井下物探方案-浙江井下物探-泰安天泽物探公司(查看)

矿井直流电法勘探技术

      早在20世纪60年代，我国已开展矿井直流电法勘探的试验与研究，80年代后期，引入了高密度电法技术，它是集电测深法和电剖面法于一体的阵列勘探方法，浙江井下物探，90年代，中煤科工集团西安研究院将直流电技术运用到矿井工作面隐伏突水构造探测中，中国矿业大学对矿井直流电法的全空间场和巷道影响进了理论研究，安徽理工大学、河北煤炭科学研究所以及淮北、峰峰、肥城、焦作等矿务局都开展了实验研究。进入21世纪以来，矿井直流电法勘探仪器日趋小巧轻便，精度和抗干扰能力显著提高，网络并行电法技术解决了常规直流电法仪器串行采集的问题，且初步实现实时、远程、动态监测功能；在数据处理方面，中煤科工集团西安研究院、中国科学技术大学等在电阻率反演方面开展了二维、三维反演等研究。

***勘探技术原理

      ***勘探是利用地下介质弹性差异，通过观测和分析大地对人工激发***波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。采空区和陷落柱的存在，打破了原有的地应力平衡， 因煤层厚度、顶板岩性的变化及开采历史不同，井下物探队伍，采空区主要有三种状态：①顶底板悬空，在一定范围内呈腔状； ②由于顶板岩石完整，稳定性好，受上覆应力作用向采空区弯曲，逐渐挤压闭合； ③顶板冒落，采空区由岩石碎块、碎屑及煤屑混合物充填。但无论是空腔或压闭充填均可认为是由速度与密度比煤层更小的空气或水混合充填，比原生态的煤系地层松散，因此采空区与煤层的接触边界两侧存在着明显的密度、速度差异，这就为利用***技术探测采空区提供了物理学基础。

      矿井物探的意义

      我国能源发展战略是：坚持以煤炭为主体，电力为中心，油气和新能源多方面发展。因此，煤炭作为主体能源的地位将在很长一段时间内保持下去。而我国以地下采煤为主，开采技术条件复杂，其中地质条件是制约采掘机械化、井下作业环境和煤矿企业可持续发展的主要因素。随着科学发展观在煤矿企业的落实，以及国民经济快速发展对能源需求的骤增，一批高产矿井正在建设或陆续投产，一是要求在探测的采区内在地面选择适宜的勘查手段，如：地面高分辨二维和三维***勘探，电法对采区进行探测，为采区规划设计提供地质依据。二是在大型重达上千吨综采设备安装前或采区开采前，在矿井下查明与控制工作面内一切地质异常体，如：小断层和小褶曲、煤层厚度变化、煤层冲刷、剥蚀、煤层分叉、合并与尖灭、陷落柱、岩浆岩侵入煤层变焦、***涌出、岩溶及老空空间分布、可能的涌水点及通道、顶底板富水情况、顶板与围岩的稳定性等等。

     这些地质异常即使规模小，如果不及时超前探查，不但造成采掘系统布局不合理，资源浪费，还直接影响工作面的持续开采及矿井水害的有效防治，更甚者危及整个矿井和矿工安全。一旦发生问题，损失巨大。由于一个等于煤厚小断层存在，导致工作面无法正常推进，设备***搬迁，经济损失惊人。例如联邦德国约有20%左右综采面都遇到没有预料到的地质破坏；前苏联有三分之一综采工作面，因地质条件变化而***搬迁。另外，众多的地方小煤矿，多数开采零星的煤田边角，原勘探程度低，构造相对复杂，给矿井采区设计和采掘造成很大影响。据不完全统计，1955年至2002年四十余年来，***煤矿发生300m3/h以上突水达893次，淹没矿井398次，造成直接经济损失达十亿元。例如：1984年6月，开滦范各庄煤矿2171综采工作面发生充水陷落柱透水灾害，突水高峰期11h，平均涌水量达123180m3/h，仅21h淹没年产300万吨的整个矿井，8天后又淹没了吕家坨矿。经济损失达4亿元。1993年肥城矿业集团国家店矿-210北大巷突水，涌水量32970m3/h，6个半小时矿井淹没，且株连相邻的南高等矿和兴隆矿，井下物探方案，经济损失达1.1亿元。1996年皖北煤电公司任楼煤矿7222工作面突水，水量达34570m3/h，由于岩溶性陷落柱突水处水源充足，井下物探公司，总水量达30万m3，不到48小时将整矿井淹没，经济损失达数亿元。    

      在新形势下，仅靠传统的地质方法，查明矿井地质问题是不可能的。如：钻探及巷探是直接观测法，优点是能够直观观测被研究的地质体，结论是明确单一的，缺点是观测经常是不连续的，矿井地质人员通过内插或外推得出的结论有较大误差，甚至导致结论错误。即使运用当前普遍使用的采区高分辨三维***勘探方法，要全部查明落差几米的小断层及其它规模较小的地质异常，仍极其困难。因此，综合使用各种物探方法在地面或矿井下煤层附近探测地质异常，以及与***有关的工程地质问题，是矿井地质工作者重要手段。尽管所有物探方法其手段都是间接的，存在多解性和不完备性，但近几十年来，随着物探仪器实现了数字化和智能化，其方法和技术日臻完善，应用范围不断扩大，运用计算机快速多手段处理和解释井下采集的各种物探数据，多种物探资料结合矿井地质等资料综合解释，大大地克服了多解性，取得了明显的地质效果。矿井物探已成为矿井地质工作中不可缺少的手段。