TRT 預(yù)報(bào)技術(shù)指導(dǎo)新安煤礦探放水施工應(yīng)用實(shí)踐

馮 波

（棗莊礦業(yè)集團(tuán)新安煤業(yè)有限公司，山東 棗莊 277642）

新安煤礦井田區(qū)域河流縱橫交錯，部分區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育、裂隙、巖溶空洞發(fā)育。復(fù)雜的地質(zhì)條件給巷道掘進(jìn)施工帶來了較大的施工風(fēng)險(xiǎn)。

TRT 超前地質(zhì)探測技術(shù)在我國很多工程中都有成功的應(yīng)用[1-3]。該探測技術(shù)使用方便，探測時間短，探測可靠性高。探測成果圖為三維成果，相比其他的探測技術(shù)，分析的成果更加立體，可以更好地判斷異常體的發(fā)育范圍和發(fā)育位置[4-5]。

本文以新安煤礦3#煤層正在掘進(jìn)的巷道為工程背景，以掘進(jìn)巷道其中一次施工為例，利用TRT 探測技術(shù)對該區(qū)域的含水體進(jìn)行探測，利用探測成果指導(dǎo)探放水施工，來有效解決施工時存在的水害風(fēng)險(xiǎn)，保障施工安全，減少無效鉆孔時間，提高工期。

1 工程水文地質(zhì)

1.1 水文情況

施工巷道為新安煤礦3#煤層正在掘進(jìn)的運(yùn)輸巷，巷道為馬蹄形巷道，長5.4 m、寬3.65 m。3#煤層開采冒裂帶高度波及到上侏羅統(tǒng)一段砂礫巖含水層、石灰?guī)r裂隙以及巖溶含水層。突水原因主要是由于巷道開挖造成的，由于斷層之間的相互作用使原本沒有關(guān)聯(lián)的含水構(gòu)造產(chǎn)生了相關(guān)的水力聯(lián)系，致使水文地質(zhì)條件復(fù)雜化。降深比擬法預(yù)測正常涌水量為167.5 m3/h。根據(jù)生產(chǎn)資料顯示，在施工過程中出現(xiàn)過多次小規(guī)模突水情況，但危害較小，屬于中等類型。

1.2 地質(zhì)情況

根據(jù)資料以及煤礦生產(chǎn)揭露情況來看，施工區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，軟巖破碎段發(fā)育，探測區(qū)域內(nèi)主要以石灰?guī)r、泥巖、細(xì)粒砂巖為主，由于受酸性水的影響區(qū)段內(nèi)也存在一定數(shù)量的巖溶空洞。

2 探測技術(shù)原理

TRT 技術(shù)是利用地震波在探測介質(zhì)中傳播的透射與反射現(xiàn)象來反映探測巖體中不良地質(zhì)體的位置、范圍。在使用時，利用地震波激發(fā)錘錘擊巖體產(chǎn)生地震波，波在巖體中傳播時再遇到異常體時會產(chǎn)生反射和透射現(xiàn)象，反射回來的波被接收器接收，再由設(shè)備主機(jī)輸出探測三維成果圖[6]。

3 工程應(yīng)用實(shí)例

3.1 測線布置

選用的TRT 設(shè)備為目前應(yīng)用比較成熟的TRT6000 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，包括傳感器、主機(jī)、激發(fā)錘以及數(shù)據(jù)采集和分析軟件。在4 個橫截面上共布設(shè)10 個傳感器，每個橫截面之間距離5 m，通過膨脹螺絲將傳感器固定在墻壁和頂部，用速凝水泥進(jìn)行兩者間的耦合。震源點(diǎn)在左右兩側(cè)各布置兩排，第一排距離掌子面1.5 m 布置，每排布置3 個，使用8 磅重的鐵錘激發(fā)地震波。傳感器布置及相關(guān)參數(shù)如圖1、圖2 所示。

圖1 測線布置

3.2 成果分析

由于該區(qū)域地下水比較發(fā)育，對波有一定的衰減作用，因此判定有效距離為80 m 以保證可靠性。三維探測成果如圖3 ～圖5 所示。

圖4 探測成果左視圖

根據(jù)以上解譯成果圖可以得出：該80 m 預(yù)報(bào)區(qū)域總體上軟巖破碎帶較多，地下水復(fù)雜，巖溶比較發(fā)育。該段具體地質(zhì)情況如表1 所示。

圖5 探測成果立體圖

表1 探測區(qū)域情況表

4 指導(dǎo)施鉆情況

選用ZDY-1250 型礦用鉆機(jī)，孔徑為Φ76 mm，鉆孔水平深度為30 m。施工時每循環(huán)均在掌子面中間位置進(jìn)行一次鉆孔，為取芯孔，其余鉆孔根據(jù)TRT 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)分解結(jié)果進(jìn)行合理分配。具體施鉆情況如圖6 所示。

圖6 鉆孔布置圖

根據(jù)該探測區(qū)段開挖過程的資料顯示，施工過程中未出現(xiàn)突水透水情況，含水異常體及破碎帶發(fā)育位置與預(yù)報(bào)位置高度一致。

5 結(jié)論

（1）工程實(shí)踐證明，TRT 超前探測技術(shù)對地質(zhì)條件復(fù)雜、地下水發(fā)育以及巖溶區(qū)發(fā)育的地質(zhì)體探測效果好，可靠性較高，其三維成果分析比其他技術(shù)對不良地質(zhì)體的空間位置及范圍判斷更加準(zhǔn)確。

（2）探放水鉆孔結(jié)果顯示，根據(jù)TRT 探測成果分析得到的巖體情況確定的探放水施鉆位置具有高度的可靠性，使探放水施鉆更加科學(xué)合理，減少了無效鉆孔，提高了鉆孔利用率，保證了安全高效的施工。

表2 施鉆情況表