百贯沟煤矿工作面瞬变探测报告

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1、百贯沟煤矿1503工作面瞬变电磁法探测成果报告徐州长城基础工程有限公司二○一四年七月目录1地质概况及任务11.11503工作面概况11.2水文地质条件11.3本次矿井物探任务12矿井瞬变电磁法水文探测技术基本原理22.1矿井物探方法选择及依据22.2瞬变电磁法基本原理22.3矿井瞬变电磁法基本原理52.4矿井瞬变电磁法工作方法技术731503面施工技术103.1采用仪器与装置形式103.2施工方法103.3测点布置与工作量104资料解释104.1视电阻率等值线断面图分析114.21503工作面运输巷视电阻率断

2、面114.31503工作面切眼视电阻率断面图124.41503工作面回风巷视电阻率断面图134.51503工作面底板富水性综合分析145结论及建议146附图141地质概况及任务1.11503工作面概况1503综采工作面西北走向布置，东北翼为1501首采工作面，西南方向为未采动区域，东南方向为+920集中运输巷。工作面回采水平为+920～+760水平，与地面标高净距离341～557米，且地面为山地、丘陵，无建筑、公路。该工作面走向长1175m，倾向长150m，面积174540㎡。该面煤层为煤5，煤层厚度2.8～

3、13m，平均7.0m。煤层倾角0°～21°，平均12°。该煤层中含炭质泥岩夹矸1～2层，夹矸平均厚度0.2m,煤层色泽为黑色，条痕为深棕色，油脂光泽，呈参差状断口，节理面充填方解石脉，含黄铁矿。直接顶为砂质泥岩，厚度3.26m。深灰～灰黑色泥岩、砂质泥岩为泥质结构，波状层理发育，易垮落。老顶为细粒砂岩，厚度5.90m，灰白～灰色粉、细粒砂岩，砂质胶结，以石英为主、长石风化，斜层理发育。直接底为泥岩，厚度2.26m，深灰～灰黑色砂质泥岩，裂隙发育含煤屑，夹粉砂岩薄层，遇水膨胀，底鼓。老底粗粒砂岩，厚度12.85

4、m，灰白～灰色粗粒砂岩为主，裂隙发育，钙质胶结，斜层理发育，含煤屑及煤质条带，含黄铁矿。工作面地质类型为中等类型。1.2水文地质条件井田地处陇东黄土高原，地表水及第四系砂砾卵石孔隙潜水含水层与下覆的煤系含水层无直接水力联系，加之该含水下部有巨厚层隔水层存在，正常情况下，对矿井充水无影响。开采延安组煤层时，其主要充水水源来自煤层顶底板直接充水含水层，断层导水性差，补给源微弱，1503工作面回采过程中在顶板含水异常区可能会发生顶板掉水，掉水量最大约120m³/h，正常40m³/h。1503工作面东南侧为1501回

5、采工作面，1501回风道与1503回风之间留设有20m保护煤柱，截止6月底1501工作面老塘有老空积水约3万立方，目前正常放水量约80—120m³/h，顶板砂岩水补给量约为40m³/h。191.3本次矿井物探任务本次物探地质任务是：在1503工作面运输巷、回风巷、切眼布置瞬变电磁探测，探查顶板及底板赋水情况，为工面巷道安全掘进提供相应的技术依据。192矿井瞬变电磁法水文探测技术基本原理2.1矿井物探方法选择及依据瞬变电磁法(TimeDomainElectromagneticMethod，简称TEM)是利用不接

6、地回线或电极向地下发送脉冲式一次电磁场，用线圈或接地电极观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场的空间和时间分布，来解决有关地质问题的时间域电磁法。地下岩石电阻率的大小，除决定于岩石的矿物组成外，还受其含水性和温度等其他因素的影响。这些复杂的因素造成岩石电阻率的不固定性，且在一个较大范围内变化。煤系地层主要是沉积岩层，沉积岩的导电性好坏主要决定于含水性，而与它的组成成分关系并不密切。当地下岩石裂隙或断裂带以及岩溶较为发育且充水时，位于这些构造地段天然岩石的电阻率会明显降低，进而为电磁法探测含水构造提供

7、了物理基础。由此可见，1503采面具备电磁法探测底板板含水构造的地质与物理基础，采用瞬变电磁法能够完成地质探测任务。2.2瞬变电磁法基本原理瞬变电磁法的激励场源主要有两种，一种是回线形式(或载流线圈)的磁源，另一种是接地电极形式的电流源。下面以均匀大地的瞬变电磁响应为例，来讨论回线形式磁偶源激发的瞬变电磁场，从而阐述瞬变电磁法测深的基本理论。在导电率为σ、导磁率为μ的均匀各向同性大地表面敷设面积为S的矩形发射回线，在回线中供以阶跃脉冲电流(2-1)在电流断开前(时)，发射电流在回线周围与大地空间中建立起一个稳

8、定的磁场，如图2-1所示。19图2-1矩形框磁力线在t=0时刻，将电流突然断开，由该电流产生的磁场也立即消失。一次磁场的这一剧烈变化通过空气和地下导电介质传至回线周围的大地中，并在大地中激发出感应电流以维持发射电流断开之前存在的磁场，使空间的磁场不会即刻消失。由于介质的欧姆损耗，这一感应电流将迅速衰减，由它产生的磁场也随之迅速衰减，这种迅速衰减的磁场又在其周围的地下介质中感应出新的强度更弱的涡流。这