煤矿井下超前探测

西安博深矿用设备技术发展有限公司2011-10-27

西安博深矿用设备技术发展有限公司

山西沁源

通州集团安神煤矿

全方位探测仪超前探测分析报告

施工地点：2104、2123回风顺槽

操作人员：毛佳宇

施工人员：张俊

编制：毛佳宇

审核：

探测时间：2011年10月27日

目录

序言 (2)

1、工程概况 (2)

2、基本原理 (2)

3、仪器简介 (3)

3.1仪器概述 (3)

3.2主要功能 (3)

3.3技术特点 (4)

4、巷道掘进头超前探测施工方法技术 (4)

4.1工作原理 (4)

4.2测点布置与工作量 (5)

4.2.12104回风顺槽施工方案 (5)

4.2.2数据的采集和存储方式 (6)

4.3.12123回风顺槽施工方案 (6)

4.3.2数据的采集和存储方式 (6)

5、资料处理与解释 (7)

5.1软件功能简介 (7)

5.2软件界面布局 (8)

6、试验成果 (8)

7、成果报告解释说明 (10)

序言

瓦斯、水灾、火灾、粉尘、顶板冒落五大自然灾害仍然是威胁和制约矿井正常开采的主要因素。

YTD400(A)矿井全方位探测系统是西安高新技术企业--西安博深矿用设备技术发展有限公司--为矿井下含有瓦斯、粉尘等爆炸性危险等特定环境下探测隐伏矿体、含导水构造等局部异常地质体而设计、制造的多功能、矿井物探综合勘探系统。系统包括YTD400（A）矿井全方位探测仪、矿井电法数据处理与解释软件系统两大部分。

该系统在矿井物探技术功能集成、数据处理、解释与成图功能集成等方面均有独到创新，在同行业中处于领先地位。

1、工程概况

采用矿井全方位探测仪探查2104回风顺槽前方含水异常地质体。

顺槽迎头超前探测控制距离82米，实测距离72米。此巷道迎头位置为无碳柱范围位置，底板为砂岩，潮湿，较硬，底板断续有积水，影响探测深度。

采用矿井全方位探测仪探查2123回风顺槽前方含水异常地质体。

顺槽迎头超前探测控制距离74米，实测距离60米，此巷道为半煤巷，迎头顶板有淋水，巷道有起伏，落差在1.5米左右，影响探测深度。

2、基本原理

以岩、矿石与含水地质体之间的电性差异为物质基础，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的稳定人工电场，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，再通过测量电极观察和研究地壳周围人工电场的变化和分布规律，使用全空间电场理论处理和解释，进而得到巷道周围岩石中引起电场变化的水文、地质构造等状况。

表3-1一般煤系地层常见岩石电阻率值［1］

岩名煤泥岩砂岩石灰岩矿井水

电阻率

10～1041～501～10560～4×1051～10（Ω．m）

3、仪器简介

3.1仪器概述

YTD400(A)矿井全方位探测仪是由西安博深矿用设备技术发展有限公司独立开发完成的、具有自主知识产权的高科技产品。是运用现代最新矿井地质勘探技术和理论，为在井下含有瓦斯、粉尘等爆炸性危险等特定环境下探测隐伏矿体、含导水构造等局部异常地质体而设计、制造的多功能矿井物探综合勘探系统。该系统包括YTD400(A)矿井全方位探测仪、矿井电法数据处理与解释软件两大部分。该系统在矿井物探技术功能集成，数据处理、解释与成图功能集成等方面均有独到的创新，在同行业中处于领先地位。

探测仪具有安全性能好、技术性能优越、探水性高、操作使用方便、体积小、重量轻等显著特点，特别适用于井下水害探测预报，是煤矿安全生产的有力保障。

3.2主要功能

●巷道掘进头超前探测

探测巷道掘进头前方（或前侧方）100米范围内的断层、陷落柱、含水裂隙等局部异常地质体的位置及赋水性强弱。减少钻探工作量，提高巷道掘进效率，避免发生突水事故，确保巷道掘进安全。

●单巷道顶、底板及侧帮探测

利用电测深技术，探测巷道顶板、底板及巷道两边侧帮100米范围内的含水异常地质体的位置及赋水性强弱。为矿化带的开采方案设计或灾害水体的抽、排、疏、降提供技术资料。

●工作面顶底板探测

利用电透视法探查工作面顶、底范围内含水异常地质体或矿化体的平面位置、垂向高（深）度等空间特性。为矿体开采或采前防治水技术措施的实施提供依据。

3.3技术特点

●多功能集成。实现收、发一体，一机多能，可灵活组合使用。既减轻劳动强度、提高功效，又可达到全方位探测的功能。

●多频点工作。采用有多频点的选频发射、等频接收的工作方式。既避开井下强干扰背景，提高微弱信号的识别和处理能力，又可实现多层段数据采集，便于异常地质体的空间分析与解释。

●自动反演解释。系统数据处理软件可进行三维电法数据反演，将能得到更小的计算误差，从而给出可靠的反演结果，更逼近实际地质条件。

●CT成像处理与成图。借助于医学CT技术，针对电透视功能块的数据，实现了CT成像处理与成图。大大提高了数据处理、解释的速度与精度，并使解释成果更加直观。

4、巷道掘进头超前探测施工方法技术

4.1工作原理

超前探测是研究掘进头前方地层电性变化规律，预测掘进头前方含水、导水构造的分布和发育情况的一种电法探测技术。采用三极装置，一个电极在无穷远，对巷道内测量电极的影响可以忽略不计，故其电场分布近似为点电源电场，一个电极向全空间均匀介质中的A点供电。以A点为中心形成电场，向四周均匀放射电流。距A等距离点组成一个球形等势面，等势面的变化代表整个球壳中电性异常的综合反映，这就是直流电超前探测的基本理论。