潘一矿2141（1）工作面坑透探测技术应用

1、    潘一矿2141（1）工作面坑透探测技术应用    曹况山 郭庆【摘 要】坑透资料解释在实测场强曲线上多反映为成片的场强低值区，无法区分单个断层的延伸方向及影响范围，根据2141（1）工作面上下风巷实际揭露的构造及煤层变薄，结合坑透资料综合分析预测后，回采验证坑透预测其解释准确率达80.1%（面积），所解释成果对安全生产起到了很好的指导作用，经济效益非常明显。【关键词】坑透；探测；技术0.前言潘一矿2141（1）工作面构造复杂，断层发育，并伴生多处煤层变薄区，为了有效探查2141（1）工作面内地质条件，为回采提供可靠的地质资料，对 2141（1）综

2、采工作面进行了坑透探测。坑透资料解释在实测场强曲线上多反映为成片的场强低值区，无法区分单个断层的延伸方向及影响范围，根据2141（1）工作面上下风巷实际揭露的构造及煤层变薄，结合坑透资料综合分析预测后，回采验证坑透预测其解释准确率达80.1%（面积），所解释成果对安全生产起到了很好的指导作用，经济效益非常明显。1.2141（1）工作面地质条件2141（1）综采工作面， 走向长998m，倾斜宽182m。11-2煤赋存稳定，可采指数为0.96，变异系数为16.5%。断层附近煤层受断层影响有变薄现象，煤厚0.52.1m，平均厚1.7m。煤层呈单斜构造，产状为：190210°814°

3、;/10°。11-2煤层结构简单。本面11-2煤与11-3煤层间距为2.34.8m，平均3.6m。直接顶为泥岩、11-3煤层，厚2.34.8/3.6m，老顶为粉细砂岩，厚1.786.8/3.8m，直接底为砂质泥岩，厚9.09.3/9.15m，老底为中砂岩，厚8.55m。该面地质构造较复杂，掘进期间实际揭露23条断层，落差0.35.0m。本面主要充水水源为2332（1）老空区积水。在掘进期间已探放7588m3。预计：最大涌水量为30m3/h，正常涌水量为10m3/h。根据“集技2009304号文”规定，该工作面属突出危险区。11-2煤层自然瓦斯含量79m3/t。2141（1）综采工作面

4、于2009年1 月10日自东向西回采，于2009年7月22日收作。2.坑透设计及探测点的布置情况本次试验选用的坑透仪器为wkt-6型无线电波坑道透视仪，发射机和接收机为矿用本质安全型。功率大，电磁波穿透力强，在较薄煤层中使用效果较好。选择最佳工作频率。频率过高，即使是高阻的岩石也会产生明显的吸收作用，结果很可能不能突出要寻找的地质异常体的“阴影”区。而地质异常体的围岩却形成了“阴影”区；如果频率过低，则由于一次绕射作用，使得要寻找的地质异常体可能被掩盖。为了得到明显的“阴影”区，必须选择最佳的工作频率。wkt-6型无线电波坑道透视仪，有2个频点0.365mhz和0.965mhz可供选用。根据工

5、作面的实际情况，采用0.365mhz。本次探测的目的是查清工作面内的隐伏构造、煤层变薄带及掘进期间实际揭露的断层的延伸方向、延伸长度和影响程度。结合此目的和现场实际情况及掘进期间实际揭露断层的断点，上、下顺槽各布置17个发射点，y5y85号点，发射点间隔50m。根据透距情况，为保证场强值的接受效果，对应每个发射点布置11个接受点，接收点间距为10m。3.坑透数据采集与成像该面于2008年12月2日至12月3日完成现场坑透数据采集任务，共在机巷布置17个发射点，对每个发射点在风巷接收11个实测场强值；在风巷布置17个发射点，对每个发射点在机巷接收11个实测场强值。其中发射点间距为50m，接收点间

6、距10m。资料解析采用场强对比法辅以ct成像技术：用图示方法来描述沿观测巷道或在透射范围内场的变化规律。交会平面图：在采区平面工程图上，标定各发射点和对应的接收点。根据综合曲线确定边界点，将该点与对应的发射点连线，于是由不同发射点所对应的接收点绘出相应的边界射线，各射线所围定的范围便为异常体的平面位置。利用sirt 算法（simultaneous iterative reconstruction techniques，同时迭代重构技术）、计算矩阵方程可以反演各像元吸收系数值，从而实现工作面成像区内吸收系统反演成像。利用反演计算结果可以绘制成像区和色谱图，见图2。根据实测场强曲线值变化特征和岩石

7、吸收系数ct成像图综合分析，得出探测区地质解释如附图2所示，主要有4个透视异常区，见图2、3中细蓝线圈定范围；对巷道揭露的12条落差相对较大断层延展情况进行分析，见图2、3中粗蓝线范围。4.实际揭露与坑透预计的差别根据实测场强曲线值变化特征和岩石吸收系数ct成像图综合分析，得出探测区地质解释如下：（1）1#异常区：为断层影响区，该异常区范围在下顺槽及切眼内共揭露5条断层，其中f21411-2（h=1.5m）和f21411-7（h=1.2m）对该异常区的展布起控制作用。该范围沿煤层走向影响范围约90m，沿倾向影响长度约60m。受断层影响，煤层变薄，煤厚影响程度小于1/2煤厚。（2）2#异常区：为

8、隐伏异常区，该异常区范围在上风巷及下顺槽内未见有断层及煤层变薄现象。由于场强值很低，推测该范围可能为煤层变薄带或裂隙发育区。由异常形态呈条带状，推（下转第408页）（上接第136页）测该范围可能存在3条近倾向展布断层， fjs1、fjs2和fjs3。该范围沿煤层走向影响范围约200m，沿煤层倾向影响长度约130m，断层或煤层变薄最大影响程度超过1/2煤厚。（3）3#异常区：为下顺槽揭露煤层变薄区，该范围沿煤层走向影响范围约50m，沿煤层倾向影响长度约40m，断层或煤层变薄最大影响程度小于1/2煤厚。（4）4#异常区：为断层影响区，该异常区范围在下顺槽及切眼内共揭露7条断层，其中f21411-1

9、9（h=2.0m）、f21411-20（h=0.81m）和f21411-23（h=1.6m）对该异常区的展布起控制作用。该范围沿煤层走向影响范围约220m，沿倾向影响长度约60m。受断层影响，煤层局部变薄，煤厚影响程度小于1/2煤厚。5.结论（1）探测效果：2141（1）工作面构造复杂，断层发育，并伴生多处煤层变薄区，在实测场强曲线上多反映为成片的场强低值区，无法区分单个断层的延伸方向及影响范围，多条断层及煤层变薄带相互屏蔽。该面实际揭露的构造及煤层变薄带在色谱图上多有反应，坑透实验验证其解释准确率达80.1%（面积），所解释成果对生产起到了很好的指导作用。薄煤层大功率坑透实验成功。（2）探测分析解释：为提高解释精度，现场尽量减小测点间隔，增加数据量。同时需进一步改进数据反演方法，提高对构造区的精确定位。今后对构造复杂块段的坑透解析应结合各种