文档介绍：瞬变电磁法在杨涧煤矿水害防治中的应用
【摘要】近年来煤矿突水事故成为了煤矿重大安全事故的主要类型之一,因此,探明开采区域内的水文地质构造是保证安全生产的重要前提。而随着近年来物探技术的飞速发展,其在煤矿水害防治中的应用的也逐渐成熟。本次勘探,结合杨涧煤矿的实际情况,利用瞬变电磁法反应灵敏,探测效率高的特点,基本查明了我矿90101工作面9号煤层含(导)水构造,圈定了导水构造区域,为我矿安全高效开采提供了有力保障。
【关键词】突水;物探;瞬变电磁法;导水构造
一、概述
杨涧煤矿井田内现开采4、9号煤层,直接充水含水层为山西组、太原组砂岩风化裂隙含水层,属弱富水性。据该矿开采情况,整个矿井涌水量不大,4号煤层矿井涌水量700m3/d,雨季最大约900m3/d;9号煤层矿井涌水量300m3/d,雨季最大约500m3/d。每天排水5~8h。
~,井田内4号煤层底板与奥陶系灰岩之间有较厚的泥岩、砂质泥岩作为相对隔水层存在,,。
二、矿井瞬变电磁法基本原理
矿井瞬变电磁法基本原理与地面瞬变电磁法基本原理相同。所不同的是,矿井瞬变电磁法是在井下巷道内进行,瞬变电磁场呈全空间分布,全空间效应成为矿井瞬变电磁法固有的问题。煤层一般情况下为高阻介质,电磁波易于通过,所以煤层对tem来说就没有像对直流电场那样的屏蔽性,故接收线圈接收到的信号是来自发射线圈周围全空间岩石电性的综合反映[1-3]。因而在判定异常体空间位置时,需根据线圈平面的法线方向并结合地质资料加以综合分析确定。
由于特殊的井下施工环境,矿井瞬变电磁法与地面瞬变电磁法以及其它的矿井物探方法有很大的不同,主要有以下几方面的特点:
(1)受井下巷道施工空间所限,无法采用地表测量时的大线圈(边长大于50m)装置,只能采用边长小于3m的多匝小线框,因此与地面瞬变电磁法相比具有测量设备轻便,工作效率高,成本低等优点,可用于其他矿井物探方法无法施工的巷道(巷道长度有限或巷道掘进迎头超前探测等)。
(2)由于采用小线圈测量,点距更密(一般为2~20m),体积效应降低,横向分辨率提高,再者测量装置靠近目标体,异常体感应信号较强,具有较高的探测灵敏度。
(3)利用小线框发射电磁波的方向性,可以探测采煤工作面顶、底板含水异常体的空间分布,探测巷道迎头掘进前方隐伏的导(含)水构造。
(4)受发射电流关断时间的影响,早期测量信号畸变,无法探测到浅层的地质异常体,一般存在20m左右的浅部探测盲区。
(5)井下施工时,测量数据容易受到金属物(采煤机械、变压器、金属支架、排水管道等)的干扰,需要在资料处理解释中进行校正或剔除。
目前,矿井瞬变电磁法主要用于解决煤层顶板(或底板)岩层内部的富水异常区探测、巷道掘进迎头前方的突水构造预测、含水陷落柱勘查等水文地质问题。
三、工作面探测分析
根据矿井地质要求,分别对40103工作面进风巷和回风巷两个巷道进行了井下数据采集,数据采集完成后将两个巷道实测资料进行去噪、滤波,然后进行反演后,即可绘制成视电阻率等值线断面图,上端标注为巷道个别测点受到干扰的井下实际记录,下端坐标为水平横向距离(单位:m),左右两侧为沿探测方向上的探测纵向距离(单位