煤矿水害预报矿井物探方法与技术

煤矿水害矿井电法勘探超前预告技术及运用一、前言〔一〕我国煤矿水害类型我国矿井水害的类型很多，按水的来源大体上可分为五类：1.第四纪底界面含水层，埋深浅煤层影响大;2.煤层顶板砂岩孔、裂隙水水害，离层水和火成岩等;3.老空水水害;4.岩溶水水害〔灰岩水〕;5.废弃井口、采后冒裂带、岩溶地面塌陷坑〔洞〕、陷落柱、断层带及煤层顶底板或封孔不良的旧钻孔都会成为能够的含〔导〕水通道。当采煤任务面或掘进巷道接近或沟通老空区时，极易发生老空水水害。

一、前言

〔二〕井下预告上述水害体详细位置1.掘进巷道前方水害体超前预告;2.任务面煤层顶板水害体预告;3.任务面煤层底板水害体预告;4.任务面巷道外边境断层赋水性预测;5.废弃不良钻孔赋水性检测;6.富水构造注浆效果检测〔前后对比〕。一、前言

〔三〕矿井电法勘探预告物理根据从电性上分析不同地层的电性分布规律为：煤层电阻率值相对较高，砂岩次之，粘土岩类最低。由于煤系地层的堆积序列比较明晰，在原生地层形状下，其导电性特征在纵向上固定的变化规律，而在横向上相对比较均一。当存在构造破碎带时，假设构造不含水，那么其导电性较差，部分电阻率值增高;假设构造含水，由于其导电性好，相当于存在部分低电阻率值地质体。综上所述，当断层、裂隙和陷落柱等地质构造发育时，无论其含水与否，都将突破地层电性在纵向和横向上的变化规律。这种变化规律的存在，为以岩石导电性差别为物理根底的电磁法探测方法提供了良好的地质条件。 〔一〕掘进巷道前方水害体类型

巷道平面图断层〔废弃不良钻孔、陷落柱等〕巷道断面图二、掘进巷道前方水害体预告矿井物探方法与技术〔二〕单极——偶极法与技术

二、掘进巷道前方水害体预告矿井物探方法与技术二、掘进巷道前方水害体预告矿井物探方法与技术

〔二〕单极——偶极法与技术

二、掘进巷道前方水害体预告矿井物探方法与技术

〔二〕单极——偶极法与技术

二、掘进巷道前方水害体预告矿井物探方法与技术

〔三〕矿井瞬变电磁探测方法与技术

二、掘进巷道前方水害体预告矿井物探方法与技术

〔三〕矿井瞬变电磁探测方法与技术

二、掘进巷道前方水害体预告矿井物探方法与技术

〔三〕矿井瞬变电磁探测方法与技术

二、掘进巷道前方水害体预告矿井物探方法与技术

〔三〕矿井瞬变电磁探测方法与技术

二、掘进巷道前方水害体预告矿井物探方法与技术

〔三〕矿井瞬变电磁探测方法与技术

二、掘进巷道前方水害体预告矿井物探方法与技术

〔三〕矿井瞬变电磁探测方法与技术

二、掘进巷道前方水害体预告矿井物探方法与技术

〔三〕矿井瞬变电磁探测方法与技术

两种超前探测方法比较:1.单极-偶极法采用接触式探测,接地电阻处置好坏直接影响探测结果可靠性,体积效应大(为球体),任务效率较低，受巷道长度限制，对高、低阻反映均较灵敏,探测间隔在60～80m,无探测盲区;2.矿井瞬变电磁法采用非接触式探测,具有明显方向性,体积效应较小(约束角为60～90度的锥体),对低阻反映较灵敏,任务效率高，不受巷道长度限制，但受高度限制〔不小于1.8m),探测间隔在１０0～１５0m,间隔巷道迎头有２５m左右探测盲区;二、掘进巷道前方水害体预告矿井物探方法与技术三、任务面煤层顶板水害预告矿井物探方法与技术 〔一〕任务面煤层顶板水害体类型

巷道

赋水异常区域切眼

任务面平面顶板导水断层

巷道

三、任务面煤层顶板水害预告矿井物探方法与技术

图a图b

三、任务面煤顶底板水害预告矿井物探方法与技术

三、任务面煤层顶板水害预告矿井物探方法与技术

三、任务面煤层顶板水害预告矿井物探方法与技术 〔一〕任务面煤层底板水害体类型

巷道

部分赋水裂隙发育通道含水陷落柱或富水体切眼任务面平面导水断层

巷道四、任务面煤层底板水害预告矿井物探方法与技术 〔二〕音频电透视技术探测任务面煤层底板水害体

巷道供电电极任务面平面图切眼丈量电极

巷道四、任务面煤层底板水害预告矿井物探方法与技术 〔二〕音频电透视技术探测任务面煤层底板水害体实际研讨证明：矿井音频电透视方法主要反映了煤层顶、底板内部岩性的变化，而对煤层内部电性的变化反映不灵敏，即对任务面煤层内的部分异常探测精度较低。2.井下施工方法技术矿井音频电透视法任务方法与矿井无线电透视一样，丈量任务在采煤任务面的两顺槽间进展，普通每10m一个丈量点〔MN〕，每50m一个供电点(A)。假设采场较短，如小于80m，应加密到每5m一个丈量点，20～30m一个供电点。丈量方法是，对每个供电点供电时，对应在另一顺槽的扇形对称区域内布置15～20个观测点进展丈量。当本巷道内一切供电点丈量终了后，丈量与供电在两巷道对调，反复观测一切供电点，以确保采面内各单元有两次以上的覆盖。由于音频电透视采用低频交流供电，普通为15Hz～100Hz，在此频率下电场的性质与直流电场根本一样，所以其任务原理和资料处置解释方法是一样的。四、任务面煤层底板水害预告矿井物探方法与技术四、任务面煤层底板水害预告矿井物探方法与技术 〔二〕音频电透视技术探测任务面煤层底板水害体

〔四〕矿井瞬变电磁探测任务面煤层底板水害体任务面探测电磁场“烟圈〞辐射表示图

四、任务面煤层底板水害预告矿井物探方法与技术四、任务面煤层底板水害预告矿井物探方法与技术四、任务面煤层底板水害预告矿井物探方法与技术矿井瞬变电磁法运用矿井瞬变电磁法探测采掘面内导水陷落柱

四、任务面煤层底板水害预告矿井物探方法与技术 〔五)探测煤层底板含水构造两中方法比较1.音频电透视技术采用接触式探测,接地电阻处置好坏直接影响探测结果可靠性,体积效应大,任务效率较低，分辨率低,任务面完全贯穿后才干丈量，对高、低阻反映均较灵敏,探测间隔取决于供电电流大小,无探测盲区;2.矿井瞬变电磁法采用非接触式探测,具有明显方向性,体积效应较小(约束角为60～90度的锥体),对低阻反映较灵敏,任务效率高，分辨率高,任务面能否贯穿均可丈量，但受高度限制〔不小于1.8m),探测间隔在１０0～１５0m,可以分别从两上、下顺槽对任务面底板进展探测，探测范围覆盖任务面底板。间隔巷道周围