巷道超前探测技术及直流电法的应用.pdf

【 I 口 圜困圈 T 0 c } l nol oq y an d Ex I e| l c _ r ； c 8 文章编号 1 6 7 2 5 0 5 0 2 0 1 3 0 5 0 0 6 6 0 2 山西煤炭 S HANXl MEt TAN 巷道超前探测技术及直流电法的应用 第3 3 卷第5 期 王常兴 ， 王 月 ， 潘越 1 ． 山西煤炭进出V I 集团 技术中心， 山西 太原0 3 0 0 0 6 ； 2 ．河 I L I程大学机电学院， 河北 邯郸0 5 6 0 3 8 摘要 通过研究当前常用物探手段 一电法、 波法和测温法等， 对现有物探技术进行详细的比较， 以某煤矿巷道在掘 进中采用直流电法超前探测技术探测含水异常为例， 通过钻探验证与超前探测结果基本吻合， 进一步证明了直流电法在煤 矿应用的可行性及 准确性。 关键词 物探 ； 直流电法； 超前探测 中图分类号 T D 7 4 随着经济的发展， 我国对煤炭资源的需求量 日益提 高。煤矿开采过程中， 矿难事故频繁发生， 灾害发生的 主要因素有三种 突水事故； 瓦斯爆炸 ； 顶板坍塌。其中 突 涌 水是造成矿难的最主要因素。如何预测巷道掘 进前方地质含导水成为当前避免发生突 涌 水事故的 决定性因素。 1 物探技术分类 目前 ， 我国在超前探测技术上手段 、 方法多样， 总体 分类， 见图 1 。其中钻探方法最准确 、 最可靠 ， 但是由于 其耗时、 效率低 、 盲 目性大等原因无法满足煤矿高效生 产的要求 ，所以巷道超前探测往往采用高效的电法 、 波 法或测温法等探测手段。 物探手段 f I 直 流 电 法 j 激 发 极 化 法 1 交 流 电 法 {双 频 激 电 法 ／ f 地 震 反 波 1 地 震 波 法 J 瑞 利 波 法 jI l 警 翥 达 法 I 测 温 法 { 红 外 测 温 法 2 物探技术类比 针对 目前物探手段的多样性及特殊性 ， 在此对市场 上常用的多种物探手段 如 直流电法、 瞬变电磁法、 地 质雷达法、 地震波法、 瑞丽波法 、 红外测温法分别从 常 文献标识码 A 用仪器型号、 使用成熟度 、 探测距离 、 干扰因素 、 前方有 无盲区及数据处理等方面进行 比较 ， 对 比情况， 如表 1 所示 。 表 1 巷道超前探测技术手段对 比 探测 直流 电法 瞬变 电磁 地质雷 瑞利波 红外测 手段 法 达法 地震波法 法 温法 常用 Y T D4 o o A P R 0一 S I R 一 1 O H E MS - 2 Y I R D H Y - 3 0 3 仪器 I EM 4 7 技术 近十年刚 较成熟 不成熟 成熟 非常成熟 成熟 较成熟 开始应用 程度 探测 O ～ 1 0 0m 1 5 ～ 1 0 om 2 0 - 3 0 r ill 1 5 0 - 2 0 0 3 N8 0 n l 小于 3 O 距离 煤层硬 钻孔温 干扰 铁轨 、 积水及 电场 、 互 机器 、 潮 噪声 、巷 度及噪 度 ， 水文 感及 电气 湿工作 因素 电气设备 道长度 声， 断层 与围岩 设 备 面 、噪声 界面 温差 有无 有 ， 巷道前段 有 ， 1 5 ～ 2 O 有 ， 由于 较小 ，滤 有， 近距 滤波困 无 盲区 1 0 m范围内 波造成 离 3 m 难造成 数据处理软件 常用解析 常用小 首先滤 波 先滤波 数据 多， 正反演技 手段 一 波变换 并结合 二 后采用 数据统 处理 术成熟图形 可 维反演二 及一维 、 三维正反 半波长 计 ，绘图 视化程度高， 维电阻率 二维滤 演计算处 解 释法 手段 二三维电阻率 成像 波处理 理解释 成像应用广泛 技术成熟度 直流电法使用已经非常成熟， 这源于 其使用早 ， 技术相对简单。 探 测距离 地 震波法 测距 最远 1 5 0 ～ 2 0 0 1T I ； 测距 最 小 的是 红 I- N温法仅为 3 0lT l 。 干扰因素 电法影响因素相对一致均为井下电气设 备 ，这是由于电器设备工作时影响周围电磁场造成的； 波法影响因素为巷道或工作面噪声 ， 这是因为声波也是 振动波的一种， 影响信号波的采集。 盲区 电法盲 区区间为 1 0 ～ 2 0 i n ， 瞬变电磁法产生 盲区是由电磁波 自身的时域和频域各 自特点造成的； 波 收稿 日期 2 0 1 3 0 4 0 5 作者简介 王常兴 1 9 6 7 一 ， 男 ， 山西洪洞人 ， 本科 ， 工程师 ， 从事机电 、 机械方面 的研究。