光谱仪 器的光接收器， 光电转换、 红外探测、 光电开关等方面。