槽波地震勘探與無線電波坑道透視綜合物探在煤礦的應(yīng)用

宋俊娜

(山西焦煤霍州煤電 店坪煤礦，山西 方山 033199)

為了給11-502工作面安全回采提供準(zhǔn)確的地質(zhì)水文資料，同時對福州華虹智能科技股份有限公司的KDZ3114礦井分布式震波勘探儀、YDT88礦用無線電波透視儀進行應(yīng)用效果測試檢驗，使用無線電波透視、槽波地震透視勘探技術(shù)在11-502工作面開展井下物探實驗工作，進一步探查11-502工作面內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育情況。

1 工程概況

11-502工作面位于南嶺上村附近。閆家山村的北部最低處標(biāo)高為+1 083 m，最高處位于南嶺上村，標(biāo)高為+1 223 m.該采面位于810層位二盤區(qū)西翼，該采面西為本礦邊界，東為810盤區(qū)主巷，南與11-503工作面相鄰，北面與11-501工作面相鄰。工作面上部主要可采煤層為10號煤層，10號煤層距11號煤層55～64 m，11-502工作面上部為實體煤，故不受相鄰和上部采空區(qū)積水威脅，見圖1.本次物探需對11-502工作面內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育情況進行探查。勘探面積175 200 m2，根據(jù)工作面回采長度計算與實際需要，11-502A巷道探測長度1 200 m，11-502B巷道探測長度1 200 m.

2 11-502工作面采前探測過程

2.1 槽波勘探情況

本次探測采用槽波透射法觀測系統(tǒng)。即在一條巷道布置發(fā)射，另一條巷道布置接收，之后進行發(fā)射與接收巷道交換，重復(fù)探測,見圖2、圖3.

圖2 11-502巷發(fā)射與接收炮點檢波點布置及單炮射線平面示意

圖3 11-502工作面槽波探測炮點檢波點布置平面示意

11-502工作面槽波透射探測共布置124個炮點，編號S1～S124；249個檢波點，編號G1～G249.

1) 11-502A巷發(fā)射，11-502B巷接收。炮點：自11-502A巷8號點前9 m至切眼方向向前布置，垂直布置在11-502A巷掘進方向左幫腰線，共布置62個炮點，即S1～S62，炮點間距20 m，孔深2 m.檢波點：自11-502B巷2號點前54.9 m至切眼方向向前布置，垂直布置在11-502B巷掘進方向右?guī)脱€，共布置125個檢波點，即G1～S125，檢波點間距10 m.

2) 11-502B巷發(fā)射，11-502A巷接收。炮點：自11-502B巷2號點前59.4 m至切眼方向向前布置，垂直布置在11-502B巷掘進方向右?guī)脱€，共布置62個炮點，即S63～S124，炮點間距20 m，孔深2 m.檢波點：自11-502A巷8號點前4.5 m至切眼方向向前布置，垂直布置在11-502A巷掘進方向左幫腰線，共布置124個檢波點，即G126～G249，檢波點間距10 m.

2.2 無線電波坑透勘探觀測情況

本次探測采用無線電波透視觀測系統(tǒng)。即在一條巷道布置發(fā)射，另一條巷道布置接收，之后進行發(fā)射與接收巷道交換，重復(fù)探測，見圖4.

圖4 11-502工作面無線電波透視測點布置與射線分布圖

本次11-502工作面無線電波透視探測采用定點法。

1) 11-502A巷發(fā)射，11-502B巷接收。根據(jù)標(biāo)記點號，從11-502A巷發(fā)射，11-502B巷接收。發(fā)射工作從11-502A巷5號點開始，每隔50 m發(fā)射1次，直至115號點結(jié)束，共23個發(fā)射點。每個發(fā)射點在11-502B巷對應(yīng)11個接收點，共布置121個接收點。

2) 11-502B巷發(fā)射，11-502A巷接收。根據(jù)標(biāo)記點號，從11-502B巷發(fā)射，11-502A巷接收。發(fā)射工作從11-502B巷5號點開始，每隔50 m發(fā)射1次，直至115號點結(jié)束，共23個發(fā)射點。每個發(fā)射點在11-502A巷對應(yīng)11個接收點，共布置121個接收點。

3 綜合物探解釋

通過11-502工作面實測場強CT成像圈定異常區(qū)KTC1號、坑透探測吸收系數(shù)CT成像圈定異常區(qū)KTX1號，并進行疊加對比異常一致性，確定其準(zhǔn)確性，工作面無線電波透視探測綜合地質(zhì)解釋成果圖，見圖5.

圖5 11-502工作面無線電波透視探測綜合地質(zhì)解釋成果圖

通過工作面槽波勘探槽波能量CT成像圖圈定異常區(qū)CB1～CB5號及工作面槽波勘探P波能量CT成像圖圈定異常區(qū)PBS1～PBS4號，并進行疊加對比異常一致性，確定其準(zhǔn)確性，最終得到槽波地震勘探綜合地質(zhì)解釋成果圖，見圖6.

圖6 11-502工作面槽波地震勘探綜合地質(zhì)解釋成果圖

綜合11-502工作面無線電波透視勘探數(shù)據(jù)處理分析得到1處異常、槽波勘探數(shù)據(jù)處理分析得到的6處異常，并結(jié)合相關(guān)地質(zhì)資料、現(xiàn)場實際揭露情況等，無線電波透視、槽波地震勘探異常疊加成果圖見圖7，最終得出槽波、坑透綜合地質(zhì)異常區(qū)6處，命名為CK1～CK6號，并做出綜合地質(zhì)解釋，11-502工作面無線電波透視、槽波勘探綜合地質(zhì)解釋成果，11-502工作面無線電波透視、槽波地震勘探綜合地質(zhì)解釋表中X、Y均已11-502B巷切眼后退19 m為原點計算得到距離。

圖7 11-502無線電波透視、槽波地震勘探異常疊加成果圖

1) 本次勘探成果表明：11-502工作面無線電波透視實測場強值均在30～45 DB之間，吸收系數(shù)、槽波能量、P波速度差異整體較小，說明本工作面整體構(gòu)造發(fā)育較簡單，無明顯大構(gòu)造發(fā)育及煤厚變化。

2) 本次勘探結(jié)合無線電波透視、槽波地震勘探，無線電波透視劃定異常區(qū)1個，編號KT1，槽波地震勘探劃定異常區(qū)6個，編號CB1～CB6號，通過對無線電波成果與槽波地震勘探成果綜合分析，最終合計劃定異常區(qū)6個，編號CK1～CK6，其中CK1號、CK2號、CK5號均為小斷層及其影響區(qū)反應(yīng)，CK3號、CK4號 、CK6號為頂?shù)装鍛?yīng)力集中、煤層破碎或變薄反應(yīng)、向斜及其影響區(qū)反應(yīng)。

3) 同時可以發(fā)現(xiàn)，槽波地震探測的實際區(qū)域比坑透要小很多，邊緣更加清晰，兩者互為驗證，槽波探測較坑透距離遠，異常位置在區(qū)域邊界。

4 結(jié) 語

通過對各處異常進行鉆探，驗證綜合物探勘探技術(shù)對地質(zhì)異常區(qū)的勘探結(jié)果是可靠的，對人工無法實地勘察的區(qū)域及采區(qū)內(nèi)的圍巖構(gòu)造生成情況預(yù)先進行探測，為生產(chǎn)部門合理布置采面提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。該技術(shù)的成功與應(yīng)用為地質(zhì)構(gòu)造的勘探技術(shù)提供了一種新的嘗試和思路，有很好的使用和推廣價值。