無線電坑透在潞寧礦22116 工作面應(yīng)用分析

朱 立

（山西潞安集團(tuán)潞寧煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 忻州 036700）

1 工程概述

潞寧礦22116 工作面順槽長(zhǎng)度為2500 m，傾向長(zhǎng)度178 m，22116 工作面煤厚平均3.5 m。礦井生產(chǎn)過程中由于受到?jīng)_刷帶影響，生產(chǎn)的原煤中含有矸石成本較高，影響煤質(zhì)。因此，本次坑透探測(cè)采用CT 成像法和視電阻率反演分析法來探查、分析工作面內(nèi)地質(zhì)異常區(qū)賦存情況，從而為采面提前采取應(yīng)對(duì)措施提供支撐。

2 施工布置

2.1 設(shè)備類型

電磁波透視類型為WKT-E，通過試驗(yàn)對(duì)比，探測(cè)時(shí)使用發(fā)射和接收工作頻率為0.3 MHZ[1-2]。WKT-E 型電磁波透視發(fā)射機(jī)、接收機(jī)部分技術(shù)參數(shù)見表1、表2。

表1 電磁波透視發(fā)射機(jī)技術(shù)參數(shù)

表2 電磁波透視接收機(jī)技術(shù)參數(shù)

2.2 現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)布置

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)布置發(fā)射點(diǎn)間距為50 m，接收點(diǎn)間距為10 m。測(cè)點(diǎn)是從工作面西側(cè)切眼開始向東側(cè)（大巷一側(cè)）方向布置，切眼處為0#點(diǎn)，東側(cè)（大巷一側(cè)）為最大號(hào)測(cè)點(diǎn)250 號(hào)。兩順槽布置發(fā)射點(diǎn)108 個(gè)，每個(gè)發(fā)射點(diǎn)接收11 個(gè)實(shí)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)值，共完成1188 個(gè)接收點(diǎn)，探測(cè)長(zhǎng)度為2500 m。

本次22116 工作面坑透探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集分三次進(jìn)行，每次從其中一條順槽開始，完成單向接收后再進(jìn)行順槽交換接收，從另一個(gè)順槽進(jìn)行接收探測(cè)，形成兩順槽的交會(huì)測(cè)后以達(dá)到工作面的滿覆蓋坑透探測(cè)。

3 探測(cè)結(jié)果

3.1 實(shí)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)值綜合曲線圖

22116 工作面理論場(chǎng)強(qiáng)值為62.5 db，采面兩順槽坑透場(chǎng)強(qiáng)如圖1 所示。綜合兩順槽各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)值相對(duì)變化形態(tài)，從而發(fā)現(xiàn)工作面兩順槽內(nèi)各測(cè)點(diǎn)接收?qǐng)鰪?qiáng)綜合曲線中坑透異常區(qū)范圍[3-5]。采面內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)衰減區(qū)域即異常區(qū)具體見表3。

圖1 實(shí)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)曲線圖

表3 場(chǎng)強(qiáng)衰減區(qū)范圍及衰減程度

3.2 無線電波透視CT 綜合成果

根據(jù)工作面兩順槽實(shí)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)值綜合分析計(jì)算，繪制了工作面CT 綜合成果圖（圖2）。潞寧煤業(yè)公司煤層賦存形態(tài)及地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)育規(guī)律有其自身的特點(diǎn)，主要地質(zhì)構(gòu)造為煤層沖刷帶，而斷層或陷落柱相對(duì)不發(fā)育。從煤層發(fā)育特點(diǎn)分析，22116 工作面各個(gè)坑透異常的地質(zhì)性質(zhì)有可能為陷落柱、斷層或煤層褶曲破碎帶等地質(zhì)構(gòu)造，應(yīng)結(jié)合煤層地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育規(guī)律及特點(diǎn)分析[6]。

由于22116 工作面異常區(qū)較多，若從煤層沖刷帶的角度分析，各個(gè)異常區(qū)地質(zhì)性質(zhì)相似，區(qū)別主要是在沖刷程度上。所以，為了便于使用、簡(jiǎn)捷直觀，本次推斷解釋對(duì)各個(gè)異常區(qū)采用不同的線型進(jìn)行識(shí)別。即CT 成果圖及反演成果圖中黑色線所示區(qū)域?yàn)榇蠓秶目油府惓^(qū)，表示相應(yīng)范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造和煤層沖刷現(xiàn)象。從CT 綜合成果圖中得到的坑透異常區(qū)范圍及類型見表4。

圖2 工作面CT 綜合成果圖

3.3 工作面視電阻率反演成果

利用SURFER 對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理，具體獲得工作面坑透探測(cè)反演成果圖如圖3 所示。通過反演分析，地質(zhì)異常在工作面走向和傾向方向的漸變趨勢(shì)和形態(tài)更明顯了，這更有利于對(duì)工作面內(nèi)可能存在的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行精細(xì)解釋，達(dá)到對(duì)場(chǎng)強(qiáng)CT 成像法的技術(shù)盲區(qū)的彌補(bǔ)和印證解釋。

圖3 工作面坑透探測(cè)反演成果圖

表4 坑透異常區(qū)范圍及類型

4 鉆探驗(yàn)證

在采用無線電坑透探測(cè)出的異常區(qū)位置施工鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證，通過鉆探發(fā)現(xiàn)無線電坑透探測(cè)出的異常區(qū)均為地質(zhì)沖刷帶，但是實(shí)際鉆探得到的沖刷帶范圍要小于圈定的異常區(qū)范圍。

根據(jù)無線電坑透以及鉆探成果，22116 回采工作面內(nèi)采用過刀把方式進(jìn)行回采，順利通過了對(duì)生產(chǎn)影響較大的沖刷帶，實(shí)際揭露的情況與無線電坑透以及鉆探成果較為接近。

5 總結(jié)

為了確?；夭晒ぷ髅鎯?nèi)順利回采，提高礦井經(jīng)濟(jì)效益，在22116 回采工作面采用無線電坑透對(duì)存在的地質(zhì)異常體進(jìn)行探測(cè)。結(jié)果表明采面內(nèi)存在多個(gè)地質(zhì)沖刷帶，鉆探以及實(shí)際揭露的地質(zhì)沖刷帶范圍要較無線電坑透確定的范圍小，探測(cè)結(jié)果仍存在較大的誤差。因此，在后續(xù)的無線電探測(cè)過程中應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范操作，并充分根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)資料，提高探測(cè)解釋精度，以便更好地服務(wù)礦井后續(xù)生產(chǎn)。