瞬变电磁法物探技术在吉安煤业的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 瞬变电磁法物探技术在吉安煤业的 应用 摘要：吉安煤业由耀南、耀东、 耀北和中丰煤业 4 处矿井和新增区资源 整合而成。兼并重组前原矿井均开采 3 号煤层，大面积被开采，地面通过物探 得知存在 9 个老空积水区约 209300m3 和 7 个物探低阻异常区，在生产建设过 程中科学合理地探测老空水准确积聚位 置任务繁重。通过瞬变电磁法对受水威 胁掘进巷道进行超前探查，根据物探技 术成果再施工探查钻孔，对水害可能出 现的位置作出定性或定量的评估判断， 然后采取有效防治水措施进行治理，从 而实现安全掘进的目的。 中国论文网 /4/view-12702866.htm -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 关键词：老空水 电法 探查 治 理 1 概况 山西长治郊区三元南耀吉安煤业 有限公司是由山西三元煤业股份有限公 司（51% ）控股，长治市郊区西白兔乡 南村村民委员会（49%）参股的股份有 限公司，由耀南、耀北、耀东、中丰煤 业四座煤矿重组整合而成，矿井建设规 模 60 万吨/年，井田面积 1.9707km2， 现主要开采煤层 3 号煤。井田内 3 号煤 层底板最低标高 750m，井田内奥灰水 位为 639-641m。奥灰水对井田 3 号煤 层的开采无影响。兼并重组前原矿井均 开采 3 号煤层，大面积被开采，老空积 水分布较广，原老矿均无可靠的水文地 质资料，在掘进期间老空水严重威胁安 全生产。 瞬变电磁法或称时间域电磁法 （Time domain electromagnetic methods） ， 简称 TEM，它是利用不接地回线或接 地线源向地下发射一次脉冲电磁场，在 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 一次脉冲电磁场间歇期间，利用不接地 线圈观测二次涡流场的方法。勘探深度 一般在 120m 左右，对突出危险性和灾 害可能出现的位置作出定性或定量的评 估判断后，采取有效防治水措施，从而 实现安全掘进和回采的目的。 2 工作原理 井下设置通以一定波形电流的发 射线圈，从而在其周围空间产生一次磁 场，并在地下导电岩（矿）体中产生感 应电流。断电后，感应电流由于热损耗 而随时间衰减。衰减过程一般分为早、 中和晚期。早期的电磁场相当于频率域 中的高频成分，衰减快，趋肤深度小； 而晚期成分则相当于频率域中的低频成 分，衰减慢，趋肤深度大。通过测量断 电后各个时间段的二次场随时间变化规 律，可得到不同深度的地电特征。 瞬变电磁法探测仪器为福州华虹 智能科技开发有限公司生产的 YCS40（A ）型矿用瞬变电磁仪。该仪 器具有抗干扰、轻便、自动化程度高等 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 特点。数据采集由微机控制，自动记录 和存储，与微机连接可实现数据回放。 根据本次探查任务的要求和巷道条件的 实际情况，采用 2m2m 的多匝数矩形 回线装置进行测量。根据勘探任务要求， 采用多匝数线框，将线框直立于巷道。 发射线框和接收线框为匝数不等，且发 射线框和接收线框为一体的线框，以便 于井下复杂的工作条件。主要技术参数 如表 1： 3 瞬变电磁法工程实例 3.1 测点布置 利用瞬变电磁法探 测 3102 工作面运输顺槽前方是否存在 老空积水。首先在 3 号煤皮带运输大巷， 采用偏移排列测线布置，以 B6 导线点 为中，向左侧延伸 30m，右侧延伸 40m，对巷道顶板 15 度和顺层方向进行 探测；具体见测点布置及施工方案示意 于图 1 和图 2。 图 1 瞬变电磁法探测测点布置及 施工示意图 图 2 探测区域位置示意图 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 3.2 物探成果 图 3、图 4 为吉安 煤业 3102 运输顺槽测深探测视电阻率 等值线拟断面图，图中皮带大巷 30m 处 为 3102 运输顺槽开口位置，横向表示 探测水平距离，纵向表示探测深度。根 据上图分析，3102 运输顺槽掘进前方 60-95m 范围内存在局部高阻异常区， 阻值相对较高，推测可能为前方破碎带， 赋水可能性较小；在 3102 运输顺槽掘 进方向左右两侧 10m 外，阻值较低，存 在赋水的可能性。 根据瞬变电磁法物探成果，在 3102 工作面运输顺槽掘进方向两侧低阻 区域进行了重点布设钻孔，对高阻正常 区域也进行了少量布孔检查，全面共设 计施工 8 孔/480m 进行钻探验证，经钻 探验证掘进方向前方高阻异常区为受周 边采空区影响顶板破碎带，掘进方向左 右两侧 10m 外，低阻异常区有少量老空 积水，放水约 120m3。钻探结果与瞬变 电磁法探测的结果基本一致，保证了此 条巷道安全掘进。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 4 结束语 通过运用该项技术，对井田内所 有掘进工作面进行超前探测，超前预测 预报，对掘进工作面的水文地质条件进 行探查，提前制定防治水措施，保证了 安全生产。在未使用该物探技术前，掘 进巷道每次超前探查都需要施工 810 个钻孔，因对掘进前方的水文地质条件 不清楚，设计钻孔时没有针对性，造成 钻探进尺增加，影响了掘进效率。运用 物探技术后，能有的放矢的设计钻孔， 针对物探中的异常块段进行钻探验证， 减少了钻探进尺，提高了工作效率。通 过 20122013 年的实际验证