關(guān)于召開第六屆山西省煤炭總工程師論壇暨山西省煤炭安全綠色智能開采論壇的通知

便攜式礦井地質(zhì)探測(cè)儀在永煤公司的應(yīng)用

李志保 （同煤集團(tuán)永煤公司地測(cè)科）

摘  要：便攜式礦井地質(zhì)探測(cè)儀解決與采空區(qū)貫通，頂板支護(hù)選擇、探測(cè)地質(zhì)構(gòu)造，減少掘進(jìn)廢巷和解決采掘銜接緊張等方面不失為有效方法。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)吸c(diǎn)探測(cè)

一、永煤公司地質(zhì)構(gòu)造

永煤公司井田位于大同向斜東南翼，主向斜軸在井田西部邊緣通過。地層呈現(xiàn)東南高、西北低的趨勢(shì)。巖層總體走向?yàn)闁|西向。井田內(nèi)斷裂構(gòu)造較多，斷裂構(gòu)造在地面勘探階段難于用鉆探和物探手段查明，在掘進(jìn)巷道時(shí)，一旦遇到這類構(gòu)造就需要采取破頂、臥底等措施。每過一條斷層，如措施不到位，就會(huì)造成漏頂，增加噸煤成本。如果這些構(gòu)造在巷道沒有揭露，而隱伏在工作面內(nèi)，就會(huì)導(dǎo)致綜采停產(chǎn)搬家，影響礦井產(chǎn)量，造成巨大浪費(fèi)。其次，目前永煤公司14＃層317盤區(qū)內(nèi)賦存14-2和14-3兩層煤，煤厚不均勻，層間距薄，而地質(zhì)鉆孔密度不夠，不能較準(zhǔn)確的確定開采層位，達(dá)不到集團(tuán)公司的“精采細(xì)采”的理念。因此準(zhǔn)確探測(cè)煤層厚度和地質(zhì)構(gòu)造，合理分層，布置回采巷道，對(duì)礦井回采率提高起著決定性作用。

二、技術(shù)簡(jiǎn)介

KDZ1114-3型系列便攜式礦井地質(zhì)探測(cè)儀是福州華虹智能科技開發(fā)有限公司和安徽理工大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的新一代多功能智能微電子產(chǎn)品。該產(chǎn)品整體技術(shù)處于領(lǐng)先水平，采用了多項(xiàng)最新的微電子技術(shù)。由于儀器的探測(cè)方法和解析算法是基于十多年礦井資源探測(cè)和工程勘察檢測(cè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際探測(cè)的大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上分析提煉而來。因此，特別適用于淺層地質(zhì)勘探，是目前礦井資源探測(cè)（尤其是礦層、煤層剩余厚度探測(cè)、超前探測(cè)、巷道松動(dòng)技術(shù)參數(shù)測(cè)試）和工程勘察檢測(cè)的理想儀器。

儀器采用彈性波勘探原理，利用震波（地震及聲波）為彈性波波源，對(duì)被測(cè)介質(zhì)的厚度（距離）和進(jìn)行探測(cè)，采用自激自收解析法、瑞雷面波解析法、折射解析法及反射解析法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和解析。這四種解析方法設(shè)置于儀器內(nèi)芯，即單點(diǎn)探測(cè)、雙點(diǎn)探測(cè)、折射探測(cè)與反射探測(cè)，分別可用全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)探測(cè)、解析。目的是使儀器適用性更廣泛，突破了以往使用探測(cè)儀器只能由專業(yè)人員介入的局面。

三、探測(cè)應(yīng)用效果

2006年利用此儀器在永煤公司礦井進(jìn)行了實(shí)地探測(cè)，探測(cè)結(jié)果敘述如下：

在14＃317盤區(qū)51715軌道順槽的頂煤厚度探測(cè)。

1、探測(cè)方法：采用單點(diǎn)探測(cè)，它是利用聲波在介質(zhì)界面反射原理來探測(cè)介質(zhì)厚度和速度，它采用單個(gè)檢波器檢測(cè)單次錘擊所反射回來的聲波，并用自激自收解析法對(duì)聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。這種方法要求震源與檢波器之間的距離盡可能減小（如圖）

單點(diǎn)探測(cè)檢波器和震源的關(guān)系

              Y          X

注：△X應(yīng)接近于零  Y：檢波器   X：震源

此種探測(cè)方法要求檢波器、震源插入介質(zhì)內(nèi)或與介質(zhì)充分接觸

2、探測(cè)目的：目前該巷道沿著14-3＃層掘進(jìn)，煤厚逐漸變薄，探測(cè)上方14-2＃煤層厚度，以便指導(dǎo)生產(chǎn)。

3、儀器工作主要參數(shù)：

采樣間隔  20－60μs      采樣點(diǎn)數(shù)  512個(gè)      已知傳播速度   0.8-1m/ms

低截頻率   60HZ              高截頻率  300HZ

采集到的信號(hào)如圖所示：

4、探測(cè)結(jié)果

單點(diǎn)探測(cè)的煤層結(jié)構(gòu)為(2.5)1.6，而用鉆探實(shí)測(cè)的巷道上方煤層結(jié)構(gòu)為(2.3)1.8。

在14#414盤區(qū)81406面超前探測(cè)老空區(qū)

1、探測(cè)方法：?jiǎn)吸c(diǎn)探測(cè)

2、探測(cè)目的：在14-414-21406巷道迎頭測(cè)距范圍內(nèi)是否存在老空區(qū)

具體采集到波型如圖：

3、探測(cè)結(jié)果如下：在便攜儀測(cè)距范圍40米內(nèi)前方未發(fā)現(xiàn)老空區(qū)，而實(shí)際鉆探42米未見老空區(qū)，因此可視為相當(dāng)準(zhǔn)確。

結(jié)束語：從目前KDZ1114-3型儀器在永煤公司使用情況來看有以下特點(diǎn)：

        1、該儀器對(duì)永煤公司的煤巖層的物性變化反應(yīng)靈敏。

2、輕巧便攜，適合井下使用。

3、使用人工錘擊作為震源，安全、激發(fā)方便。

4、探測(cè)結(jié)果顯示直觀，現(xiàn)場(chǎng)可出結(jié)果。

5、效益顯蓍。

總之，對(duì)我公司解決與采空區(qū)貫通、頂板支護(hù)選擇、探測(cè)地質(zhì)構(gòu)造，減少掘進(jìn)廢巷和解決采掘銜接緊張等方面不失為有效方法。

2007年5月17日

 作者介紹：李志保 1968年6月出生

                  1994年同煤集團(tuán)職工大學(xué)畢業(yè)  大專文化

                  現(xiàn)永煤公司地測(cè)科工程師