矿井物探及水害防治技术及装备

矿井物探及水害防治技术及装备汇报提纲矿井物探类技术及产品地面物探井下物探2.矿井水害防治技术与产品水害监测监控系统矿井突水水源快速判定技术矿井水害防治技术

1矿井物探类技术及产品一、地面物探技术地面物探的应用范围区域性地质调查矿井工程地质环境调查掘进过程中的超前预测环境地质方面断层、陷落柱等构造老窑、古窑采空富水情况

地下岩溶情况为矿区井口的选取和巷道的布局提供基础资料

首采区及掘进方向不良地质状况的预测

地面沉陷及排水污染法规要求《煤矿安全规程》，《煤矿防治水规定》等法律法规规定矿井井田范围内，应以地质、物探及钻探等技术手段为主查明矿区断层构造、陷落柱、富水采空区及地下岩溶等情况。主要方法主要开展技术方法有瞬变电磁法（TEM），可控源音频大地电磁（CSAMT），音频大地电磁（AMT），超级高密度电法，普通高密度电法，激发极化法，双频激电法，二、三维地震勘探，瑞雷波法，地质雷达等。一、地面物探技术复杂地形探测技术山区、新疆、山西等地形复杂区域，地质构造、水害探测。重庆研究院探测深度：重点1500m以内，探测手段：三维地震、电磁法综合探测仪器。仪器进口和自主开发。综合探测技术整合煤矿集中地区的区域水害普查，探明矿井周边老窑区和水文地质情况。一个矿一张预测图。重庆院地面物探优势一、地面物探技术瞬变电磁探测深度200-1000m左右精度适中，深部探测误差大电法0-200m,精度高如果条件容许，尽量使用电磁法（直流电法、超高密度电法、瞬变电磁测量（TDEM:MulTEM,LowTEM，FDEM)）、可控源音频大地电磁法（CSAMT）、大地电磁及音频大地电磁测量（MT/AMT）、频率域激电（FDIP:PhaseIP,SpectraIPorCR）、时间域激发极化法（TDIP））主要作用：主要探测水害。一、地面物探技术二维、三维地震勘探工程目前仪器效果较好的是：

法国428Lite遥测数字地震仪地震资料处理解释工作站软件要求：复杂地表低信噪比资料和高分辨率处理；层状介质近地表模型反演（EGRM）、聚束滤波法去除多次波、波动方程深度域滤波、三维叠前相干噪声压制

、多道预测反褶积、逐点时变反褶积等多个应用功能；层析法静校正、叠前时间偏移的并行处理功能。地震解决构造问题地层问题一、地面物探技术复杂条件下水害地面勘探技术一、地面物探技术三维地震中国矿大做的多些地面三维地震探测两层煤层的底板形态三维地震三维图像突起为陷落柱发育山西某矿瞬变电磁法断面图山西某矿瞬变电磁法水平切片图地面瞬变电磁探测地面超高密度探测2号煤层顺层切片图山西某矿超级高密度电法断面图地面可控源音频大地电磁法探测ⅠⅠⅤⅡⅢⅣⅡⅢⅡⅢⅣⅠⅣ断层破碎带断层破碎带CSAMT法等视电阻率断面图二、井下物探技术及产品水害探测装备远距离超前探测装备高精度探测装备YCS40矿用本安型瞬变电磁YCS50矿用本安型瞬变电磁YDZ32直流电法仪DTC-150防爆地质超前探测仪DTC-150/6防爆地质超前探测仪DTC-36防爆地质超前探测仪工作面探测装备KJH-D防爆探地雷达WKT-E无线电波坑透YDG64高密度电法仪井下物探

1、矿井小电流瞬变电磁——YCS40瞬变电磁二、井下物探技术及产品仪器特点本安型防爆仪器，采用高精度宽带程控运算放大器，测量精度高，弱信号多点平均、累加等多种数据处理方法，抗干扰能力强，仪器收发一体化，小型轻便，设计系列大小尺寸的天线，适用于不同地区矿井井下巷道空间条件，可全空间全方位探测，结果显示为2Ｄ图，成果解释直观。主要用途主要用于探测矿井中含水构造、含水层、积水老窑等含水性问题，也可用于地面水文、金属矿产和工程地质勘查。探测深度80-100m左右。瞬变电磁探测布置方式二、井下物探技术及产品掘进工作面瞬变电磁探测三维显示二、井下物探技术及产品回采工作面瞬变电磁探测三维显示二、井下物探技术及产品充水空巷、水仓探测二、井下物探技术及产品陷落柱探测二、井下物探技术及产品YCS50隔爆兼本安型瞬变电磁仪二、井下物探技术及产品

2、矿井大电流瞬变电磁——YCS50瞬变电磁仪器特点本安型隔爆仪器，采用高精度宽带程控运算放大器，测量精度高适用于不同地区矿井井下巷道空间条件，可全空间全方位探测，结果显示为2Ｄ图，成果解释直观。主要用途主要用于探测矿井中含水构造、含水层、积水老窑等含水性问题，也可用于地面水文、金属矿产和工程地质勘查。探测深度200-300m左右。发射机关断时间电流边长发射方式安标厂商YCS50<5μs10A20A30A40A50A1m×1m，1.5m×1.5m恒流隔爆重庆煤科院TEMJF50<300μs<=50A1m×1m，10m×10m非恒流隔爆地大华睿YCS160

<=3.5A

非恒流本安湖南飞翼股份有限公司YCS40

<=1.5A

非恒流本安福建华虹国产矿用瞬变电磁系统发射机参数表二、井下物探技术及产品工作原理电法勘探通常是通过测量地下岩体的视电阻率，根据水、岩体和地质构造异常体视电阻率的差异来区分和探测目标，水或含水体是典型的低电阻体，易于被电法勘探识别。仪器特点本安型防爆仪器，具有井下常规电法、高密度电法和超前探测法等多种功能，国内第一台防爆的高密度电法仪。能对顶板、底板探测，一次探测信息量大，资料易于解释。主要用途用于探测矿井含水构造（包括陷落柱）、含水层、积水老窑等水体，也可用于地面水文、工程地质勘查。产品遍及全国，应用广泛。3、普通电法（高密度及直流电法）二、井下物探技术及产品二、井下物探技术及产品DTC150/6防爆地质超前探测仪DTC150/36防爆地质超前探测仪DTC-150防爆地质超前探测仪4、防爆地质超前探测仪——长距离控制构造等主要用途主要用于探测掘进巷道正前方的地质构造异常，如断层、破碎带、陷落柱、采空区、溶洞及岩性变化带等。超前探测距离150～200m。产品应用于山西、河南、河北、贵州、重庆等地。二、井下物探技术及产品峰峰矿区试验探测本次现场探测试验工作于2006年9月2日在新三矿进行，并于当天完成。

现场在侧帮布置多个炮孔和1个接收孔，炮孔间距为1.5米，高度为1米，如下图所示从探测结果看，在探测范围内存在地质异常体界面。即在掘进面正前方约61~68m处存在较强反射界面，推断为断层影响；在掘进面正前方约129~131m处存在反射界面，推断为小构造或物性变化影响。二、井下物探技术及产品在掘进面正前方约42m~100m范围内反射界面较多、物性参数变化较大，推断为陷落柱或破碎带影响。

羊渠河矿试验二、井下物探技术及产品煤层煤层巷道掘进头巷道接发射接收异常体介质分界面5、防爆探地雷达——短距离高精度探测主要用于探测矿井的地质构造异常，如断层、破碎带、陷落柱、采空区、溶洞及岩性变化带等。探测距离30～50m。产品应用于山西、淮南、皖北、河南、河北、云南、重庆等地。目前探测距离已经达到50m二、井下物探技术及产品0煤巷掘进方向(m)1020304050煤层第一次探测第二次探测异常回波安徽淮南新庄孜煤巷超前探测小构造异常回波2异常回波1第二次探测雷达回波成果图0煤巷掘进方向(m)1020304050煤层第一次探测第二次探测F2

F1H=0.8∠60°

H=2∠63°第一次探测雷达回波成果图二、井下物探技术及产品马兰煤矿南下一组煤停采二队18306工作面回采到距停采线4m时，遇到一个顶部有空洞的陷落柱，陷落柱内出现涌水、涌硫化氢现象。

测线1防爆探地雷达探测剖面成果图陷落柱影响范围雷达波双程走时(ns）雷达底板探测深度(m)测线1（测线起点位于79与80号架之间）西山煤电马兰煤矿探测二、井下物探技术及产品主要典型的异常位于测线8米到16米的位置（从第53号支架到第57号支架），为遗失钻杆造成的异常。

山西阳泉寺家庄矿切眼超前探测隐伏遗失钻杆二、井下物探技术及产品主要用途和适用范围仪器可探测煤矿回采工作面及钻孔之间的地质小构造，如断层（大于煤层厚度1/2～1/3）、陷落柱、煤层厚度变化、瓦斯富集区和突水构造等。探测距离300～500m。

RWP传播方式transmitterfaultsKarstcollapsecolumns透视钻孔6、无线电波透视仪——井下最准的仪器二、井下物探技术及产品山西潞安王庄矿工作面陷落柱探测：煤的变质程度瘦煤，厚度6.2m。工作面长度890m，宽度150m。探测圈定了出3个异常区。经过回采验证异常区域为陷落柱。二、井下物探技术及产品河南平顶山十矿工作面瓦斯地质异常区探测

探测圈定了4个异常区。经过回采验证异常区域主要为由断层构造带控制的瓦斯富集区。第一次探测第一次探测二、井下物探技术及产品2矿井水害防治技术与产品一、矿井水害防治技术与产品国家煤监局煤安监调查〔2011〕25号各煤矿企业按规定配备矿井防治水专业技术人员、配齐专用探放水设备，建立专门探放水队伍；查明井田水文地质条件，特别是老空水的积水范围和积水量，留足防隔水煤（岩）柱；建立健全矿井地质报告、图件和基础台账，真正做到地质图件与实际相符，为防治水工作提供详实的基础资料。督促煤矿企业认真做好矿井充水条件分析预报，确定探水警戒线。探放水应当使用专用钻机，由专业人员和专职队伍进行设计、施工。一、矿井水害防治产品煤矿水文监控系统优点：无线数据传输技术、现场总线技术、计算机网络技术、数据库技术、通信技术、自动控制技术、新型传感技术、自动检测技术。利用传感器研究常规水文参数实时测定，应用范围：含水层水位、水压，以及水仓水位、沟渠流量、流速等参数的动态适时测量。新疆特点：日照时间长，井田范围大，适合用太阳能、无线传输的水文监控系统，实时监控矿井水文变化情况。1、矿井水害监控系统2、快速水源判定分析技术

应用范围：1、矿井水源识别：快速识别矿井充水水源（地表水、大气降水、老空水、奥灰水、太灰水、顶板砂岩水、松散层水、火成岩水等），为煤矿安全生产提供决策依据。2、水文地质勘察：地下水水化学特征及水质类型的现场分析。仪器方法：采用光吸收法和电极法两种类型的水质化验方法。按照《煤矿防治水》要求，突水严重矿井要建立水化学分析实验室，并建设数据库，以快速分析突水水源类型。一、矿井水害防治产品主要水害防治技术1、矿井水害综合防治工程（地面物探、井下物探、钻探、化探）2、矿井探放水承包工程（井下物探、化探、钻探）3、矿井堵水技术4、矿井老空水等疏放技术5、矿井“三下采煤”防治水设计6、矿井带压开采、水文类型划分、防治水会诊、中长期规划等报告编制二、矿井水害防治技术1.新疆矿井水害评价及老空水探放水工程二、矿井水害防治技术项目资金工程技术力量项目任务疏放上层煤采空区积水完成日常探放水工作总合同额：800万工程进度常驻现场2~4人工期：18个月项目部成员6人，外聘专家3人，钻探总进尺：4500m2.野川煤业矿井防治水长期技术服务野川煤业公司由于矿井水文地质专业技术人员缺乏，水害防治基础管理（台账、图件等）等需要改进，与煤矿防治水安全质量标准化要求还有一定的距离。为此，野川煤业特委托我单位在矿井防治水方面提供长期的技术服务。合作内容：①矿井安全技术会诊②矿井防治水中长期规划及年度计划的编制③探放水设计及措施编制。结合采掘计划，针对施工巷道编制。④人员培训。定期对矿井工人及管理人员进行防治水技术培训。⑤监督监管，对探放水设计及措施在现场的落实情况进行监督。⑥防治水安全质量标准化指导，对日常防治水图件、台账等基础资料进行标准化指导和检查。二、矿井水害防治技术3.防治水相关工程设计报告编制

（1）带压开采水文地质条件评价①西山煤电集团亚辰煤矿带压开采水文地质条件评价②煤销集团侯甲煤矿带压开采安全性评价及防治设计

（2）河道防治水设计西山煤电集团亚辰煤矿

（3）水体下采煤防治水设计西山煤电集团亚辰煤矿

（4）井筒注浆工程正辉公司昌盛煤矿二、矿井水害防治技术矿区区域水文地质条件矿区含水层、隔水层分布规律及特征矿区构造带富水性及导水性地表水体