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采区水文地质条件探查的地球物理探测技术 冯 宏 (煤炭科学研究总院西安分院 西安710054) 提高矿井安全水平，水害与瓦斯、顶板等灾害一样是主要灾害。“先抽后采、以风定产、 监测监控”的十二字方针难以改变煤矿矿难事故频发的现状，难以遏制重大特大矿难发生。众 所周知，矿难的大小不在于伤亡人数的多少，而在于发生的频度。伤亡数字仅仅取决于在场 作业的人数。如交接班、下层下组采区。促进新技术进步和普及，推动新方法应用和交流，应 该是中外、长期安全生产管理实践经验的结晶，向技术和管理要安全是根本出路。但是近年 来，随着国家煤炭行业管理的弱化，这些新技术、新方法、新工艺的推广和深人研究受到极 大的影响。其主要原因在每一项技术都有大的适应性、工艺参数和作业程序选择；从某种意 义上讲煤矿安全责任意识的增强，也同时抑制了对新技术尝试的勇气。发挥现有新技术的安 全保障作用，深层次地提高现有新方法的适应性，促进新技术进步和普及，推动新方法应用 和交流是当务之急。 矿井突水是导致伤亡、经济损失最大的矿难事故。相对瓦斯事故它同样发生突然、波及 面广、杀伤力强，另外突水灾害的持续时间长、复矿成本高，因此突水是矿井灾害之首。随 着“流水快流”指导思想的影响，我国东部和南部大部分矿井开采地质条件趋于复杂，地表 水、砂岩水、奥灰水和小煤窑水影响加剧；全国各矿区采场缩小、开采强度增加，导致开采 深度迅速增加，平均每5～8年采深增加60m，这直接导致采区水压增大，因此矿区突水矿难 的危机与17俱增，值得大家重点关注。 长期以来，我国各矿区和科研单位、院校合作，在矿井防治水技术方面形成了许多成熟 的经验和技术方法．取得了很大的成就，保证了目前的煤炭生产和国家能源供应。下面就采 区水文地质条件探查的地球物理探测技术对采区防突水事故发生的作用与大家探讨。 1 采区水文地质条件探测的地球物理探测的技术结构 为查清水文地质条件，在采区布置前、工作面掘进、工作面回采准备和工作面回采过程 四个生产环节，有不同的地球物理探测技术可以选择。 (1)地面采区探测技术：高分辨三维地震勘探技术、瞬变电磁探测技术、磁偶源探测技 术、频率测深探测技术、高密度电法探漫0技术、水位监测系统、钻孔无线电波透视技术。 在地面，三维地震探测技术解决了煤系地层3～5m的构造变化探测．配台频率测深探测 技术、瞬变电磁探测技术和高密度电法探测技术初步解决了奥灰以上地层导含水条件的探测。 (2)井下超前探测技术：井下瑞利波探测技术、直流电法探测技术、高分辨二维地震勘 探技术、地质雷达探测技术、顺煤层定向钻进技术。 在井下掘进工作面，瑞利波探测技术、直流电法探测技术、地质雷达技术等能够解决掘 一107— 进头及巷道边帮30～50m构造及含水体的超前探测。 (3)工作面回采条件探测技术：无线电透视技术、槽波地震探测技术及弹眭波CT层析成 像技术、音频电透探测技术、原位地应力测试技术。 在井下回采工作面，无线电透视．音频电透视技术等能够解决250m以内回采工作面内 部小构造变化和上下含水地层条件的探测。 (4)工作面回采过程监测技术：底板突水监测技术、声发射及电磁辐射的底板监测技术、 水压自动检测技术。 在回采过程中，声发射及电磁辐射底板监测技术、应力应变检测技术、水压及渗流检测 技术等监测回采作业中的矿压、水压变化。从地质的角度确保回采作业的安全。 新的、高精度、快速的物探技术促进矿井防治水技术框架的改变，冲击着老的矿井防治 水规范，改变着数量计算和加强监测的传统认识，形成先加固后开采的技术方向．促进主动 出击的安全技术发展，加速着采区防突水事故发生的技术水平。 2采区布置前的地质条件探查 在采区布置前要了解采区内的构造，以掌握煤层的连续形态，在合理布置巷道和布置尽 可能大的工作面的同时，要掌握上下围岩的水文地质条件，以便决定开采方法和工艺，在开 采前做防突水工程，布置防突水和淹井措施。 2．1三维地震探测技术 三维地震探测技术的探测原理是：在层状沉积地质体中，通过测量相对低速的煤层对弹 性波的强反射，并跟踪强反射平面分布识别煤层不连续地质体，基于地层的弹性差异对不连 续地质体进行采矿关心的地层构造参数解释。它是目前从地面对地下采区进行高分辨构造探