無線電波坑道透視在綜采工作面的運用范文
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摘要：正文煤業井下地質構造較發育，嚴重影響井下安全生產，為了降低地質構造對井下綜采工作面的影響，礦方采用了坑透儀探測綜采工作面內部的地質構造。本文闡述了坑透儀的基本原理、探測作業前的準備工作以及探測過程。通過對比坑透結論、鉆探驗證結論和實際揭露的結果，肯定了坑透技術的可靠性，是煤礦井下綜采工作面探測內部地質構造的有效手段。
1無線電波坑道透視儀的基本原理
坑透的基本原理是不同物質對電磁波的吸收能力不同。煤系地層中煤層頂底板的電阻率比煤層的電阻率低，一般情況下低阻巖性比高阻巖性對電磁波的吸收能力強。坑透的大概工作過程就是在綜采工作面的一條巷道內發射電磁波，在另一條巷道內接收電磁波，當綜采工作面內存在地質異常體時電磁波的衰減就會增大，這時接收回線接收的電磁波就會減少，根據這個原理就可對地質異常體進行推斷。坑透方法一般有定點法和同步法兩種。同步法是指發射回線發射電磁波和接收回線接收電磁波的速度相同，兩個回線在綜采工作面兩條巷道內同時進行位移；定點法是指發射回線在一定時間內在固定的地點進行發射電磁波，而接收回線在另一條巷道的一定距離內接收電磁波。由于發射回線組裝較為復雜，長時間緊湊型地進行移動給操作人員帶來很大的不便，所以在煤礦井下地質人員一般采用定點法[1]。
2正文煤業11103綜采工作面基本地質情況
正文煤業隸屬汾西礦業集團公司，位于山西省孝義市，主要含煤地層為山西組的2號煤和太原組的11號煤，其中2號煤厚0.4~2.7m，平均厚1.98m，為大部可采的穩定煤層；11號煤厚2.0~2.4m，平均2.2m，為大部可采的穩定煤層。礦井現開采11號煤層，屬瓦斯礦井，煤層自燃傾向性為Ⅱ級容易自燃，煤塵有爆炸性。11103綜采工作面走向長993m，傾向長160m。水文地質條件為中等，主要影響因素為頂板K3灰巖水，該含水層含水性較弱，主要表現形式為滴水，偶爾可見滴水成線現象，該含水層只能惡化工作面采掘環境，不會對安全生產造成威脅。11103綜采工作面在掘進期間共揭露10條斷層，其中切眼內揭露3條，落差在0.5~3.2m之間，為中小型斷層。為查明這些斷層在工作面內部的延伸情況以及工作面內部隱伏的其他地質構造，確保工作面安全綜采，礦地測科組織人員對11103綜采工作面進行了坑透工作。
3井下坑透作業過程
本次探測工作采用煤炭科學研究總院重慶研究院生產的WKT-E型無線電波坑道透視儀。因工作面傾向較長，應選用穿透距離長而且精度較高的頻率，經井下探測頻率實驗，選用0.5Hz的頻率。因順槽長度較長且具有一定的坡度，為減小工作人員勞動強度采用定點法進行探測。本次發射間距為50m，探測點間距設定為10m，每個發射點對應11個接收點。11103材運兩巷各布設19個發射點、100個接收點。進行探測工作時每個發射點發射3min，對應的11個接收點在3min內接收完畢，每次發射點對應的接收點中有5個接收點是重疊的，以保證能夠全面覆蓋綜采工作面內部。更換發射點的時間為1min，每次循環為4min，探測工作共需約4h。坑透是一種電磁法物探手段，金屬會對其產生較大的影響，在進行探測工作時應盡量避免金屬器械的影響。綜采工作面較大的金屬器材有皮帶支架和液壓支架，尤其是皮帶支架貫穿于整個材料巷或者運輸巷，應設法避開。一般情況下綜采工作面形成后原順槽內掘進期間安設的皮帶及皮帶支架不適用于回采，煤礦都會將皮帶及皮帶支架進行拆除替換。坑透工作最好選在順槽內皮帶支架拆除后這段時間內進行。坑透前應將巷道內的積水排完，工作面停電。探測前地質人員應對兩巷已揭露的地質構造進行確認，以便確定測點的位置，保證最佳結果。
4坑透成果
經過軟件處理成圖圈定了4處比較明顯的異常區。通過對比兩巷已揭露的地質構造對4個異常區進行了鉆探驗證，基本探明了地質構造的類型以及發育規模、走向等。11103綜采工作面現已回采完畢，所有的異常區都已揭露，現對坑透結論、鉆探驗證結論和實際揭露的結果進行對比總結。異常區一：位于11103綜采面0~150m范圍內。該異常區范圍較大，結合其附近已經揭露的落差為3.2m的斷層，推斷主要為該斷層向工作面內部延伸所致，經鉆探驗證該斷層向內部延伸約80m，落差逐步減小至消失，實際揭露該斷層向工作面內部延伸約77m，與鉆探驗證結論基本一致。異常區二：位于11103綜采面材運兩巷200~260m范圍內，該異常區范圍比較小。該異常區未在巷道內揭露地質構造，推斷工作面內部可能發育有小型斷層或陷落柱，鉆探驗證未見明顯地質構造，推斷該異常區為材料巷臨時水倉及排水泵影響所致，回采期間該異常區未見地質構造異常，只有一處小褶曲，對回采無影響。該異常區可能為干擾因素或小褶曲影響所致。異常區三：位于11103綜采面800~870m范圍內，異常區范圍比較小。推斷為運輸巷已揭露的落差為1.6m的斷層向工作面內部延伸所致，經鉆探驗證該斷層延伸距離約20m，落差逐步減小至消失，實際揭露該斷層向工作面內部延伸24m，與鉆探驗證結論基本一致。異常區四：位于11103綜采面1050~1130m范圍內，該異常區域在運輸巷比材料巷大，推斷為已揭露的落差為0.8m的斷層向內部延伸所致。鉆探驗證該斷層落差向工作面內部延伸約15m后消失。另外在距離運輸巷煤幫約30m處有一個陷落柱，長軸約34m，短軸約28m；實際揭露斷層發展與鉆探結論基本一致，陷落柱長軸為36m，短軸為27m。實際揭露情況與鉆探驗證結論基本一致。現工作面已回采完畢，除坑透結論所示的異常區外未揭露新的異常區，已發現的異常區除二號異常區外實際揭露情況與鉆探驗證結論基本一致。
5結語
坑透儀器能夠準確探測到綜采工作面內部的地質異常區。正文煤業斷層發育較多，為綜采工作面帶來了很大的影響，坑透技術能夠很好地圈定異常區，最大限度地減小地質構造對綜采的影響。由于綜采工作面本身一些無法剔除的影響因素，如鐵絲網、監控電纜等，都會導致假異常區的出現，應結合已有的地質數據進行全方面的分析論證。
【參考文獻】
［1］朱文濤.綜合物探技術在煤礦防治水中的應用[J].內蒙古煤炭經濟,2012(09):78-79
作者：趙帥 單位：汾西礦業正文煤業