物探技术在煤矿的应用物技术在煤矿的应用.doc

物探技术在煤矿的应用 （山西沁和能源集团曲堤煤业有限公司：刘小朝） 【摘要】水害是煤矿生产中比较常见的事故，这类事故突发性强，对矿井危害严重，水灾的发生可以在极短的时间内给矿井造成毁灭性的灾难。在有些生产矿井的范围内，常常有许多充水的小窑老空、断层以及富含水层。当采掘工作面接近这些水体时，就有可能造成地下水突然涌入巷道，造成矿井事故。为了消除这些隐患，在生产中使用物探的方法，探明工作面前方的水情，然后将水有控制的放出，以保证采掘工作的安全。 物探技术是一种集地质学、物理学、数学、计算机等多学科于一体的边缘性学科，物探方法技术具有快速、连续施测的优点，且成本较低的特征，结合我矿的实际情况，认真组织实施物探工作，在我矿采掘能够顺利安全通过水害威胁和采空区等特殊地段、避免地质灾害起到了一定的作用。 【关键词】物探技术；煤矿；地质灾害 物探常用的方法有地震、电法、瞬变电磁、探地雷达、地球物理测井、磁法、重力勘探等，具有优质、高效、经济、科学、勘探精度高等特点。多年实践证明，物探作为一项不可替代的探测技术，在工程性地质灾害抢险中能起到先期快速获取灾情信息的作用；但是，物探各方法由于本身的技术特点和应用环境不同，所获取的勘探效果差异较大。为了在煤矿各种地质灾害面前获取较高的勘探效果，物探工作者必须仔细分析地质情况和其它影响因素，选择合适的方法技术，并要积极争取、创造较好的勘探环境和施工条件。 一、物探施工方法及操作 根据煤矿“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”的防治水规定，做到“物探先行、钻探验证、化探跟进”的综合探测程序，并执行探掘分离管理制度。我矿安排掘进工作面的探测工作任务。首先查看矿井地质报告，根据地质报告，初步掌握巷道地质条件，在掘进工作面开口处进行超前探测。将物探设备运至作业地点，采用钢卷尺丈量测量定位的测点。进行井下超前探测，我矿使用的物探设备为武汉地大华睿地学技术有限公司生产的TEMHZ75矿用瞬变电磁仪和TEMJF50矿用隔爆兼本安型发射机（大功率）组合物探设备。通过多次脉冲激发场的重复测量叠加和空间域多次覆盖技术的应用提高信噪比，应用于工作复杂、噪声干扰大的煤矿井下水害超前预报使用，有效勘探深度能达到200米。数据采集过程中，克服了巷道局部积水、底板坚硬、供电接地条件差等诸多不利因素，通过增大电流、压制干扰，多次检测，加强测量等多种手段，采集到了可靠的第一手资料。 二、物探资料处理 首先对原始观测数据进行整理，经过反复对畸变数据的剔除与校正、各测线的视电阻率反演以及地层地质资料的对比等过程，最终绘制出掘进工作面超前探测成果。通过对巷道工作面前方视电阻率剖面图的分析，可以发现工作面前方的低阻异常区域。工作面前方探测区域内，出现2处视电阻率低阻异常，1号异常在工作面前方40m 处，2号异常出现在迎头前方57m与64m处。通过探测，发现2处视电阻率低阻异常。结合先前研究过的地质资料，推断此两处异常处为裂隙发育地带，生产时应做好防治水工作。 三、物探效果验证 根据物探结果和提供的低阻异常区域图，立即组织编制修改探放水设计，并做好钻探工作。确定探放水方案及施工方法，制定探放水安全技术措施。在完善防排水系统后，依据设计进行探放水。巷道掘进到警戒位置时组织探放水。 四、物探技术在煤矿防治水等地质灾害治理中的应用 物探技术被要求在全省煤矿中推广应用，重点是中等及以上的矿井的防治水工作。有效的探测技术手段，在水害防治工作中起到保障矿井安全方面带来很大的社会效益，同时也为冲击地压、顶板管理、瓦斯突出等问题研究增添了新的探测技术手段。根据全国多家煤矿成功的应用矿井物探技术，可以达到以下目标：①探测掘进前方老窑积水区、采煤工作面底板隔水层厚度、含水层富水性、隐伏导水通道、陷落柱富水性等矿井水文地质问题，准确度达到90％以上；②通过巷道掘进掌子面的地质超前预测系统的开发研究，对落差≥2/3煤（岩）厚的小断层，预测准确率达到90％，同时对煤层冲刷和煤厚突变也要作出评价；对落差3～5m的小断层，预测准确率达到70％。在一定适宜条件下，专用地震勘探超前探测系统的最佳探测距离达到100～200m；③通过对瞬变电磁超前预测系统的开发研究，对巷道掘进迎头前方200m 内的含水构造预测准确率达到90％。 采用超前探测物探技术有效预防突水事故的发生，及时发现含水层、岩溶水及承压水，及时采取措施进行探放或注浆封堵。与采用机械钻探方法相比有以下优点： （1）节约了大量的人力、物力。 （2）更准确地探明了巷道的地质及水灾情况。 （3）进一步确保了安全生产。 （4）为煤矿开采提供了坚实的技术基础。 五、物探技术的运用发展 物探如何能在煤矿开采和地质灾害防治中发挥更大的作用？我认为应从以下几个方面入手： 1、技术思路创新，破解开采难题。技术思路在物探实践