小议某煤矿的地质勘探方法

小议某煤矿的地质勘探方法
摘要：大多数煤矿由于受矿井地质条件差、断层发育、煤厚变化大等地质因素的影响, 造成生产接续紧张, 单靠一种勘探手段很难摸清煤层赋存状况及构造发育规律。

这时，采用综合勘探方法为矿井的安全高效生产提供了有利的地质保障。

关键词：煤矿勘探综合地质勘探法煤矿地质
1、工程概况
某煤矿生产主采3 下煤层, 平均厚度5.29m, 倾角5°～9°。

矿井为竖井开拓,生产水平( - 518m) 开拓三条东西大巷, 沿煤层布置, 采区分布在大巷两侧, 主要运输为胶带运输机运输, 辅助运输采用世界先进的无轨胶轮机车运输, 采煤方法为走向长壁冒落法, 采用综采放顶煤采煤工艺。

2、综合地质勘探方法的应用
2.1 地面钻探
该煤矿在建井前虽然已经过精查地质勘探, 地面共施工钻孔234 个, 平均2.23 个/km2, 总工程量162670m, 但还是不能满足生产需要。

为了进一步查明井田地质特别是构造、煤层被冲刷侵蚀情况, 提高储量级别, 以及查明井田水文地质特征, 根据生产接续有针对性的开展了地面钻探, 共施工钻孔51 个, 总工程量44551m。

补充了精查地质勘探资料的不足, 为矿井的安全生产提供了第一首地质资料。

2.2 采区地面地震勘探
采区设计前, 通过采用地面地震勘探手段, 查明采区构造形态和断层发育规律, 查明煤层赋存状况及底板起伏形态, 对影响开采的含水层富水性进行评价, 并提出水害防治措施, 为采区设计提供可靠的地质资料。

该煤矿主要采用了地面二维地震勘探、地面三维地震勘探和地面瞬变电磁法勘探三种方法。

三井田具有良好的开展地面地震勘探的地震条件。

地形由湖区及陆地组成, 湖区位于井田的西部及西南部, 约占井田面积的三分之二, 常年积水, 东部为陆地, 地势平坦; 全区发育第四系冲积地层, 由粘土、砂质粘土及砂层组成, 浅层地震地质条件良好; 地震勘探主要目的层有3上、3下、16 上、17 煤层、第四系底界面和奥灰顶界面, 主要目的层的反射波连续性好,利于对比追踪。

矿井自建井以来共进行地面地震勘探61.26km2, 其中二维施工面积15 km2, 三维施工面积46.26 km2。

通
过进行地面地震勘探, 查明了区内落差大于5 米的断层, 并对落差3~5m 的断点给予了解释, 对采区边界断层进行了修正, 为设计提供了详实的地质成果（见表1）
2.3 井下多用途探巷的施工与井下钻探
充分利用在掘的巷道对采区内的地质情况进行边掘边探, 通过采取不同的探测方法, 及时为工作面布置提供详实地质资料, 大大减少了废巷的施工。

(1)生产采区在首采工作面回采之前施工沿煤层布置的采区运输巷和采区边界巷, 进一步探测煤层赋存状况与地质构造发育情况, 为今后的工作面布置提供准确的资料。

(2)先期施工工作面泄水巷, 兼顾探测工作面地质情况。

大巷均为沿煤层布置, 无岩石集中巷, 必须在相邻工作面顺槽掘进期间, 先期施工工作面泄水巷, 对正在回采的工作面涌水进行顺利排放, 保证了工作面的正常回采, 同时泄水巷兼顾探测了工作面内的煤层地质情况。

(3)适时利用已掘巷道, 通过布置井下钻孔对影响工作面布置与回采的大的地质构造进行探测。

如1305 胶顺探测KF17 断层延展情况及落差、1305 辅顺探测KF18 支断层延展情况及落差、16300 胶顺探测八里铺东断层的位置等等。

施工井下地质钻孔166 个, 总进尺10229m。

(4)适时利用已掘巷道, 通过布置井下钻孔对上覆可采煤层情况进行探测。

利用已施工的3 下煤层巷道探测上部3 上煤层的冲刷边界, 为3 上煤层工作面布置提供准确资料。

(5)施工专门探巷探测地质构造。

例如施工的16304 探巷探测SF338 断层的延展情况、123 上05 探巷探测KF1201 断层情况等。

2.4 掘进巷道超前探测
掘进巷道迎头超前探测是井下电法AMN 三极多组组合装置, 一般在巷道掘进头附近以3～6m 距布置供电电极A1、A2、A3, 测量电极MN 在巷道掘进头后方一定距离范围内以3～6m步长移动探测, 通过观测点电源场的分布特征达到分析掘进头前方异常分布位置的目的。

如: 13 下06 切眼最西端超前探测13 下06 辅顺西KF18 断层界面位置, 通过井下的实际运用, 探测情况与实际揭露地质情况基本吻合。

2.5 井下工作面音频电透
工作面音频电透视法是采用直流电法探测原理, 根据地下各种煤岩层之间存在的导电差异, 利用专门的仪器在井下观测人工场源的分布规律来达到解决地质问题的目的。

它适宜在工作面顺槽掘进任务完成后, 利用专门的仪器, 一条顺槽内某点布置发射点发射, 另一条顺槽对应点左右一定范围内接收, 测网密度一般要求发射点距50m、接收点距10m, 形成一个扇形扫描区。

对应每个发射点, 在另一巷道的扇形对称区间20 个点左右进行观测, 以确保测区内各单元有3 次以上的发收射线覆盖。

最后对现场收集的资料进行计算、分析、解释、成图, 圈定水文异常区, 并根据各层段岩层视电导率值的异常变化定性判断涌水量的大小。

通过探查采煤工作面顶板砂岩或侏罗系底部砾岩含水性异常的位置、形态及其含水相对强弱,为矿井的防治水提供依据。

采用此方法共在四个采区进行了10 个工作面的探测, 通过采后对比分析, 取得了较理想的地质效果。

2.6 井下工作面震波CT 探测
井下工作面震波CT 探测利用的是震波CT 成像技术, 它是根据物体外部的测量数据, 依据一定的物理和数学关系反演物体内部物理量的分布, 最后得到清晰的、不重叠的分布图像。

经过多年的震波CT 研究与实践, 成功应用于矿井生产, 取得了良好的地质效果, 矿井震波CT 探测技术和矿井震波反射偏移成像技术为能有效探测采煤工作面内断层等地质异常体的矿井物探技术之一。

3、结语
该煤矿由于受矿井地质条件差、断层发育、煤厚变化大等地质因素的影响, 造成生产接续紧张,采用综合勘探方法, 多种勘探手段结合并用, 不断进行资料的动态综合分析, 取得了较好的地质效果,为矿井的安全高效生产提供了有利的地质保障。