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煤炭行业矿井的综合物探技术探讨
Times 2007-03-27 16:17:00
　综合探测技术在煤炭行业的开发应用 

1.1地质构造及异常体的综合探查 

采用地面和井下相结合的全方位现代综合探测系统，主要开展了下列工作： 

（1） 使用地面高分辨三维地震勘探技术，查明示范区内落差≥5m的小断层，直径≥30m的陷落柱，冲刷无煤区、火成岩侵入体等地质异常，提出采区开采地质条件评价与预测，为综采工作面划分及布置提供地质依据。 

（2） 使用地面瞬变电磁法，查清示范区内奥灰界面，第四系冲积层厚度、富水区段及含水导水构造。 

（3） 采用井下槽波地震和瑞利波技术，查清回采工作面内落差≥1/2煤厚的细小断层，直径大于15m的陷落柱、冲刷无煤区及煤层变薄带、火成岩侵入体的分布情况，对煤层厚度变化及地质异常体对采掘影响程度做出评价和预测。 

（4） 采用井下高分辨二维地震勘探技术，查明地面三维地震难以分辨的近间距煤层（煤8、煤12-1）的构造及赋存特点，包括落差大于3m的细小断层,直径大于15m的陷落柱，冲刷无煤区及火成岩侵入体等。 

（5） 布置少量地面钻孔和井下钻孔、为综合探测提供必要的参数，对综合配套技术的探测精度进行验证做出量化评价。 

1.2隐伏构造的导（含）水性的综合探查 

为查明采区及回采工作面内隐伏构造的导（含）水性及煤层顶、底板的赋水性和富水区范围，导水通道、潜在突水点及含（隔）水层厚度，彻底消除矿井水害隐患，就必须尽快采用行之有效的综合勘探方法，进一步探测导水构造的空间形态，以便有针对性的采取治理措施，根治水患，确保矿井的安全生产。我们主要研发了以下技术： 用地下水温度和电阻率异常圈定水文地质异常区、利用放水试验验证水文地质异常区存在、利用钋一210法探测水文地质异常区、利用岩石探测仪探测水文地质异常区、利用井上下钻孔探测导水构造、利用水文地球化学勘探确定涌水来源、利用综合物探手段圈定导水岩溶陷落柱形态。 

1.3隐形垂直导水构造的治理技术： 

① 综合治理方案的确定 

在矿井防治水工作中根据隐形导水构造的性质不同，导水性不同，危害程度不同，而采取不同的治理方法。 

 对严重威胁矿井安全生产且对人民生命、财产构成严重威胁的垂直导水构造，大多采取骨料（砂子、石渣等）水泥及混凝土等原料一次性注实，彻底消除其潜在的危害性，如开滦范各庄矿业公司对９号强导水岩溶陷落柱的治理。 

 对导水性极强，具有潜在严重威胁的垂直导水构造，本着从安全出发，从实际出发，节约高效，用最少投入实现最好效益。据不同的构造及导水特点，引用不同的治理方法，如开滦范各庄矿业公司对１０号强导水岩溶陷落柱采取“穿裙盖帽、堵供结合、化害为利”的治理技术。 

② 治理方案的实施 

 截堵集中流水通道，防止突水灾害的进一步漫延，最大限度的减少损失，突水灾害发生后，对那些集中过水通道实施构筑水闸墙并加固围岩的方法来封堵过水巷道，遏制水灾的进一步漫延。 

 本着节约高效，用最少投入实现最好的治理效果，利用人工定向受控钻进技术，按照不同的治理要求，在各孔的不同深度施工分支孔，有的均匀分布在陷落柱地周边，有的深入陷落柱的内部。 

 利用地面钻孔或各不同深度的分支孔进行大流量，多孔联合、多孔间歇性分层段及分阶段性注浆法进行注浆或充填骨料，以便达到最好的注浆治理效果。 

 对巷道或采空区与那些垂直构造较近的隔水煤岩柱，进行加固注浆，保证治理过程中注浆封堵垂直导水构造的安全实施。 

③ 治理效果的检验 

 地下水水质水温的变化：如开滦范各庄矿业公司根据岩溶陷落柱周边的几个主要出水点水温，由注浆前１９．４°Ｃ降至１８°Ｃ，水中硝酸离子的含量由７－９ｍｇ／Ｌ减至３．２～３．５ｍｇ／Ｌ表明通过对陷落柱的治理，切断了奥灰水对周边涌水点的补给通道。 

 连通实验：利用地面注浆孔投放示踪剂，井下各出水点进行监测，大多由治理前周边涌水点很快能接收到，治理后一直没有接收到。 

 孔间透视试验：利用孔间透视手段可以探查封堵段裂隙发育情况，据此可以判断注浆封堵效果。 

 矿井涌水量减少：开滦范各庄矿业公司通过注浆封堵，导水岩溶陷落柱周边的出水量、涌水量减少了10.3ｍ３／min，证实切断了奥灰水对煤系含水层的补给水源。 

 注浆质量检验：在注浆过程中，保证各孔注浆终压达到5.3Mpa以上，最终流量在10l/min以下，注浆结束后进行压水试验，孔口压力均达到5.0Mpa以上，且消耗量极小，并取芯进行检查，证实注浆质量。 


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