煤矿井下掘进工作面超前物探技术分析
煤矿井下掘进工作面超前物探技术分析
当代化工研究CCModern Chemical Research»Q 2021•01技术应用与研究煤矿井下掘进工作面超前物探技术分析*杨菲(山西同煤集团朔州煤电公司山西036000)摘耍：煤矿企业在矿井下进行掘进工作时，可能存在一些安全隐患，因此在进行掘进工作的施工过程中需要科学合理餉使用超前物探技术.在具体的工作过程中，超前物探技术有两种不同的探测技术，分别是直流电法和刃匝变电磁探测技术，科学妁使用此种探测技术可以准确的了解矿井前方的含水性和岩层的一些基本构造情况等.所以本文介绍了超前物探技术餉特点和重要原理，并根据具体餉井下掘进工程制定合理的施工设计方案.关键词：掘进工作面；超前物探技术；施工方案中图分类号：TD163文献标识码：AAnalysis of Advanced Geophysical Prospecting Technology in Underground TunnelingFace of Coal MineYang Fei(Shuozhou Coal and Electricity Company,Shanxi Tongmei Group,Shanxi,036000) Abstracts There may be some potential safety hazards when coal mining enterprises carry out excavation work under the mine,so it is necessary to use advanced geophysical prospecting technology scientifically and reasonably in the construction process of excavation work.In the specific working p rocess,there are two different detection technologies of a dvanced geophysical p rospecting technology,namely,direct current method and electromagnetic detection technology of e dge change.Scientific use of t his detection technology can accurately understand the water content in front of t he mine and some basic structural conditions of r ock strata.Therefore,this paper introduces the characteristics and important p rinciples of advanced geophysical p rospecting technology,and makes a reasonable construction design scheme according to the specific underground excavation engineering.Key words：heading f ace^advanced geophysical p rospecting technology construction scheme引言现如今，我国的经济正在快速发展，社会的进步和人们生活水平的提高对煤炭的需求量逐渐增加，所以我国的煤矿企业要利用先进的技术来提高煤炭的生产率和生产质量。
煤矿井下生产中物探技术的应用
般煤为 ５ ０ ０ Ｈ ｚ ， 土为 ３ ５ ０ Ｈ ｚ ， 岩为 ｌ Ｏ ０ ０ Ｈ ｚ ； 采样点数： 单点探测一般为 设 了第二组钻探孑 Ｌ 和第三组钻探孔 ， 分别推断断层落差 ０ ． ８ ｍ ＜ ｈ 落２ ＜ ５ １ ２ 或１ ０ ２ ４ 点， 推荐使用 １ ０ ２ ４ ， 采样点数乘以采样间隔大致等于采 １ ． ０ ｍ和 ｈ落 ３ ＜ ０ ． ８ ｍ。 综上所述可推测双河煤矿 ３ ＃新区上部右一掘进 ０ 号点前 ７ ９ ｍ处所遇断层在工作面 内变化不大 ， 没有断死 ， 且 向 样长度； 超前采样点数 ： 在采样启动前的采样点数 ， 一般为 １ Ｏ点； 初至 面 １ 北西方向落差逐渐减小且有尖灭趋势。 现已继续施工 １ ５ ６ ｍ， 目前 已增 系数 Ｋ： 通常低阻尼检波器检测选 ０ ． ５ ， 高阻尼检波器选 ０ ． ５ — １ 。 ＃ 煤层煤近 １ ５ 万吨， 探测成果与实际隋况基本相符 。 ２ ． ２ 仪器现场主要参数。 １ ） 数据处理 ： 岩石速度 ２ ． ８ － ４ ｍ ／ ｓ ； 煤１ ． ５ 一 ｌ ￣ ｒ ｎ ／ 加优质 ３
新区 ３ ＃ 煤层右一掘进工作面 １ ０ 点前 ７ ９ ｍ处左帮探测 ， 探测， 收集了 ２ １ 个有效数据。并布设了三组 钻探孔进行实际验证 ， 第一组钻孔设在距 １ ０点前 ７ ２ ｍ处 ， 分别沿水 平方向、与水平方 向向下 ３ ０ 。 和２ ８ 。 角度打钻 ，长度分别设为 ｙ １ 、 ｙ ２ 、 ｖ ３ 。 在ｙ １ 为１ ． ５ ｍ处遇断层 ， 有见煤点， 垂向距离为 ０ ； 在ｙ ２ 为４ ． Ｏ ｍ处 垂向距离为 ｚ ｌ ＝ ２ ． ２ ｍ， 见岩石 ； 在ｙ ３为 ３ ． ３ ｍ处遇断层 ， 有见煤 延时 ： 单点探测一般是 ０ ｓ ； 系统延时 ： 一般是 ０ ～ ｌ ０ ｓ ， 可测试得出此 遇断层 ， 垂向距离 ｚ ２ ＝ １ ． ７ ｍ。 除去钻机高度 １ ． ０ ｍ， 垂向距离分别为 ｈ ２ ＝ １ ． ２ ｍ， 值； 前放增益 ： 通常煤与土设置 ３ ６ ｄ Ｂ ， 岩设置为 １ ２ ｄ Ｂ ； 低截频率 ： 单点 点， ３ ＝ Ｏ ． ７ ｍ， 由此可推断断层落差 ０ ． ７ ｍ ＜ ｈ落 １ ＜ １ ． ２ ｍ。每隔 ３ ｍ又分别布 探测一般煤为 ｌ Ｏ Ｏ Ｈ ｚ ， 土为 ７ ０ Ｈｚ ， 岩为 ２ ０ ０ Ｈ ｚ ； 高截频率 ： 单点探测一 ｈ
物探技术在探测煤矿地质中的应用
物探技术在探测煤矿地质中的应用1. 引言1.1 物探技术在煤矿地质中的重要性通过物探技术，可以对煤矿地质进行深入的勘探和分析，帮助矿山企业准确了解矿藏分布、储量情况，为煤矿开采提供科学依据。
物探技术可以帮助矿山企业降低勘探成本，增加勘探效率，提高矿山开采的经济效益。
物探技术在煤矿地质中的应用还可以帮助矿山企业降低地质灾害风险，提高矿山的安全生产水平。
通过物探技术对地下构造进行准确识别和分析，有助于及时发现地质隐患，提前采取有效措施，保障矿工的安全。
物探技术在煤矿地质中的重要性不仅体现在提高勘探效率、降低成本，还在于保障矿山开采的安全稳定。
随着物探技术的不断发展和完善，相信它将在煤矿地质勘探中发挥越来越重要的作用。
【字数：282】2. 正文2.1 物探技术的发展历程物探技术的发展历程可以追溯到几百年前。
最早的物探技术可以追溯到古代时期，当时人们使用简单的工具和方法来勘探地下资源。
随着科学技术的不断发展，物探技术也得到了不断的改进和完善。
19世纪末，随着地震学的发展，地震勘探技术开始应用于煤矿勘探中。
20世纪初，电磁法开始在煤矿勘探中得到应用，为煤矿地质勘探带来了革命性的变革。
随着科学技术的不断进步，重磁法等新型物探技术也相继在煤矿地质勘探中得到了应用。
当前，物探技术在煤矿地质勘探中扮演着不可或缺的角色，为提高煤矿勘探效率提供了重要支持。
物探技术的发展历程充分展示了人类科技的不断进步和创新，为煤矿地质勘探的发展提供了有力支持。
2.2 物探技术在煤矿勘探中的应用物探技术在煤矿勘探中的应用包括煤层地质勘探、煤矿资源储量评价和矿床成因研究等方面。
通过物探技术，可以获取矿区的地质构造、岩层分布、矿体形态、煤层赋存情况等重要信息，为煤矿的开发利用提供科学依据。
在煤矿勘探中，地震勘探技术被广泛应用。
地震勘探技术通过记录地震波在地下传播的情况，分析地下各种岩层的速度、密度、弹性等物理参数，从而确定煤层的分布、厚度和赋存状态。
瞬变电磁法在掘进工作面超前探测中的应用
ｈｅ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｏ ｕ ｒ ｓ ｆ ｏ ａ ｐ ｐ ａ ｒ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗ ｉ ｈ ｔ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ｌ ａ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，ｉ ｔ Ｃ ｎ ａ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ｙ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｔ ｈ ｅ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｏ ｍａ ｌｉ ｔ ｙ ｒｅ ａ ａ
赵红 Ｚ ＨＡＯ Ｈｏ ｎ ｇ
（ 贵 州 大 学矿 业 学 院 ， 贵阳 ５ ５ ０ ０ ２ ５ ； 贵州省劳动保护科学技术研究院 ， 遵义 ５ ６ ３ ０ ０ ０ ） （ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ， Ｇ ｕ ｉ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｇ ｕ ｉ ｙ ａ ｎ ｇ ５ ５ ０ ０ ２ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； Ｇ ｕ ｉ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｚ ｕ ｎ ｙ ｉ ５ ６ ３ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
井下瞬变电磁掘进头超前探水技术
１０８科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２０１０ ＮＯ．１０ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ工 业 技 术我国煤矿井下巷道超前探测主要包括瑞雷波、地质雷达、直流电法等物探技术。
瑞雷波、地质雷达技术可用于巷道前方、侧方探测，但测距近、适应性差，一般情况下探测距离仅１０余ｍ，且对异常含水与否无法作出判别；电法超前探测技术，主要用于掘进头正前方隐伏构造探测，简便、实用、测距大、对水敏感、异常探出率高，但缺点是控制范围小、只能预测巷道掘进头整前方有无含水构造，而且探测工作量大，对高产高效矿井掘进效率影响较大。
借助瞬变电磁定向性好、对水敏感的技术优势，我们经过大量井下探测试验研究，探索出瞬变电磁超前探水的新方法，不仅大大提高了探测效率，而且取得较好地质效果。
１ 探测原理及方法１．１瞬变电磁基本原理瞬变电磁法（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＭｅｔｈｏｄ，简称ＴＥＭ）是地球物理探测中最有效的电磁方法之一。
分为地面ＴＥＭ探测和地下全空间瞬变电磁探测两种情况。
地下全空间瞬变电磁法利用发射框中的电流中断以后在空间导电介质中引发的二次涡流场来获得周围地层结构的信息。
该方法利用井下有限空间（如巷道等）对目标体进行近距离观测，探测的可信度和分辨率较高。
特别是在煤矿水害预测方面的应用获得了极大的成功。
瞬变电磁法是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲电磁场，在一次脉冲电磁场间歇期间，利用不接地线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。
其基本工作方法是：于地面或井下设置通以一定波形电流的发射线圈，从而在其周围空间产生一次磁场，并在地下导电岩矿体中产生感应电流。
断电后，感应电流由于热损耗而随时间衰减。
衰减过程一般分为早、中和晚期。
早期的电磁场相当于频率域中的高频成分，衰减快，趋肤深度小；而晚期成分则相当于频率域中的低频成分，衰减慢，趋肤深度大。
超前探测物探技术在中小型矿井中的应用
２ 资 料 处理
１ 节约 了大 量 的人 力 、 力 。 ） 物
首先对原始观测数据进Байду номын сангаас整理 经过反复对畸变数据 的剔除与
２） 更准确地探明了巷道的地质及水灾情况。 ３） 进一步确保了安全生产 。 ４） 为开发 己 １ 煤层提供 了坚 实的技术基础。 ８
下 的 安全 生 产 。 关键 词 ： 控 系统 监 分 站 电源 转 换器 断 电器 探头
控系统 而言 ， 在掘进 工作面 中用 １７ ２ Ｖ交流 电作为电源箱的输入 电 压存在 以下不足 ：１ 电源取用不便 ， （） 需从 非掘进工作面的信号或照 明 线 路 上 间接 取 出（ 进 工 作 面 的 信 号 、 明线 路 受风 电 、 掘 照 瓦斯 斯 电 闭锁开 关控 制）（ ）由于 １ ７ ；２ ２ Ｖ交 流 电压均 由照 明信 号 综合 保 护 装 置提供 ， 一旦停 电需人工复 电；３） （ 井下照 明、 信号线路 不确定 因素 较多 ， 负荷随机变动较大 ， 常因工作 需要（ 更换照明灯或做 试验 ） 或 线路漏 电、 断线等原 因造成停 电频繁 ；４ 综合保护装置 出现故障， （） 被迫停 电进行检修 ；５） （ 由于人为因素， 有时出现送电不及时或送不 上 电现象。上述原因易造成监控 系统交流 电源中断、 系统收不到信 由隔爆兼本安型 电源箱、 本安型交换机、 本安型监控分站、 电器及 息、 断 瓦斯、 电闭锁功能失效 ， 影响到监控 系统 的安全运行。 虽然 ， 监控 控 头 组 成 。 该 系统 具 有 功 能 齐 全 ， 数据 准确 ， 制 范 围 广 等 许 多 优 控 系统 的 电源箱 内装 有 备用 电池 ，但 其 维 持 时 间 一般 不 足 ２小时 ， 难
矿井直流电测深法超前探测应用_刘朋
用［J］． 中国矿业大学学报，1997（ 1） ： 95-98．
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业大学，1995： 30-35．
（ 收稿日期 2012-03-28）
图 2 忻楼煤矿 21301 工作面运输巷 底板直流电法探测结果
43
两点会产生电位差，电位差的大小与其通过的介质
的导电性（ 电阻率） 有关。由电磁场论的一般知识
可知，地下半空间均匀介质中双异极性点电源场中
任意两点 M、N 间的电位差为
ΔUMN
=
Iρ K
，
（ 1）
式中，I 为通过供电电极 A、B 流入地下的电流强度，
A； ρ 为介质电阻率，Ωm； K 称为装置系数。
介质的视电阻率 ρs 与供电、测量电极的相对位 置有关，其计算公式为
图 1 为忻楼煤矿运输大巷直流电法（ 三极测深 法） 超前探测的结果。图中用 2 种方式表达介质的 视电阻率大小（ 视电阻率等值线和颜色） ，浅色部分 表示视电 阻 率 较 低，深 色 部 分 表 示 视 电 阻 率 较 高。 从图 1 中可以看出，工作面前方 68 ～ 72 m 为一低阻 区，此区间岩石的视电阻率为 70 ～ 80 Ωm，比正常介 质视电阻率低得多，可视为富水区； 60 ～ 64 m 和 76 ～ 80 m 为一高阻区，此区间岩石的视电阻率为 130 ～ 140 Ωm，比正常介质的视电阻率要高，可视为断 层破碎带，不含水； 其余部分为正常段。
参考文献
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［2］ 刘天放，李志聃． 矿井地球物理勘探［M］． 北京： 煤炭工业出版 社，1993： 47-63．
井下瞬变电磁物探规定
井下掘进工作面超前物探管理规定为了更好地做好井下掘进工作面超前物探工作，特制定本规定。
具体规定如下：考核组：组长：李丰领副组长：王健成员：安全副总、安监站长、地质科长、技术科长、调度主任物探组人员：第一组：组长：张耀东成员：刘小龙梁文李占全第二组：组长：张广生成员：吴军邵博张喜南第三组：组长：王吉成员：李伟辰刘宏亮测工成果解释人员：刘小龙一、物探技术标准：1、使用仪器：TEMHZ75+TEMJF50矿用瞬变电磁仪操作环境：施工巷道内应清理干净，电缆尽可能断电。
发射线圈和接收线圈尽量远离金属体。
对于铁轨、皮带架、刮板机等长条型无法移动的金属物，尽可能使发射线圈和接收线圈与它们保持固定的方位和距离。
2、测区的布置：从掘进巷道巷口进行第一次物探，之后每70m物探一次。
3、测点的布置：在掘进工作面迎头，以扇形方式11个测点，在每个测点将发射接收线框平面分别对准煤层底板、顶板和平行煤层进行探测。
4、目的：查明巷道前方可能存在的采空区富水性情况。
5、掘进队安排专门人员负责此项工作，掘进到需要物探位置时提前一日以书面形式通知地测科、安监站、技术科。
物探申请单二、物探作业管理过程：1、地测科、安监站、技术科对各工作面的允许掘进距离情况及时掌握，特别是地测科确保要及时完成物探工作。
2、.地测科接到通知必须在规定的时间内完成物探工作。
现场物探工作需队组、技术科、安监工签字确认。
3、现场实测后经技术科、安监站确认后在工作面向调度室和安监站调度汇报，否则视为没有下井。
4、每次物探前填好井下物探原始记录一式三份经总工程师、安全矿长批示，出井后及时交总工、安全矿长留档。
井下物探原始记录施工队组：年月日班次：三、物探成果管理考核办法：1、成果解释实行专人负责，并对资料按队存档。
2、物探后成果需及时提交：经总工、安全矿长、地测科长、分管物探副科长、现场操作人员、成果解释人员签字后存档。
3、发现低阻异常区，以书面形式通知探水队并根据异常区做探水设计。
基于MTRT技术的矿井超前探测研究与应用李海波
基于MTRT技术的矿井超前探测研究与应用李海波发布时间：2022-12-14T04:19:37.650Z 来源：《国家科学进展》2022年6期作者：李海波[导读] 矿井巷道掘进前方隐伏地质灾害源是影响煤矿生产安全的难题之一。
山西华晋吉宁煤业有限责任公司临汾 041000摘要：矿井巷道掘进前方隐伏地质灾害源是影响煤矿生产安全的难题之一。
本次研究基于矿井真实反射层析成像技术（Mine true reflection tomography，MTRT）对山西某矿进行了超前探测试验，采用频谱分析与“F-K”滤波等处理方法进行标准化数据处理，结合矿井地质资料以及MTRT异常反射信息，最终划定异常界面共5处，并在后期均已实际揭露。
结果表明：MTRT超前探测技术具有较高的探测距离，均在100 m以上；同时，MTRT技术在对巷道掘进头前方断层及其破碎带、裂隙发育区、岩溶、陷落柱等构造的快速准确预测、预报有着非常重要的作用。
研究成果以期为矿井超前探测方面提供技术参考。
关键词：MTRT；矿井地质构造；地震勘探；超前探测0 引言随着国家“能源安全”战略的不断推进，煤炭生产刻不容缓[1]。
目前，矿井巷道的安全、高效、快速掘进是煤炭生产的重要一环，而巷道掘进前方的隐伏地质灾害源，如断层、破碎带、陷落柱以及采空区等，均是矿井巷道掘进过程中的主要危险源[2]。
当前矿井超前探测技术主要有矿井探地雷达技术、瑞利波探测技术等，但都由于各自探测原理及方法的缺陷，无法进行远距离的超前探测[3]。
而矿井地震超前勘探（Mine true reflection tomography，MTRT）采用地震波场理论为基础，通过激发低频弹性波，对不同波阻抗的岩石界面进行划分并达到远距离探测的目的。
近年来，诸多学者针对煤矿掘进前方地质构造超前探测技术，进行了大量的深入研究。
其中，羿士龙[4]等人采用地震超前勘探技术对隧道施工过程中常见的断层和岩溶等不良地质灾害源进行了正演与应用研究，结果表明地震勘探技术隧道超前探测方面具有一定的优势；郑烨晨[5]等人采用隧道地震超前探测技术在薄层状裂隙片岩地层中进行超前地质预报，通过后期现场开挖验证对比分析得到弹性波能够很好的识别裂隙发育带。
瞬变电磁法在掘进工作面超前探测中的应用
瞬变电磁法在掘进工作面超前探测中的应用作者：赵红来源：《价值工程》2013年第32期摘要：介绍了瞬变电磁超前探测技术的原理与方法，以贵州省晴隆县永荣煤矿为例，探测14101回风巷前方积水及总回风巷老空积水情况，探测掘进头顺层及顶板的低阻体异常及分布范围。
探测结果表明，通过对采集到的数据进行处理，绘制视电阻率等值线断面图，结合地质资料可以准确判定地质异常区域的位置和富水性强弱。
Abstract： This paper presents the principle of mine transient electromagnetic method. Taking Qinglong County of Guizhou province Yongrong coal mine as an example， it detected the ponding in front of 14101 wind alley and total return air roadway gob， and the low resistance body abnormality and distribution of bedding and roof. The survey results show that， by processing the collected data and drawing the contours of apparent resistivity section， combined with geological information， it can accurately determine the geological anomality area and watery strength.关键词：瞬变电磁法；掘进工作面；超前探测Key words： transient electromagnetic methods；excavation working face；advanced detection中图分类号：P631.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）32-0035-03作者简介：赵红（1981-），男，重庆人，贵州大学矿业学院安全工程专业在读研究生，工程师，研究方向为矿山安全。
煤矿钻物探一体化超前精细探水新技术
达
某
在
隧
某
道
隧
试
道
验
原
模
始
型
数
图
据
钻孔雷达实地模型探测效果
钻孔雷达某隧道模型探测成果解读
国外钻孔雷达及探测效果
钻孔雷达隧道超前探测效果
钻 孔 雷 达 全 方 位 探 测 成 果 图
钻孔雷达隧道超前探测效果
某铁路隧道超前探测效果图
钻孔雷达隧道超前探测效果
某磷矿隧道超前探测效果图
岩 体 较 破 碎
巷道积水
一、煤矿现有探测技术介绍 2、矿井瞬变电磁法介绍：
传统矿井瞬变探测示意图
电场示意图
瞬变电磁探测数据曲线
铁质材料对瞬变电磁探测影响图
矿井瞬变电磁法介绍：
矿井瞬变电磁法成果图
-10 -20 -30 -40 -50 -60 -70
15
10
9
电
8
阻
7
率
6
（ 欧
5
姆
·
4
米
3
）
2
1
-80 10 16 22 28 34 40 46 52 58 64 70 76
破碎 严重 并含 水体
钻孔物探超前探测新技术之一——钻孔雷达全方位探测技术
检测钻孔深度62.6米，上方9.5米为钢套管。图中标识位置有明显反射信号 钻孔检测深度66.7米，钢套管深度6.7米。图中50米至60米范围段界面反射明显
钻孔物探超前探测新技术之一——钻孔雷达全方位探测技术 钻孔雷达全方位探测成果图
钻孔物探超前探测新技术之一——钻孔雷达全方位探测技术
雷达可测量信号到达目标的 传输时间，利用传播速率计 算出目标的距离。
采掘工作面井下超前探测技术
一 一 ｊ
图 ３ 范 各 庄 矿 ２９ 山 瞬变 电磁 探 测 成果 图 ００ Ｆ
控 制范 围大 ，探测距 离达 １０ 以上 ，可覆 盖整个 ５ ｍ 设计 工作 面及设 计巷 道两 侧 区域 ，异 常定位及 定性 明确 ，最 大 限度地减 少 了巷道侧 前方 隐伏含水 构造 掘 进 突水 及 工 作 面 内隐 伏 含水 构造 回采 突水 的威 胁 ；二 是 探测 效 率 大 幅提 高 ，长 １０ 的巷道 一 ００ｍ 次 即可完 成现 场探测 ，耗 时仅 ３～ ，工作效 率较 ４ｈ 传统 的直 流 电法 巷道超 前探 测提 高近 ２ 。 ０倍
远红外等物探技术。 瑞雷 波 、地质雷 达技术 可用 于巷 道前方 、侧方 探测 ，但存在测距近 、适应性差、对异常含水性判 别 困难等 问题 。 远 红 外 测 温 技 术 ，可 用 于巷 道 前 方 、侧 方探 测 ，但测 距小 、精度 低 ，只能进行 定性普查 ，尚不 足 以直接 用于 含水异 常探测 。 电法 超前探 测技 术 ，主要陷落柱发育等诸 多不利因素并存 ，防探水任务十分艰 巨。 ２０ ０ ３年 ４月 １ ２日 ，东 庞 矿 ２ ０ 作 面下 巷 ９３工 掘进 中发 生特 大突水 、淹井 事故 ，最 大 突水量 超过
７０ ０ｍ ／ 。突水水 源为下伏 奥 陶系灰岩水 ，突水 ００ ３ ｈ 通道 为巷 道右 帮 １ 侧隐伏 导水陷 落柱 。 ０ ｍ外 本次 突水 ，也 给矿井地 质工作 者提 出一个 新 的
伏含 水构 造探 测 ，简便 、实 用 、对水 敏感 、异 常探 出率 高 、测 距 可 以达 到 １０ｍ以上 。但 缺点 是控制 ０
范 围小 、只能 预测 巷道 掘 进正 前方 有 无含 水构 造 ，
体感应二次电磁场 ，脉冲间歇期间 ，利用线圈或接 地 电极观 测二次场 随 时间变化 的响应 。 现场利用空气及煤、岩对电磁波传播、吸收特 性 的差异 ，通过调 整发射 、接 收线 圈摆放位 置及 角 度 ，可对 探测方 向进行 准确控 制 。 “ 借道 超前 ”是 利 用井 下现 有 巷道 ，探测 侧 方 设计巷道及工作面的水文地质条件 ，对探测范围内 有元 含水构 造及 其空 间位置 、展 布范 围作 出预测 。 工作 布置及探测 原理如 图 １ 所示 。
地震波超前探测技术在煤矿掘进中的应用
巷道走 向 弹性差异 为前提 的。 在研究中 ， 通常把岩 、 土介质看作是弹性介质 。 因 （ ４ ） 所有孔垂 直于侧帮 。
此。 地震波也 叫弹性波 ， 下面 ， 先讨论弹性理论 在地震勘探中用炸药激
发时 ． 一声炮 响之后会产生各种各样的地震波 。 按波在传播过程 中质点振动方 向区分 为 纵波（ Ｐ波） ： 质点振动方 向与传播方 向一致 。
２ ０ １ ３ 年２ ３ 期
科技 一向导
◇ 能源 科技◇
地震波超前探测技术在煤矿掘进中的应用
何 继 刚
（ 冀 中能源峰峰集团羊东矿 ， 河北
【 摘
邯郸
０ ５ ６ ２ ０ １ ）
要】 本文介 绍 了地震波超前探测技术的基本原理 和方法 ， 在羊 东矿 ８ ４ ６ ６ 掘进 工作面、 及五一 区掘进 巷道应用该技术进行探测 ， 提前
５ 度夹角落差 １ ． ８ 米 的断层 ，其揭露 生偏 振 当发生偏振 的 ｓ 波 的岩 石颗粒仅在 水平 面中运 动时 ， 称 为 常 区为一条与巷道掘进方 向成 １ ｓ Ｈ波 。当岩石颗粒在含 波传 播方 向的水质平 面里运动时 ， 这种 ｓ 波 位置及巷道穿过断层位置与探测的异常区边 界基本相 同。 探测结果 ： 称为 ｓ ｖ波 因为 ｓ 波 涉及剪切而不是挤 压 ． 它们与光波 的横向运动 相似 。 Ｐ和 ｓ 波同时存在使地震波列成为具有独特 的性质组合 。 使之不 同于光波或声波 的物 理表现 。因为液体 或气 体 内不可 能发 生剪切运
用 了物探方法 ， 物探技术 已成为地质探测的重要手段 。特别是近年来
快速发展 的地震 波超前探测技术 ． 凭借其体积小携带 方便 、 探测方 向 性 强、 探测距 离大 、 分辨率高 、 对地质构造敏感 等特 点 ， 在对巷道掘进
井下物探管理制度(寨崖底煤业)
井下物探管理制度（寨崖底煤业）总则1、根据《煤矿防治水细则》第三十八条关于采掘工作面应采用物探、钻探等方法查清水文地质条件的规定。
为防止水害事故的发生，加强对本矿掘进工作面周边采空积水及底板奥灰承压水的控制，严格按照钻探为主，物探、化探为辅的探放水探测程序进行物探、钻探工作，特编制本管理制度。
2、本矿应根据采掘计划，超前安排物探先行、钻探验证、化探跟进防治水程序，保证矿井生产正常接替。
一、煤(岩)巷掘进工作面3、井下所有煤岩巷掘进工作面(沿空留巷及沿空送巷除外),必须采用物探手段对掘进迎头进行超前循环探测，探测前方及顶底板的富含水状况，查清水文地质条件。
①.掘进探放水工程应在物探探测分析成果基础上进行超前布孔钻探，超前距一般不小于30m。
②.凡是进行超前物探的煤岩巷掘进工作面，分工专人负责管理。
挂设位置管理牌，每次物探结束后，成果分析表中必须填写物探有效距离位置。
施工队组严格按照探放水设计要求在安全距离范围内进行施工，严禁超掘。
进行超前探测的巷道，掘进期间必须执行允许掘进通知单制度。
4、物探结束后，1天内提交物探分析报告并有总工程师审批意见，便于及时调整钻探参数，确保巷道前方无水害威胁后方可施工掘进。
5、针对物探查出的相对低阻值异常区，进行分析论证，辨识真假异常，进行钻探验证。
施工队组严格按照设计执行，做好原始记录。
施工结束后及时提交验证报告并经总工程师审批。
6、在承压开采构造发育区域(承压突水系数大于0.1)，及时对已掘巷道进行底板物探，并根据探测结果，采取有效措施，消除底板水害隐患，防止发生底板滞后突水。
7、生产作业队组提前对巷道内杂物清理干净、积水疏干，停止影响物探、钻探的一切工作，按防治水中心提出的要求全力配合，保证物探、钻探工作顺利开展及保质保量。
二、采煤工作面8、采煤工作面形成系统后，要采用至少两种以上物探手段探查工作面煤层顶底板采动裂隙范围内的含水状况、工作面内部地质构造等，探测结果进行分析论证并报总工程师签字审批。
井下瞬变电磁掘进头超前探水技术
井 下 瞬 变 电磁 掘 进 头超 前探 水 技 术
张 战立 ’ 李海 波 韩万 围 ’ （． １ 山东省 煤 田地质 局物探 测量 队 ； ２ 山东省煤 田地 质局 第五勘探 队 山东泰安 ２ １ ０ ） ． ７ ０ ０ 摘 要： 井下 瞬变 电磁超 前探 水技术 ， 是一种新 的探 测技术 。 较好地解 决 了困扰煤 矿 多年 的掘进巷道 前方隐伏含水 构遗探 测技 术难题 ， 而 且 探 测效 率 控 制 范 围及 准确 性 大大提 高 。 关键 词 ： 瞬变电磁 煤矿井下 掘进头超前探 测 低阻异常 中 图分 类号 ： Ｄ Ｔ ８ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ： ６ ２ ３ ９ （ ０ ０ ０ （） １ ８ ０ １ ７ — ７ １ ２ １ ）４ ａ一０ ０ — ２ 我 国煤 矿 井 下 巷 道 超 前 探 测 主 要 包括 脉 冲 电 磁 场 间歇 期 间 ， 用 不 接 地 线 圈 或 利 ： 其 瑞 雷 波 、 质雷 达 、 流 电 法 等 物 探 技 术 。 接 地 电 极 观 测 二 次 涡 流 场 的 方 法 。 基 本 地 直 瑞 雷 波 、 质雷 达 技 术 可 用于 巷 道 前 方 、 地 侧 工 作 方 法 是 ： 地 面 或 井 下 设 置 通 以 一 定 于 从 方 探 测 ， 测 距 近 、 应 性 差 ， 般 情 况 下 波 形 电 流 的 发 射 线 圈 ， 而 在 其 周 围 空 间 但 适 一
１ 探测原理及方法
１ １瞬 变 电磁 基本 原理 ．
征 ， 期 信 号 反 映较 深地 电特 征 ， 此 可达 ２ 探测 实例及效 果 晚 据 图３ 山东济 宁 岱庄 煤矿 一５ ０ 为 ８ ｍ轨 道大 到 探 测 及 判 断 有 无 含 水 构 造 的 目的 。
井下物探工作总结
井下物探工作总结
井下物探工作是石油勘探中至关重要的一环，通过对地下岩石结构、地层性质
和油气储层的探测，为油田开发提供了重要的地质资料。
在过去的一段时间里，我们团队在井下物探工作中取得了一定的成果，现在我将对这段时间的工作进行总结。
首先，我们在井下物探工作中采用了先进的地震勘探技术，通过地震波在地下
传播的特性，对地下岩石结构进行了精确的探测。
这为我们准确地判断了油气储层的位置和规模提供了重要的依据，为后续的钻井和油田开发工作奠定了基础。
其次，我们在井下物探工作中注重了数据的收集和分析。
通过对地下岩石的地
震反射数据进行精确的处理和解释，我们得到了准确的地层结构图和油气储层的分布情况，为油田勘探和开发提供了重要的参考。
另外，我们还在井下物探工作中加强了与其他部门的协作。
与地质、地球物理
和工程技术人员的密切合作，使得我们在井下物探工作中能够更好地理解地下地质情况，为油田勘探和开发提供了更加全面的地质信息。
总的来说，井下物探工作是一项复杂而又重要的工作，需要我们具备扎实的专
业知识和丰富的实践经验。
在今后的工作中，我们将继续加强技术研究，提高工作效率，为油田勘探和开发做出更大的贡献。
希望通过我们的努力，能够为石油勘探和开发事业做出更大的贡献。
煤矿探矿技术分析
煤矿探矿技术分析摘要：煤炭是一种重要的资源，同时也是目前尚无法完全取代的。
这种资源是不能制造的，只能通过亿万年自然形成，理论上是无法再生的，所以是相当珍贵。
在工业中，煤炭的作用尤其关键，除了能用于供给动力，还能用于制造。
可以说，煤炭支撑起了工业以及多个行业的正常运作与发展。
但资源并不似可以取之不尽的，所以我们要去挖掘出潜在的煤矿，从而保证供给。
探矿技术就是用于这项工作的，同时也是要用到的主要技术种类之一，可以帮助我们定位隐藏的矿脉。
关键词：煤矿；探矿技术；物理探矿前言如果煤炭供给不足，后果将是难以被控制的，所以找矿工作必须被加强，这样才能让资源能一直维持在一个相对固定的输出水平，从而让压力得到控制。
技术在找矿中起到主导作用，但要正确使用，保证其精确性。
同时，探矿技术有多个分支，选择具体的哪个种类，要由当时的综合条件来决定，这样才能对找矿给予最大的帮助，从而获得更为精确的结果。
1.地质探矿技术1.1地质填图探矿技术该技术是运用地质相关理论以及与之有联系的一切方法，系统性地对一定预期内的岩层进行调研，从而获取所有可以用于找矿的信息。
因为这种调研是综合性的，所以能得到广度更大的地质特征信息，配合相应的成矿规律，就很容易判定并找到矿产。
其主要流程是将特征信息填在地形图上，所以被命名为地质填图探矿技术。
因为其更加偏向于理论，而且获取的信息相当全面且系统，所以是一种相对基础的技术，比较适合用于较大范围内的定位。
其优点在于，无论在何种条件下，以及针对何种矿产，都可以使用。
因此，其普适性很强，同时也是最重要的技术手段之一。
填图能否做好，决定了能否有比较可观的找矿效果，部分矿区在进行这项工作时，没有注意质量，所以得到的特征信息并不是精确的，甚至有很大的偏差，这让找矿出现较大的失误。
这种情况在国内外都有很多实例，所以一定要杜绝，只有正确的做法才能有好的找矿效果。
随着高新技术和计算机技术在探矿工作中的普及和应用，填图工作也在不断演变。
煤矿有掘必探“一图四清单” - 副本 - 副本 - 副本
可能受到周围铁器等设备影响，影响探测准确性。
1.探测过程中要尽量避开干扰因素； 2.严格执行物探设备操作程序。
制度清单
探放水管理制度 超前物探防治水管理制度
物探数据分析
井下采集的瞬变电数据进行分析
数据分析不当，导致对工作面前方水害情况误判。 探测数据收集要做到完整性，加强数据分析准确性 超前物探防治水管理制度
物探异常区钻探验 证设计
根据物探分析成果，对存在的异常出进行探 测
钻孔设计不符合规定要求，无法有效探明异常区情况 。
1.结合物探异常区实际情况进行钻孔设计；2.钻孔 设计严格审批程序。
超前物探防治水管理制度
工作面钻探验证
确保钻探作业正常、安全
钻机操作不当，造成人员伤害
严格按照钻探操作规定及专项施工安全技术措施 专项施工安全技术措施
1.加强岗位职责安全管理，时刻保持自身廉洁；2. 探放水钻孔有效进尺验收制度 严格执行谁验收、谁签字、谁负责制度
根据竣工验收单编制探放水安全确认移交单
安全确认单内容错误，可能无法准确掌握工作面前方 煤层、积水赋存情况
加强竣工验收单监督管理，确保验收数据真实：对 安全确认单做好认真核实、审批
防治水安全确认签字移交制度
有掘必探“一图四清单”
业务流程环节
编制工作面超前探 测设计
责任人
权责清单 内容
风险清单
措施清单
明确超前探测钻孔长度、角度、数量等。
钻孔设计不符合规定要求，无法有效探明工作面前方 1.严格按照防治水规定要求设计钻孔；
实际情况。
2.钻孔设计严格审批程序。
工作面进行物探
对工作面前面是否存在水害，进行瞬变电探 测仪进行探测
明确允许掘进距离，并将通知单发放至生产 业务部室及队组
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煤矿井下掘进工作面超前物探技术分析
摘要：随着煤矿井下开采深度的增加，掘进难度随之增加，掘进过程中面临
的隐患越来越多，为了保证煤矿井下开采安全，煤矿企业应提前使用超前物探技
术调查清楚掘进位置的地质分布情况，精准分析矿井岩石分布状况、含水量情况，按照钻探获得的结果，设计并不断健全煤矿井下掘进工作方案，使整个井下掘进
工作处于有序进行的状态。
本文首先分析常用的超前物探技术，其次探讨煤矿井
下掘进工作面超前物探技术方案，以期对相关研究产生一定的参考价值。
关键词：煤矿井下；掘进工作面；超前物探技术
引言：在煤矿井下掘进深度越来越大的情况下，地壳应力随之增高，探测难
度随之增大，在煤矿开采过程中出现安全事故的可能性比较高，极易产生塌陷问题、沉降问题。
因此在进行煤矿井下开采作业之前，煤矿企业应当安排专业人员
使用超前物探技术调查清楚井下作业情况，然后结合具体情况不断健全煤矿井下
开采方案，有助于提高煤矿井下开采效率和开采质量。
1煤矿井下超前物探技术特点、原理
通过合理使用超前物探技术能够精准监测煤矿井下地质状况，保证煤矿井下
掘进工程处于安全开展的状态，超前物探技术特点主要包括三个，第一，精准性
比较高，在煤矿井下开采工作实施过程中使用一些比较先进的机械设备，能够将
开采误差控制在小于5%的范围，第二，探测范围明显大于其他探测技术，能够准
确探测煤矿井下煤层位置的岩石厚度、煤层厚度，第三，需要投入的成本相对而
言比较少，安全性比较高，将物探技术运用在煤矿井下掘进工作面中，能够节省
探测时间、探测成本，而且可以避免隐患问题对钻探结果精准性产生不利影响[1]。
超前物探技术主要是使用钻井方式、地球物理勘探方式预测评估煤层中存在
潜在危险的区域，一般情况下采煤工作面前方、采煤煤层存在潜在危险的可能性
比较大。
2常用的超前物探技术
2.1地震波探测技术
地震波探测主要是借助地震波反射进行勘探工作，地震波在向下传播、向前
传播的时候会受到波阻抗影响，地震波在碰到岩石破碎带或是断层位置时，部分
信号会在折射影响下顺利进入到介质之中，地震检波器能够接收到地震波反射信号，此时反射波强度、传输时间和反射面性质、位置信息具有直接关系，此时工
作人员即可根据反射波特点分析判断煤矿井下掘进工作面是否存在采空区、岩石
破碎带或是断层情况，能够为设计煤矿井下开采方案提供充足的参考依据。
2.2瞬变电磁探测技术
如果煤矿井下存在瓦斯、煤尘等危险物质，在展开探测时，应该使用多通道
瞬变电磁阀，在展开巷道掘进操作时，提前使用瞬变电磁探测技术勘探巷道情况，保证巷道掘进工作的安全性，可以在一定程度上降低掘进过程产生安全问题的可
能性。
时域电磁感应法能够结合岩石的导电特性，使用接地线圈向勘察探测目标
发射一定的电流，能够使用脉冲波形方式将电流发射到地下位置，此时会形成涡
流现象。
由于煤矿井下地下介质含水量和规模有所不同，感应电磁场的衰减能力存在
一定差异性，在计算程序的帮助下能够获得电阻率剖面图，能够协助相关工作人
员精准分析地下介质性质以及空间分布情况。
如果煤矿井下地下介质的电导率相
对比较高，衰减速度相对比较慢，工作人员即可通过分析二次磁场衰减率规律监
测煤矿井下掘进工作面基本情况，勘探深度能够达到100米以上，对于含水构造
比较敏感，在监测管理地层含水量时精度比较高[2]。
2.3直流电法探测技术
直流电法探测技术属于全空间勘探技术，技术人员仅需分析掘进头前方位置
的地质情况变化规律即可准确推测前方围岩构造情况、含水信息，能够在全空间
电厂理论的支持下处理煤矿井下地质问题。
在煤矿井下掘进工作面使用的直流勘
探方式主要囊括了直流电极法、直流聚集法等，工作人员应该结合煤矿井下勘探
需要、煤矿开采要求选用最为合适的技术开展地下勘探工作。
3煤矿井下掘进工作面超前物探技术方案
3.1超前钻探技术方案
相关工作人员应该结合煤矿地质构造情况、水文条件，选用最为合适的探测
钻探技术，保证钻探数据能够如实展现出井下情况，为后续进行煤矿井下开采提
供充足的数据依据。
由于新型全液压钻机的钻孔效率相对而言比较高、钻机实际
利用率相对比较高，将其运用在煤矿井下开展探测工作，应该将钻机间距控制为
不大于20厘米。
若是岩石硬度相对比较大，钻探难度比较大，在岩石外围区域、警示区域开展钻探工作时，需要采取定向管理方式保证钻探人员的安全性，在使
用超前钻探技术时，应该合理使用扇形分布方式。
在进行巷道施工之前，应该先使用无线电波探测技术确定煤矿井下巷道位置
是否存在特殊地质情况，然后使用瞬变电磁探测技术开展探测工作，再使用钻探
技术确定施工位置及特殊地质情况。
在对煤矿井下钻孔开展监测工作时，应该控
制好钻孔间隔距离，在展开监测管理工作时，应当在和特殊地质位置间距为50
米的位置设置监测点，在使用双车道钻进技术时，将煤矿井下统一掘进工作面
的钻孔间距控制为10米以内的范围，保证物探工作、钻探工作能够顺利完成[3]。
3.2掘进工作面超前探测方案
在对煤矿井下工作面前半部分开展钻探施工时，应使用直流电探测方式，提
前设计好钻孔长度，防止由于设计不当引发浮式钻井状况。
在探测工作顺利完成后，质检部门应该重点检验钻井处理效果，保证钻探结果能够满足预期标准要求。
如若在钻探过程中发现煤矿井下掘进工作面存在特殊地质情况，应该使用加密方
案开展探测工作、勘察工作，设计可行性比较高的掘进工作面超前探测方案，保
证煤矿开采工作处于有序开展、安全进行的状态。
3.3应用超前钻探技术时的注意事项
在煤矿井下使用直流电法进行勘探，钻探结果分辨率比较高，对水的敏感度
比较高，但是在地电异常情况叠加的情况下，巷道会产生不导电的情况，此时煤
矿井下地电处于均匀性不足、比较复杂的状态，此时工作人员难以精准定位地电
异常情况[4]。
如果其他方向出现电阻率异常情况，可能会导致被错认为煤矿井下
掘进工作面异常。
瞬变电磁探测技术的方向性比较强，对水的敏感度比较高，在巷道受到钢轨
干扰、螺栓干扰、电气设备干扰影响时，信号提取难度比较大，此时若是使用MTEM，将会导致地电阻率异常体积增大，此时监测点容易出现建立原位置的情况，若是单一运用一种物探方式，受到的局限性影响相对比较大，如果同时使用多种
超前探测技术，能够从多个角度分析煤矿井下掘进工作面的地质情况、水文条件，例如：矿井直流电法在浅层目标监测方面的分辨率相对比较高，能够顺利克服MTEN存有盲区的不足之处。
在顺利完成勘探工作以后，相关工作人员即可从多个
角度对钻探测量数据展开全面分析、深入分析，然后参照数据分析结构，编制可
行性比较高、合理性比较高的钻井方案。
结论：综上所述，在煤矿井下掘进深度增大的情况下，物探难度随之增加，
相关工作人员应该结合煤矿井下掘进工作面的基本情况，设计井下钻探方案、掘
进工作面超前探测方案，然后根据探测结果、勘探信息设计煤矿井下掘进方案，
保证井下掘进工作处于有序进行状态，对于全面提高煤矿井下掘进工作面作业安
全具有促进作用。
参考文献：
[1]马伯华.煤矿井下掘进工作面超前物探技术分析[J].能源与节能，
2023(03):158-160.
[2]杨菲.煤矿井下掘进工作面超前物探技术分析[J].当代化工研究，
2021(01):55-56.
[3]黄治富.煤矿井下掘进工作面超前物探技术分析[J].江西化工，
2020(01):144-146.
[4]程军.煤矿井下掘进工作面超前物探技术分析[J].当代化工研究，2019(11):43-44.。