采用综合物探技术防治矿井水害

《采用综合物探技术防治矿井水害》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、4河北煤炭2010年第2期采用综合物探技术防治矿井水害崔焕玉(冀中能源邢矿集团公司河北煤炭科学研究院，河北邢台054000)摘要：文章介绍了各种物探方法的特点，并利用多种井下物探方法相互配合使用，有效地对煤矿岩层的含水性进行探测与评价，防止重大突水事故发生。关键词：综合物探；防治；突水中图分类号：TD163文献标识码：B文章编号：1007—1083(2olo)02—0004—02AdoptcomprehensivegeophysicaltechnologytopreventandcontrolminewaterhazardsCUIH

2、uan-yu突水，是影响我国煤矿安全生产的重大灾害之而来解析地下良导电地质体。一近年来，煤矿突水事故频频发生。面对这一严1．3电测深技术。峻局面，如何从煤矿实际及生产需要出发，采用先电测深法的全称为“电阻率垂向测深法”，它进的物探技术方法，提前探明水患条件，对有效防是通过改变供电极距来控制不同的勘探深度，由浅止煤矿水害发生，具有重要的现实意义。人深，了解该测点地下介质垂向上电阻率的变化。目前，井下一般采用三极测深法，无穷远供电1现有井下物探方法简介极A和供电电极B。、B：、B⋯⋯(测深点)间建立人1．1无线电波坑道透视技术工电场，测

3、量电极M、N由近到远顺序移动，测量电磁波在地下岩层中传播时，由于各种岩矿石测深点B。、B：、B，⋯⋯垂向上视电阻率变化情况。电性(电阻率p、介电常数￡等)不同，它们通过分析每个测深点的视电阻率垂向上的变化对电磁波能量吸收有一定的差异，电阻率低的岩矿规律推断地下岩层介质的含水情况。石具有较大的吸收作用。此外，由于地下出现各种1．4幅频电透视技术构造如断层、陷落柱等，它们对电磁波具有反射和矿井幅频电透视法是以岩、矿石的电性差异为折射作用，也造成电磁波能量的损耗。通过研究高应用基础，地下各种岩、矿石导电性见表1，影响频电磁波在岩石中传播规

4、律，从而揭示地下构造形着人工电场的分布形态。态，这就是坑道透视法的物理基础。表1一般煤系地层常见岩石电阻率值1．2瞬变电磁技术井下瞬变电磁法是在矿井下利用不接地回线向围岩发送脉冲电流，以激励探测目标体感应产生二次电磁场，低电阻率地质体如导含水陷落柱、导水断层、金属矿体等能引起较强且衰减慢的二次场，而贫水区等高阻体引起较弱且衰减快的二次场。探测和研究瞬变电磁场随时间的变化规律，可以探测当存在构造破碎带时，如果构造内不含水，则岩层电性沿探测方向的变化，达到探测之目的，进其导电性较差，使局部电阻率值增高；如果构造含2010年第2期河北煤炭

5、5水，因其导电良好，相当于存在局部低电阻率值异如图2所示。常体。通过分析每个测深点的视电阻率垂向上的变化规律推断地下岩层介质的含水情况。2实例分析2．1相互验证排除假异常葛泉矿13501工作面为5煤综采工作面，走向长运料巷510m，运输巷460m，采宽20～150m。河北煤炭科学研究院首先对13501工作面进行了幅频电透视探测，探测成果如图1所示。图2邢东矿I121工作面无线电波坑道透视探测成果1121工作面为2煤综采工作面，强含水层奥陶系灰岩距1121工作面运料巷底板100～150m。矿井目前奥灰水位标高+40m左右，工作面承压6

6、．9～7．7MPa，在无垂向导含水构造如断层、陷落柱等情况下，奥灰水对2煤开采威胁较小。由于该坑透异常区在1121工作面运料巷并未揭露，为1隐伏构造，所以不排除陷落柱的可能。图1葛泉矿13501工作面幅频电透视探测成果为了进一步了解该异常，又对1121工作面进行了图1中曲线为电导率等值线，不同色界代表视井下瞬变电磁及幅频电透视工作。电阻率相对高低，数值越大，视电阻率越小(图瞬变电磁工作在1121运输巷进行，沿一15o、中深色区域)，富水性相对也越强。一30。、一50。三个方向对坑透异常区底板进行探从图中可以看出，探测范围内共存在4处

7、相对测，目的就是为了查明异常与深部含水层有无垂向低阻异常区(深色区域)。但随后的电测深探测结联系。探测结果表明该异常底板呈高阻显示，含水果，在该4处异常区均无低阻显示，工作面底板探性弱。测范围内岩层整体上视电阻率呈高阻特征，岩层含幅频电透视探测在该异常区也显示为高阻。水性普遍较弱。因此，综合分析认为该隐伏地质构造含水性幅频电透视4处异常形态为单点独立、由近巷弱，不会造成突水危害，可直接进行钻探验证。向工作面内延伸成窄条带状，异常范围较小，且目前，该异常已被钻探验证为陷落柱，而且不13501巷道并无顶底板出水现象。含水。因此，结合现场

8、巷道揭露水文地质条件以及电此次综合物探准确地查明了工作面内隐伏地质测深探测结果综合分析认为，圈定的4处异常为假构造，为煤矿防治水工作提供了技术依据。异常，可能为巷道条件及底板接地条件变化引起，3结语非岩层含水反映，予以排除。总体认为1