巷道超前探测技术及直流电法的应用

巷道超前探测技术及直流电法的应用
王常兴 ， 王 月 ， 潘
（ １ ． 山西煤炭进 出Ｖ Ｉ 集团 技术中心 ， 山西 太原 摘
越
机 电学院 ， 河北 邯郸 ０ ５ ６ ０ ３ ８ ）
０ ３ ０ ０ ０ ６ ； ２ ． 河： Ｉ Ｌ Ｉ程大学
要： 通过研 究 当前常用物探 手段 一电法、 波法和测 温法等 ， 对现 有物探技 术进行详 细的比较 ， 以某煤矿巷道在掘
，
无
物 探 手段
ｆ
Ｉ 直 流 电 法 ｊ 激 发 极 化 法
数据处理软件 常用解析 常用小 数据 多， 正反演技 手段 ：一 波变换 处理 术成熟图形 可 维反演二 及一维 视化程度 高， 维电阻率 二维滤 手段 二三维电阻率
、
首先滤 波
／ １ （ 交 流 电Hale Waihona Puke Baidu法 ｛ 双 频 激 电 法
【 Ｉ 口 圜困圈
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山西煤炭 Ｓ ＨＡＮ Ｘｌ ＭＥｔ ＴＡＮ
第３ ３ 卷 第５ 期
文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ０ ５ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ６ ６ — ０ ２
用仪器 型号 、 使用成熟度 、 探测距离 、 干扰 因素 、 前方有 无盲 区及数据 处理等方 面进行 比较 ， 对 比情 况 ， 如表 １
所示 。
表１ 巷 道 超 前 探 测 技术 手 段 对 比
探测 手段 直流 电法 瞬变 电磁 地质雷 瑞利波 红外测 法 达法 地震波法 法 温法
探 测距离 ： 地 震波法 测距 最远 １ ５ ０ ～ ２ ０ ０ １ Ｔ Ｉ ； 测距 最 小 的是 红＃ Ｉ － Ｎ温法仅为 ３ ０ｌ Ｔ ｌ 。
干扰 因素 ： 电法影 响因素相对一致均为井下 电气设 备 ，这是 由于电器设备工作时影响周 围电磁场造成 的 ； 波法影响 因素为巷道 或工作 面噪声 ， 这是 因为声 波也是
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一
突（ 涌） 水是造成 矿难 的最主要 因素 。如 何预测巷 道掘 进前 方地质含导水成 为当前避免发生 突（ 涌） 水事 故的 决定性 因素 。
煤 层 硬 钻 孔 温 干扰 铁轨 、 积水及 感及 电场电气 、 互 机器 、 潮 噪声 巷 度及噪 度 ， 湿工作 水文 因素 电气设备 设 备 面 道长度 声， 断层 与围岩 噪声 界 面 温 差
、
、
法或测温法等探测手段 。
有无 有 ， 巷道前段 有 ， １ ５ ～ ２ Ｏ 有 ， 由于 较小 滤 有， 滤波困 近距 盲区 １ ０ ｍ范围内 难造成 波造成 离 ３ ｍ
１ ５ ～ １ ０ ｏｍ ２ ０ － ３ ０ ｒ ｉ ｌ ｌ １ ５ ０ － ２ ０ ０ ３
Ｎ
分类， 见图 １ 。其 中钻探方法最准确 、 最可靠 ， 但 是 由于
其 耗时 、 效率低 、 盲 目性大等原 因无 法满足煤矿 高效生 产的要求 ，所 以巷道超前探测往往采用高效 的电法 、 波
进 中采用直流电法超前探测技 术探 测含水异常为例 ， 通过钻探验证与超前探 测结果基 本吻合 ， 进一步证明 了直流电法在煤
矿 应 用 的 可 行性 及 准确 性 。 关键词 ： 物探 ； 直流电法； 超 前 探 测
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｄ ７ ４
文献标识码 ： Ａ
随着经济的发展 ， 我国对煤炭资源 的需求量 日益提 高 。煤 矿开采过程 中 ， 矿 难事故频繁发 生 ， 灾害发 生的 主要 因素有三种 ： 突水事故 ； 瓦斯爆炸 ； 顶板坍塌 。其 中
振动波 的一种 ， 影响信号波 的采集 。
盲区： 电法盲 区区间为 １ ０ ～ ２ ０ ｉ ｎ ， 瞬变 电磁 法产 生 盲区是 由电磁波 自身 的时域和频域各 自特 点造成 的 ； 波
作者简介 ： 王常兴 （ １ ９ ６ ７ 一 ） ， 男， 山西洪洞人 ， 本科 ， 工程师 ， 从事机电 、 机械方面 的研究。
１
成像应用广泛
成像
先滤波 并结合 二 后采用 数据统 三 维 正 反 半 波 长 计 演计算处 解 释法 绘图 波处理 理解释
，
ｊ Ｉ 地 震 波 法 Ｊ ｌ 瑞 警 利 翥 波 法 达 法
Ｉ 测 温 法 ｛ 红 外 测 温 法
２ 物探 技术类 比
针对 目前物探手段 的多样 性及特殊性 ， 在此对市场 上 常用的多种物探 手段（ 如： 直流 电法 、 瞬变 电磁 法 、 地 质 雷达法 、 地震 波法 、 瑞丽波法 、 红 外测温法分别 从 ： 常
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ４ — ０ ５
ｆ 地 震 反 波
技术成熟度 ： 直流 电法使 用 已经非 常成熟 ， 这 源于 其使用早 ， 技术 相对简单 。
常 用 Ｙ Ｔ Ｄ４ ｏ ｏ （ Ａ） 仪器 技 术 成 熟 程度 探 测 距 离
１ 物 探 技 术 分 类
目前 ， 我 国在超前探测技术上手段 、 方法多样 ， 总体
非常成熟
０ ０ｍ Ｏ１
～
成熟
近 十 年 刚 较 成 熟 开 始 应 用 较 成 熟 不 成 熟 ８ ０ ｎ ｌ 小于 ３ Ｏ