煤厚探测中无线电波透视勘探方法研究范文

工作面概况

13271工作面走向长918m，倾向长130m，面积119340m2，标高+119.48～+168.10m。13271工作面所采的二叠系山西组二1煤层厚0～9m，平均厚4.5m，煤层倾向SE，倾角8°～12°，平均10°，煤层埋深510～560m。煤层呈黑色，粉状—碎块状，属半亮型煤，结构复杂，局部含夹矸0～3层，岩性为炭质泥岩、泥岩及砂质泥岩，局部有炭质或砂质泥岩、泥岩伪顶。二1煤层直接顶为灰白色、灰色细、中粒长石石英砂岩(俗称大占砂岩)，厚13～19m，平均厚16m，含黑色矿物及黄铁矿结核，硅质、泥质胶结，质硬;直接底为灰黑色泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩，含植物化石，平坦状断口，水平层理发育。13271工作面在掘进过程中共揭露断层9条，其中回风巷有3条组成梯状断层，2条形成一落差为1.5～2.0m的小地垒构造。

无线电波透视勘探方法

根据13271工作面的地质条件和形状，此次无线电波透视勘探采用透射CT交会法(定点法)。工作频率0.5MHz，发射点距50m，接收点距10m，每个发射点对应接收点数为11个。13271工作面回风巷以联络巷口为位置标记500#点，由外往里点号标记为500#—589#，点号间距为10m，共布置了17个发射点;运输巷以联络巷口为位置标记0#点，由外往里点号标记为0#—88#，点号间距为10m，共布置了17个发射点。2条巷道共完成发射点34个，接收点369个。总体探测信号较为稳定。工程布置如图1所示。

采前坑透探测结果与采后揭露情况对比

113271工作面采前坑透探测成果分析

从13271工作面无线电波透视CT扫描成果图(图2)看出，此次无线电波透视勘探范围内，工作面里段和外段煤层厚度相对较稳定，透视异常区主要集中在工作面中段区域，即回风巷550～750m岩巷段对应工作面位置。如图3所示，共探出1个电磁波能量较强吸收区(1号异常区)和2个电磁波能量次强吸收区(2号和3号异常区)。(1)1号异常区。属于电磁波能量较强吸收区，位于13271工作面回风巷550～740m对应工作面位置，异常幅值较高、异常范围较大，可能系基底不平、河流冲刷或断裂构造等地质因素造成的煤厚变薄区域，此段难以回采。(2)2号和3号异常区。属于电磁波能量次强吸收区，分别位于13271工作面回风巷400～440m附近和运输巷160～180m附近。2号异常区向工作面里面延伸较多，呈狭长条带状;3号异常区向工作面里面延伸较少，异常范围均较小、异常幅值稍高，可能是小型断层或煤厚变薄反映，对工作面回采影响较小。故建议在13271工作面回采接近1号异常区前，应加强地质观测，并根据实际情况，着手对工作面进行改造。同时在工作面回采过程中，应对2号和3号异常区加强观测，并及时做好应对措施。

213271工作面采后揭露情况

2010年6月，13271工作面开始回采，煤厚6～7m。回采至12月时，底板开始上抬，煤层厚度逐渐变薄，并减少至1.5m。此时，石壕煤矿结合无线电波坑透异常区资料，进行沿空留巷，沿薄煤带推进，直至最后煤厚仅剩0.8m，无法正常开采(图4)。与此同时，根据无线电波坑透资料及回风巷、运输巷掘进时揭露情况，在工作面前方合适位置重新开切眼，即从回风巷无煤段起始端开口向运输巷掘进，提前对工作面进行改造。改造后，13271工作面在非无线电波坑透异常区正常回采至今。

结语

13271工作面的无线电波坑透技术探测不仅为生产提供了地质保障，也取得了良好的效益。(1)经济效益。无线电波坑透探测工作提前预测了工作面内部的煤厚变化，优化了工作面改造方案，减少了煤厚变化对生产的影响，节约钻探、巷探费用30万元，多采出原煤约3000t。(2)综合效益。如果在没有无线电波坑透物探资料的情况下揭露地质构造，往往会出现工作面工程质量下滑、安全无保障的情况，甚至酿成大事故。在获得无线电波坑透物探资料的基础上进行回采，可以提前做好准备，确保生产衔接，并通过采取相应安全技术措施，确保安全生产。（本文作者：申青春、姚江宇、姚小帅、乐勇单位：义煤集团公司）