YDZ(A)直流电法仪全说明

YDZ(A)直流电法仪全说明

YDZ(A)防爆数字直流电法仪

使用说明书

煤炭科学研究总院西安分院发布

井下电法基本原理

矿井直流电法属全空间电法勘探。它以岩石的电性差异为基础，与地面电法不同，在全空间条件下建场，在地下巷道中进行电法测量工作，地下电流通过布置在巷道内的供电电极在巷道周围岩层中建立起全空间稳定电场，该稳定电场特征取决于巷道周围岩石的电性特征及其赋存状态，测量该电场的变化规律，使用全空间电场理论处理和解释，就可找到巷道周围岩石中引起电场变化的水文、地质构造等规律。

1(井下高分辨直流电法技术

井下直流电法的方法技术很多，巷道迎头超前探测使用三点——三极探测法效果好;在工作面采用高分辨电测深法和电透法效果好。

高分辨电测深法是研究某一深度方向地层电性变化的规律，从而获得该深度方向上地层中各

井下电法探测原理示意图

板顶

煤层 A + M N

B —电流线

底板

ρs 溶洞

实测视电阻率曲线

种地质信息的一种物探方法(参见原理示意图)。它是在同一点逐次增大供电电极距，使勘探深度由小逐渐变大，观测测量点附近沿深度方向由浅到深岩石电阻率的变化特征。它主要用于研究解决电性分层和水文地质问题。

该技术改变了传统的探测方法和解释方法，包括:

(a) 不使用传统容易的对数坐标，而使用难度较大的算术坐标，进行高密度采集数据;

(b) 改变过去单点解释方法，使用新的断面连续解释方法，能大大提高物探解释的准确性;

(c) 确定相应方法判断解释潜在突水通道的物探标准。

井下采集第一手资料是反映岩石电性特征的视电阻率，使用西安分院研制的具有国内先进水平的矿井电法专用软件进行处理和解释:

(1)单独提取视电阻率中的含水信息——用于解释工作面巷道底板50m深度内的含水、导水规律，潜在的突水通道。

(2)单独提取视电阻率中的岩石电性分层信息——用于解释工作面底板隔水层厚度、含水层厚度、含水层原始导升高度。

(3)超前探测——井下巷道侧帮、迎头前方50~60米内的断层及含水、导水构造。 (4)立体成图——对工作面底板下不同深度进行类似“CT”成像的断面、平面

切片，分离出电法含水异常区域，得到视电阻率低阻异常断面图、平面图，进行立体解释。

矿用防爆直流电法仪

井下电法是把直流电法探测技术引用到煤矿井下的电阻率探测技术，我院研制生产的YDZ(A)(原型号DZ—IIA)数字直流电法仪依然是我国目前唯一的防爆直流电法仪，曾被煤炭部列为重点推广的科研成果之一。

该技术在井下全空间条件下建场，使用全空间数据处理和解释方法，可探测巷道周围的断层破碎带、隐伏含水构造、潜在突水点、确定隔水层厚度、掘进巷道的超前探测以及解决井下与采煤直接相关的其它地质问题。

井下直流探测技术在邯郸、肥城、兖州、新汶、开滦、邢台、焦作、淄博、晋城、郑州等矿区的得到推广应用，均取得了良好的探测效果，创造了可观的社会经济效益。

仪器主要技术指标:

防爆类型:本质安全型

防爆合格证号:2044139

煤矿安全标志编号:20046002

灵敏度:1微伏

电压测量范围:0,?2V

极化电位补偿:?1000mV

动态范围:130db

供电电压: 90V (幅值)

供电电流:70mA(幅值)

外型尺寸:310mm×240mm×160mm

应用范围:

1、煤层底板断裂破碎带的探测

煤层顶、底板断裂破碎带通常是高压含水层导水的良好通道，即使落差小、不透水的断层或断层破碎带，在采动人为作用打破地下平衡状态后，也会导水而引发突水。因此，在工作面回采前，探明这些地质构造尤显重要，以保证安全生产。针对这一问题，曾在肥城矿务局大封矿井下采用对称四极测深法和偶极剖面对9107工作面开采的九号煤层底板断裂破碎带进行了实际探查，效果明显。

9107工作面回风巷电法探测。实测结果，两种电性图件上的33~46点和60~64点，均出现低阻异常，直观反映出两处断裂破碎的存在位置和影响范围，依此结果工作面经注浆改造后，安全采出为煤炭5.4万吨。

2、煤层底板分层定厚探测

兖州矿务局杨村煤矿-273水平运输巷在掘进过程中，发现了几条落差较大的正断层，将下伏本溪群的十四灰及奥灰抬高了几十米，为预防突水，要求查明底板到奥灰顶界的隔水层厚度和十四灰含水层厚度。

井下电法探测结果，推断200~50号点之间底板到十四灰顶界隔水层厚度为30.8~34.8m，十四灰层厚5.0~6.2m，奥灰顶界深40.5~45.3m，F1，F2断层总落差18m左右，将十四灰和奥灰抬高约18m，使底板距十四灰隔水厚度由60号点的33.5m减到27号点的21.0m，17~20号点只有16m左右，后经验证与实际吻合，于是矿上依此修改了大巷掘进方向，节省巷道工程1500m，可节约经费500万元左右。

3、超前探测断层

邯郸矿务局王风矿采用井下电法在1966工作面探测，推断出与巷道平行的F1断层，切眼上部和F1断层平行，下部切眼为层距巷道距离有变化，2号探测为距离21m，1号点是29m，推断结果与实际分布基本一致。

4、带压开采条件的评价

肥城矿务局白庄矿8402工作面是八号煤层首采工作面，下距本溪群五

灰30多米，五灰层厚7m左右，由于断层多，五灰水压大，构造复杂，严重威胁八号煤层采掘安全，为查清五灰内含水地段及其连通性，采用了井下直流电测深法。

8402工作面电阻率异常。电法在对五灰分层定厚的基础上，推断低阻异常部位为含水地段且局部连通性较好，自140号点向200号点方向五灰富水性依次增强，其中200号点五灰上部35.5~39.0m处富水性较强，260号点五灰顶、底部均含水。经回采物探结论正确，电法圈定的五灰及奥灰富水点，在回采过程中又突水198.8m2/h，依据物探结论采取了有效防治措施，在底板带压条件下，安全采煤8.9万吨，提高了资源回采率。

5、老窑积水区的探测

河北张家口地区鸡鸣山煤矿区内老窑采空区遍布，又无资料记载，几年来曾发生多次老窑突水事故，1990年10年月掘进360水平三采区干子股煤层集中回风山巷道时，发现工作面有淋水预兆，怀疑是老窑采空积水，为了准确判定上部采空区积水位置，邯郸矿务局采用了井下直流电法进行了超前探测。

探测结果推断:采空区和富水带位于标高+401~425m，打钻验证出水标高为

402m，从1990年11月24日——12月31日36天时间放出老窑积水约2.22万吨，到1991年5月积水才全部放完，共放老窑积水8万吨，避免了一次严重的老窑突水事故，保证了安全生产，带来了可观的经济效益和社会效益。

由上看出，井下直流电法是勘查矿井地质构造及水文地质条件的行之有效的物探手段，是煤矿安全生产和防治水害方面不可缺少的测试手段之一。

一、概述

近几年，井下直流电法探测巷道顶、底板隔水层厚度、断列破碎带、含水和导水构造等取得了明显的地质效果。由于岩石电阻率大小主要取决于空隙内的富水性