左云县同发东周窑矿首采工作面探测技术方案

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1、左云县同发东周窑矿8101首采工作面探测技术方案项目负责：崔健项目人员：李瑞科、高士银、郭磊、孙雨辰北京捷奥斯地质勘查公司2011年7月111、概况受同煤集团同发东周窑煤业有限公司委托，北京捷奥斯地质勘查有限责任公司定于2011年7月对该公司指定的8101工作面面进行探测工作。根据项目要求，编制本次探测设计方案。1.1物探工作范围东周窑井田位于山西省左云县东，本次工作要求探测煤矿中指定工作面8101工作面（2101、5101巷）范围进行探测工作。1.2地质任务根据同煤集团同发东周窑煤业有限公司的委托，本次探测工作需完成的地质任务是：利探测采面内断层、陷落柱等地质构造。实地井下踏勘，巷道内均

2、有金属网及槽钢支护，探地雷达及传统坑透方法无法完成探测，本次工作拟采用瞬变电磁法进行工作。1.3交通及位置东周窑井田位于山西省左云县东，东起东周窑村，西至左云县城东；北起云西堡村，南至井儿沟村，东西长15.8km，南北宽14.4km。井田北东距大同市约60km,西距左云县县城约15km,邻近西北边界有109国道通过；井田内有东周窑煤炭集运站，与京包线、大秦线、北同蒲线相连；井田内各乡村、各煤矿之间有简易公路相通，通往全国各地，交通方便。2、地质及地球物理特征2.1区域地层及煤层11本井田位于大同煤田的北部西缘，地层由老之新为奥陶系、石炭系、侏罗系、白垩系及第三、第四系，其中侏罗系大同组及石

3、炭系太原组为两个主要的含煤系地层，主要的煤层由上至下有大同组的3、7、11、13号，山西组和太原组的山4、5、8号七层，岩浆岩较发育，常侵入石炭、二叠系地层，使山4、5号煤层部分被破坏。煤层在区内主要表现为半亮煤和半暗煤。煤岩组分以亮煤、半亮煤为主，暗煤少量。2.2水文情况区内地下水以大气降水垂直入渗补给为主，年降水量少，降水绝大部分又形成洪流排向七磨河或十里河，对地下水补给不利。区内及附近无大的地表水体，地下水没有定水头补给，不会形成地下水富水区。本区为多开采煤层和多含水层的井田，水文地质勘探类型属裂隙含水层为主，水文地质条件简单，即Ⅱ类一型。部分老窑积水，老窑积水与其附近联通情况无法查

4、明。在开采石炭系煤层时遇老窑积水、突水是矿床充水因素之一。碳酸盐岩岩溶裂隙水在区内广布、具承压性，富水性不均，有底板突水威胁存在。2.3地球物理特征主要煤层及岩层的物性参数表　　　　　　物性时代岩层煤炭质泥岩泥岩砂质泥岩粉砂岩细砂岩中砂岩粗砂岩砂砾岩石灰岩火成岩单位视电阻率中生代18313150738187868784古生代1841006989921099699110462340ΩM(注:以上参数为加权平均值)由煤岩层物性参数表可以看出：煤层与岩层的物性差异很明显，不同岩层的物性，从泥岩到砂砾岩到煤，视电阻率有增高的趋势。粗砂岩及砂砾岩(主要指非煤系)常呈松散胶结,孔隙度较高，密度较小，从

5、而使其电阻率明显降低。煤层电阻率稳定，也给物探工作提供了客观基础条件。良性导电地质体产生的感应二次场与地质体的电阻率密切相关，电11阻率越低、低电阻地质体规模越大，感应二次场越高、二次场衰减越慢。理论与实践证明，地层中含水断裂、陷落柱及采空区等电阻率明显低于周围岩层的电阻率，电性标志明显；与此对应，未充水陷落柱及采空区电阻率为明显高异常。根据赋水情况不同，表现为高电阻率（未充水陷落柱及采空区）或低电阻率（充水陷落柱采空区），在视电阻率剖面及平面图中表现为明显高阻或低阻异常，条带状低阻异常为含水断层，区内为裂隙含水层为主，推测大部分具有一定规模的断层含水。由此为本次井下探测提供了充分的物性基

6、础。3、物探方法及原理3.1方法选择本次探测工作以探查采面内断层及陷落柱为主要目的，选用井下瞬变电磁法完成本次物探工作。使用中国地质大学高科资源探测仪器研究所生产的矿用隔爆兼本安型瞬变电磁仪（图1）进行数据采集。图1矿用隔爆兼本安型瞬变电磁仪113.2方法原理时间域瞬变电磁法是近十年发展起来的一种地球物理方法。它利用电磁感应原理，以介质的导电性、导磁性和介电性差异为物性基础，通过电性或磁性激发方式，即利用不接地回线向地下发送一次脉冲磁场（或电场），以激励探测目标感应二次场，在一次脉冲磁场（或电场）的间歇期间，利用线圈（或接地电极）测量二次场的响应。瞬变电磁法（TEM）是以地壳中岩（矿）石的

7、导电性与导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理，利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间隙期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场，并研究该场的空间与时间分布规律，来寻找地下矿产资源或解决其它地质问题的一支时间域电磁法。图2瞬变电磁法原理图通过近年来将瞬变电磁法应用于勘查领域的实践可以看出，与其它电探方法相比，它具有以下几个方面的主要优点：1）由于观测的是纯二次场异常，可以进行近区观测，因此自