無線電波坑道透視技術(shù)在陳蠻莊煤礦回采工作面構(gòu)造探查中的研究與應(yīng)用

朱海鋒，王傳盈（肥城礦業(yè)集團有限責(zé)任公司，山東 肥城 271608）

無線電波坑道透視技術(shù)在陳蠻莊煤礦回采工作面構(gòu)造探查中的研究與應(yīng)用

朱海鋒，王傳盈
（肥城礦業(yè)集團有限責(zé)任公司，山東 肥城 271608）

闡述了無線電波坑道透視技術(shù)在工作面中的應(yīng)用與研究，運用此技術(shù)可在探明回采工作面中隱伏構(gòu)造在面內(nèi)延展情況及為礦井提前改造工作面。

無線電波坑道透視；探查；構(gòu)造

陳蠻莊煤礦位于山東省單縣東部，井田面積22.8371km2，礦井設(shè)計能力為0.90Mt/a。礦井于2013年11月投產(chǎn)，首采區(qū)布置在工業(yè)場地煤柱西側(cè)的3200采區(qū)。現(xiàn)開拓開采3400采區(qū)，3402工作面為其今年重點開采工作面。在以往工作面回采中往往揭露多個隱伏構(gòu)造異常區(qū)，且三維物探探明的構(gòu)造在面內(nèi)的延展與實際揭露情況存在較大差異。這些隱伏構(gòu)造及在面內(nèi)延展變化對工作面生產(chǎn)影響極大，造成了大大的經(jīng)濟損失。

1　礦井3402工作面概況

1.1工作面基本概況

3402面里段（3402工作面聯(lián)絡(luò)巷以里至切眼）井下位于DF30斷層以南、DF25斷層以南、3206工作面切眼西南。工作面傾斜長平均180m，里段走向長885m，煤厚0.7～4.6m，平均3.1m，煤層傾角25～39°，平均32°。工作面煤層直接頂以泥巖為主，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，局部含粉砂質(zhì)及鋁質(zhì)，局部滑面發(fā)育，厚0.1～6.5m，平均1.3m；老頂為粉砂巖，滑面明顯，局部破碎見垂直裂隙，易風(fēng)化，平均厚5.2m。煤層直接底為泥巖，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，與煤接觸面為炭質(zhì)泥巖，破碎易風(fēng)化，平均厚1.5m；老底為細沙粒狀結(jié)構(gòu)，互層狀，以砂巖為主，夾粉砂巖，平均厚8.2m。采煤工藝為綜采一次采全高，采高3.1m。

1.2工作面構(gòu)造及實際揭露情況

根據(jù)三維物探資料，3402面（里段）主要構(gòu)造3條：DF24落差0～10m、DF27落差0～10m、DF29落差0～5m。工作面實際揭露斷層6條，落差大于煤厚斷層3條。一條在軌道順槽E1點處揭露，落差4.0m；另兩條為切眼膠帶順槽以上72、89m揭露的地壘，落差分別為3.0、4.0m，該斷層組造成切眼有40m全巖，該斷層組在原切眼揭露時落差判定為3.0、14.0m。三維物探DF24性質(zhì)和位置都與實際揭露不符；工作面初采受斷層影響，底板鼓起，存在全巖段，巖石硬度較大，影響正規(guī)作業(yè)循環(huán)，效率較低，礦井經(jīng)濟損失嚴重。為此礦方委托山東省礦井水害防治工程研究中心探查3402工作面（里段）中構(gòu)造及其延展情況，山東省礦井水害防治工程研究中心根據(jù)該面的地質(zhì)基本情況，選定運用無線電波坑透技術(shù)對其面內(nèi)的構(gòu)造及其延展情況進行探查。

2　探測施工

無線電波坑道透視采用分辨率較高的定點掃描法進行探測。3402面里段共布置132個測點，24個發(fā)射點；測點間距為10m，發(fā)射點間距為50m，每個發(fā)射點對應(yīng)11個接收點。現(xiàn)場探測時先在聯(lián)絡(luò)巷、軌道順槽發(fā)射點依次發(fā)射，膠帶順槽接收，直至工作面切眼位置，發(fā)射與接收互換位置，重新發(fā)射接收。

3　成果解釋

經(jīng)過數(shù)據(jù)處理與解釋，經(jīng)綜合分析，共圈定兩處較為集中的異常區(qū)，分別編號為：一、二號異常區(qū)，如圖所示，探測的異常區(qū)域主要是粉紅色以上的異常區(qū)域（衰減系數(shù)達到-30dB以上），在所有異常區(qū)域中，二號異常區(qū)域是場強衰減值最大，范圍最廣的異常區(qū)域。該異常區(qū)內(nèi)接收不到發(fā)射信號。

圖1

1號異常區(qū)：位于3402工作面軌道順槽測點20～25之間，向面內(nèi)延展40m。該異常區(qū)是整個工作面內(nèi)場強衰減較大的區(qū)域，異常范圍較集中，場強衰減系數(shù)達到-30dB。根據(jù)3402軌道順槽實際揭露資料，W7點前15m至W8點間受斷層影響煤厚僅為0～2.2m，巖石量較多，受此影響造成該異常區(qū)，預(yù)計向面內(nèi)45m煤厚恢復(fù)至1/2正常煤厚。

2號異常區(qū)：2號異常區(qū)位于3402工作面軌道順槽測點36～65，3402工作面膠帶順槽測點540～565之間范圍內(nèi)，自切眼向外共計290m，推斷該異常區(qū)可能為切眼內(nèi)已揭露的斷層組向面內(nèi)延伸或者面中存在其它隱伏構(gòu)造，更分析為面內(nèi)已揭露的斷層組向面內(nèi)延展至1號異常區(qū)。

4　工作面推采驗證效果

陳蠻莊煤礦3402工作面切眼兩條斷層實際揭露走向與坑透結(jié)果基本一致，均為向工作面軌道順槽方向延展。坑透結(jié)果分析為斷層向軌道順槽方向延展，分兩處異常區(qū)，實際這兩處異常區(qū)均為切眼兩條斷層延展影響。切眼處的斷層組實際延展至1號異常區(qū)處。因此3402工作面坑透效果準確率較高。

5　無線電波坑道透視技術(shù)在構(gòu)造探查中的應(yīng)用價值

根據(jù)無線電波坑道透視技術(shù)在3402工作面中的實際應(yīng)用，可以看出其準確率較高，因此在礦井回采工作面形成后，運用該項技術(shù)探查面內(nèi)的構(gòu)造及其延展情況具有十分重要的現(xiàn)實意義，可以查清面內(nèi)較大的構(gòu)造及其延展情況，這為回采工作面在今后制定生產(chǎn)接續(xù)計劃或改造工作面提供了可靠的技術(shù)支持，大大為礦方挽回了不必要的經(jīng)濟損失。因此無線電波坑道透視技術(shù)在該礦或條件相似礦井中的回采工作面具有較大的應(yīng)用意義及經(jīng)濟效益價值。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.126

朱海鋒（1987-），男，山東寧陽人，主要從事：專業(yè)技術(shù)工作。