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摘要:煤炭是我國能源消耗的主體部分,為保證煤炭工業(yè)安全、高效生產(chǎn),掌握開采煤層地質(zhì)異常體分布,無線電波坑透探測技術(shù)為礦井廣泛使用。對(duì)2106工作面的實(shí)測場強(qiáng)曲線、電磁波衰減系數(shù)CT成像成果圖的綜合分析,較為準(zhǔn)確的劃分了地質(zhì)異常區(qū),為類似煤礦的地質(zhì)災(zāi)害防治提供了經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞:地質(zhì)異常體;無線電波;實(shí)測場強(qiáng);坑透
煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中占主體地位,在未來很長一段時(shí)間內(nèi)是我國能源消耗的主體部分,保證煤炭工業(yè)安全、高效生產(chǎn)具有重要意義。在礦井回采工作面生產(chǎn)過程中,各種地質(zhì)異常體(斷層、陷落柱、煤層變薄帶等)制約回采工作面的正常生產(chǎn)。為掌握開采煤層中地質(zhì)異常體的分布,目前,我國主要采用無線電磁波坑透探測技術(shù)來實(shí)現(xiàn)[1]。無線電波坑透探測技術(shù)具有快速、輕便、透距大、成本低、探測效果顯著等優(yōu)點(diǎn),為煤礦工作面地質(zhì)構(gòu)造探測最常用的一種物探手段[2-5]。1無線電波坑透原理電磁波在地下巖層中傳播時(shí),各種巖、礦石電性(電阻率ρ、介電常數(shù)ε)不同,對(duì)電磁波能量吸收也不同,低阻巖層對(duì)電磁波具有較強(qiáng)的吸收作用。當(dāng)波前進(jìn)方向遇到斷裂構(gòu)造所出現(xiàn)的界面時(shí),電磁波將在界面上產(chǎn)生反射和折射作用,造成能量損耗[6]。
2實(shí)例分析
2.1工作面概況
某煤業(yè)有限公司目前主采2106工作面2號(hào)煤層。煤層厚度平均6.43m,總體走向?yàn)镹EE,傾向?yàn)镹NW,傾角為3°~5°,為緩傾斜煤層。2106工作面走向長度:軌道順槽162.1m,膠帶順槽162.4m。工作面傾向長102.25m,面積16590.06m2。根據(jù)2106工作面軌道順槽、膠帶順槽及切眼揭露情況,共揭露5條小斷層,均為正斷層。
2.2數(shù)據(jù)采集
本次勘探工作使用的儀器為重慶煤科院研制生產(chǎn)的WKT-E無線電波透視儀。本次坑透采用定點(diǎn)法,設(shè)計(jì)雙巷發(fā)射,雙巷接收,每個(gè)發(fā)射點(diǎn)對(duì)應(yīng)11個(gè)接收點(diǎn),發(fā)射點(diǎn)距50m,接收點(diǎn)距10m。在2106工作面布置測點(diǎn),工作面膠帶順槽和軌道順槽各布設(shè)測點(diǎn)21個(gè),控制距離200m。
3資料分析與綜合評(píng)價(jià)
圖1為2106工作面探測的實(shí)測場強(qiáng)曲線,可見軌道順槽發(fā)射、膠帶順槽接收的電磁波場強(qiáng)變化較大,電磁波在3號(hào)、9-10號(hào)、15-20號(hào)測點(diǎn)都出現(xiàn)了不同程度的降低;膠帶順槽發(fā)射、軌道順槽接收的電磁波場強(qiáng)相對(duì)較穩(wěn)定,大部分在55db~70db范圍內(nèi),但在切眼附近電磁波的場強(qiáng)大幅下降。在排除施工環(huán)境的影響下,電磁波場強(qiáng)的降低說明該區(qū)域的煤層遭到構(gòu)造的破壞或裂隙比較發(fā)育。圖2是2106工作面電磁波衰減系數(shù)CT成像成果圖,該圖上不同顏色表示工作面內(nèi)部煤層電磁波衰減系數(shù)的變化情況,由藍(lán)色到桔紅色依次表示煤層中電磁波的衰減系數(shù)變小。藍(lán)色區(qū)域表示電磁波衰減很快,可能有地質(zhì)異常體。由此推斷,在切眼附近存在地質(zhì)異常,推測為斷層較為發(fā)育。
4結(jié)論
4.12106工作面圈定了4個(gè)物探異常,其中YC1和YC2可靠性高,YC3和YC4可靠性有限,這幾個(gè)異常疑似均為斷層所引起。
4.22106工作面無線電波透視探測,沒有明顯物性疑似陷落柱特征的異常發(fā)育。
4.3通過資料分析認(rèn)為:2106工作面疑似無明顯煤層沖刷帶發(fā)育。
參考文獻(xiàn)
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作者:郝國棟 李志強(qiáng) 單位:西安科技大學(xué)