综合物探超前探测地质异常体的应用.pdf

江西煤炭科技 J I ANGXI COAL S CI ENCE ＆ TE CHNOL0GY 2 0 1 1年第 3期 NO． 3 2 0 1 1 中圈分类号 P 6 3 1 综合物探超前探测地质异常体的应用 陈太峰 ， 杨 勇， 朱 乐意 恒源煤 电股份有 限公司祁东煤矿 ， 安徽 宿州 2 3 4 0 0 0 文献标识码 A 文章编号 1 0 o 6 --2 5 7 2 2 0 1 1 0 3 0 0 9 9 0 3 Ap p l i c a t i o n o f I n t e g r a t e d Ge o p h y s i c a l Ex p l o r a t i o n i n Ad v a nc e d De t e c t i o n o f Ge o l o g y Ab n o r ma l Ch e n Ta i f e n g， Ya n g Yo n g， Zh u Le y i Qi d o n g C o l l i e r y ，He n g y u a n Co a l a n d E l e c t r i c i t y C o ． ，Lt d ，S u z h o u，An h u i 2 3 4 0 0 0 1探 测 概 况 祁东煤矿 9煤 2采 区 中部车场 施工至 C 2 5点前 1 9 m 时遇一 地质 异常 体 ， 该 异常 体岩石 破碎 ， 混乱 ， 无层 理 ， 且 充填有岩石块体 ， 有揉 皱挤 压现 象。原近水平 岩层 发生 中 断 ， 为了探明该 异常 体 的基 本情况 及 其赋水 性 和导 水性 ， 保证 巷道安全掘进 ， 故 委托安徽 惠洲 地下灾害 研究设 计 院 对 其进行井下地球 物理探查 。 图 1 实际探 测工作区域图 2现 场 施 工 方 法 结合巷道 实际条 件 ， 现场 分别在掘进巷 道 C 2 5改 向点 前进行综合超前探测 ， 另利用 9煤 2 采 区回风 上山进行 不 同方法 的辅助探测 ， 以利于获得较 为准确 的探 测结果 。图 l 为实际探 测工作 区域 图。 现场所采 用的方法 为巷道超前 综合物探方法 即 MS P 法 、 井下直流 电法 ， 以及井巷瞬变电测法 。 3 数据收集及分析 按照各种 方法处 理步骤 分别进行 相应处理 ， 得到各 自 的结果 。现对 三种方 法处理 主要结果加 以说 明。 1 电法探 测结果 1 巷道超前探 测 。迎 头巷道 电法勘探 结果 如 图 2 、 3 所示 ， 结果表 明 ， 迎头 前方 地质 异 常范 围视 电阻率值 与 巷 道 内揭示部分 相 同 ， 表 明前方 地质 异常体 富水 性 不 明显。 根据 目标异常 滤波结 果 可见巷 道 地质异 常范 围 为低 相 关 度值 区域 ， 也进一 步说 明富水 性较弱 。 3 结 语 封 闭火区法灭 火 或先 封 闭火 区再采 用其 它 积极 手段 灭火 ， 仍是 我国煤 矿井 下 处理 火灾 的一 种重 要 技术 手段 ， 该手段灭 火效果彻底 ， 技术要 求较低 ， 易施工 ， 但矿井 发生 灾 害后 ， 现 场 环 境 是 千变 万 化 的 ， 应 具 体 问 题具 体 分 析 。 决定火 区封堵 顺序原 因也很 多 ， 如火 区范 围、 瓦斯 涌出量 、 火势大小等 等 ， 所 以在 封 闭火 区时应 慎之 又 慎 ， 特 别是 封 闭周 围有 瓦斯 源 的火 区时 ， 有 的重 视程度 不 够 ， 有 的封 堵 顺序安 排有 误 ， 都 有 过 不少 教 训 。笔 者 根 据救 灾 实 战 经 历 ， 作些浅显 分 析 ， 给大 家抛 砖 引玉 。希望 能 引起 各级 领 导 的重视 ， 也希 望在 矿 山救护 规程 中能表述更 具体 明 了 些 。 参考文献 C 1 3煤矿 安全规程 M] ．北京 煤 炭工业出版社 ， 2 0 1 1 。 C 2 3矿山救护规程 M3 。北京 煤 炭工业出版社 ， 2 0 0 8 。 作者简介 徐宁斌 1 9 7 1 一 ， 男 ， 安徽 桐城 人 ， 工 程师 ， 1 9 9 1年毕 业于徐州煤炭工业学校通风与安全专业 ， 在读本科学历， 一直在 救护大 队工作 。 收稿 日期 2 0 1 1 0 6 2 2 编辑 叶忠 群 9 9 圈 2 掘进头 电法超前探测视电阻率图 围 3 掘进 头迎 电法超前探测 目标匹配滤波相关度围 2 2采区 回风上 山探测 。如图 4 、 图 5分别为回风上 山巷道 中电法 勘探不 同处理结果 。从 中可 以看 出在 H6点 至 H6点前方 3 5 m 段 出现低 阻异 常 ， 其 侧 向影 响深度 为 3 0 m 左右 。异常部位表现为相对低视电阻率区 ， 可能与该 处 地质异常内存在巷 道积水 有关 ， 但异 常区与周 围岩石 电 性差 异仍不显著。 2 瞬变 电磁探测结果 1 巷道 超前 探测 。图 6为瞬变 电磁 超前探 测 结果 ， 图中距 0 12 1点距离 3 0 m 处 为巷道 中心位置 ， 此前方 视 电 阻率显示为高阻特 征 ， 可 以判定其 前方 5 0 m 范围 内岩层 含水性 不明显。O ～2 4 m、 3 8 ～6 0 m位 置为巷道两 帮瞬变 电磁探 测结果 ， 该 段受 不同岩 层影 响表现相对低阻异常 。 2 2 采 区回风上 山。图 7 为 回风上山巷道两侧 帮瞬 变探测结果 ， 可 以看 出， 在 H6点至 H6点前方 3 0 m 段 同 样存 在异常区域 ， 且 两 帮结果 显示 其延 展方 向特性 ， 如 图 所示 ， 受图件位 置及 比例 限制 ， 所 画异常形 状 不能代 表真 实异常体形 态。 3 地震探测结果分析 MS P法巷道 超前 探测 。图 8 、 图 9分 别 为 MS P法超 前 探测振幅偏移结 果 和叠加 剖 面结果 ， 图 1 O为三维 偏移 结 果图。根据 地质界 面反射特殊判 断 ， 可看 出 ①本次 MS P探测范围巷道两帮各 2 5 m， 自传 感器布 置 点为原点向巷道前 方 2 0 0 m， 原 点距离 迎头 3 3 ． 4 m。 】 O O 圈 4 回风上 山视 电阻率高分辨结果图 二 苯 区 窝 ．； l 上 出{ 蠛 图 5 回风上 山电法高密度结果剖面 图 6 巷道独头超前瞬变电磁 探测结果 ②探测 区域范围内共存在 3组 明显 反射界面 ， 分别 命 名为反射界面 1 、 反射界面 2和反射界面 3， 三组界面距离 原点距离分别为 2 3 ． 5 m、 6 2 ． 5 m 和 1 0 5 ． 0 m ③结合 现场地质 情况将 反射界 面 1和反射 界 面 2组 合成地质异常段 ， 反射界 面 3 推断为断层构造引起 。 4 采 区回风上山反射共偏移探测 图 1 l 为该巷 道反射 共偏 移结果 ， 根 据波组 异 常分 析 获得 ， 从 H6 点开始 ， 至 H6点前 2 0 m段 出现异 常 区域 ， 分 图 7 回风 上山两侧帮瞬变电磁探测剖面 } 1 t ． f {ljj ● l 睾 j黼 3．I} l f l l L ／ I l r一 l l j I 『 - 图 8 祁 东矿 9煤 2采区中部车场 MS P 超前探测地震 剖面 振幅 嚣 平 。。．I ．．．I ．．． 珥4。 ．． ＼ ～ ， ’ l {／， } l／ 1 { 再 审 } 、 l 1 ’ 茂 t ， 一 - I } l J J | ＼ | ／I J 酏 I ／ ’一 一 图 9 祁 东矿 9煤 2采区中部车场 MS P 超 前探测地震叠加剖面 图 1 O祁 东 矿 9煤 2采 区 中部 车 场 MS P 超前探测三维数据体 析该异常 区域 与其 上部 目前掘 进巷 道 的地 质异 常体 有一 定 的相关 性 ， 可 进行 异 常 界面 类 比。地震 结 果 与 上述 电 法 、 瞬变探测结果 相包 融一致 ， 即三者异常段前端吻合 。 4 探测 结论与验证情 况 图 1 1 回风上 山反射共偏移探测结果 1 自探 测 日期 掘进巷道 位置前方 5 0 m 范围 内， 地 质 体总体 含水性不强 ； 2 异常 体具 体 形 态如 图 l 2所 示 ， 其 远 端距 离 在 距 C 2 5 点 6 3 m处 ， 短轴方 向长度近 1 7 m； 3 在巷 道 掘 进方 向距 C 2 5点 1 0 5 r r l 存 在 一异 常 界 面 。 ⋯． I L 孽 |‘ { 图 1 2 地质异 常体形态分布探测结 果图 为 了探 明该异 常体延 伸范 围及 其 富水性 、 导水性 ， 特 设计 了 6 个钻 孔 对其进 行验 证 ， 通 过施 工情 况来 看 该 异 常体内岩石较为 破碎 ， 岩芯 采取率 低 ， 在 钻进 过程 中有 夹 钻现象 ， 瓦斯较小 ， 所有孔均无水 ， 通 过钻进过 程 中的各种 现象并 结合巷道揭露情况基本圈定 了异常体 的范 围， 与物 探结论 基本一致 。 5 结 语 本 次采用的各种地球物理方法探 测 ， 查 明 了地质 异常 体 的范围及其 富水性 ， 说明其 技术理 论成熟 ， 实用性很 强 。 但其在 井下施 工过程中 ， 干扰成为探 测效果 和准确性 的主 要甚 至是决定性 因素 ， 如 金属 于扰 物 和水沟 低 阻体 、 底 板 干湿不 均匀段 、 施工电线绝缘度低 、 易漏 电等 影响 ， 这需 要 我们在 井下施工 时认 真负责 ， 减少 干扰 影响 ， 并不 断 总结 探测规 律 ， 提高探测 准确 率 ， 使 采集 到 的数据 更加 真实 合 理 。 作者 简介 陈太 峰 1 9 7 9 一 ， 安徽濉溪人 ， 现在恒 源煤 电集 团公 司 祁东煤矿 生产技术部工作 。 综合 3种方法两个探测地 点物探 结果 ， 对 9 煤 2采 区 中部车场掘进巷道异 常体给出探测结论 收稿 日期 2 0 1 1 --0 4 --1 5 编辑 郭正义 1 01