井下物探方法对地质构造分布的探测与分析研究

摘要：根据地质构造复杂程度划分依据以断层、褶皱、岩浆岩等影响采区合理划分因素为主，断层及伴生构造发育是对工作面回采造成影响的主要因素，为了提高煤炭回采率，减少煤矿采煤工作面受地质构造的影响，通过新技术、新方法和新装备对区域地质进行探测，更好的判断断层的分布形态，我们采用无线电波坑道透视的物探方法进行探测，通过探测对数据研究判断出影响生产的主要物探影响区域，在煤矿回采过程中提前做好超前准备，做好相应对技术与安全措施。结果表明井下物探方法对地质构造分布的探测比较准确，能够更好的为指导生产提供有效的帮助，为企业创效增收。

关键词：地质构造复杂程度;断层及伴生构造;断层对分布形态;物探方法;无线电波坑道透视。

1.引言

为提高煤矿煤炭回采率，准确预测地质构造的影响区域及分布状况，通过井下物探的方法对小范围内工作面断层的分布情况进行探测，通过探测所得数据变化，分析研究其对地质解释的影响。

钱家营矿2196西工作面地面位置位于岭上庄下方，地面有乡间小路及大棚，中部有池塘，其余大部分为农田;井下位置位于井田东翼十一采区西翼，西侧为十采轨道山、皮带山及专用回风巷、十采四中轨斜石门、回风斜石门、四中运斜石门，东侧为十一采皮带山、轨道山和专用回风巷、三中运斜石门、三中轨斜石门。地面标高+19.6～+22.6m，煤层底板标高-651.0～-702.7m，工作面倾斜长187m。工作面煤层厚度0.6m～3.6m，平均1.8m，煤层底部有一层不稳定泥岩夹矸，厚度0～0.5m，平均0.2m。煤层倾角3°～26°，平均7°。工作面切眼与风道交叉点附近以及运道西部和东部存在小范围煤厚小于1.3m薄煤区。煤层走向N64°～N112°。

2.地质情况

工作面地质条件复杂，掘进时共揭露断层78条，落差0.3～24.0m。回采范围内揭露断层53条，对回采影响较大的断层14条，落差1.0～18.0 m。

地质构造复杂，煤岩层地质情况变化较大，受断层影响，区域内煤岩层破碎、稳定性较差、易冒落，对生产施工造成较大影响。

3.物探探查

3.1探测目的

为查明工作面内地质条件变化，对工作面采用无线电波坑道透视的物探方法进行探测，探测2196西工作面内隐伏地质构造，对探测范围内的地质条件进行评价，为回采提供物探资料。

3.2物探工作原理

无线电波坑道透视基本原理：无线电波坑道透视是用来探测顺煤层两煤巷、两钻孔或煤巷与钻孔之间的各种地质构造异常体。发射机与接收机分别位于不同巷道或钻孔中，同时做等距离移动，逐点发射和接收。或发射机在一定时间内相对固定位置，接收机在一定范围内逐点观测其场强值。为了更准确的收集工作面区域地质构造情况，对本次探测工作采用WKT-E型无线电波坑道透视仪。

3.3物探成果及分析

通过对2196西工作面的探测，从综合曲线图、平面交绘图和CT成果图上看，对地质构造异常带有较明显的反映，共圈定出3处物探构造区。结合地质资料，综合分析，得出2196西工作面无线电波透视成果图（见图1）。

成果分析如下：

1号断层薄煤影响区：位于沿回采方向运道距切眼123m～250m，风道距切眼190m～260m，该处的衰减值在-15～-20dB，该范围内实见断层8条，落差0.7～2.3m，且存在一定范围的M<1.3m薄煤区，推测该区域为实见断层延伸、薄煤及顶板破碎区共同影响。

2号薄煤影响区：位于沿回采方向运道距切眼940m～1010m，风道距切眼975m～1050m，该处的衰减值在-10～-15dB，该范围内风道揭露4条断层，落差0.3～1.3m，运道揭露一定范围小于1.3m薄煤，推测该区域为实见断层延伸及薄煤区共同影响。

3号断层影响区：位于沿回采方向运道距切眼1076m～1150m，风道距切眼1100m～1150m，该处的衰减值在-10～-15dB，该范围内风运道都揭露数条断层，落差0.4～18m，推测该区域为实见断层延伸及顶板破碎共同影响。

3.4采掘对比分析

通过坑透物探获得的资料对2196西工作面回采进行分析指导生产，至工作面采出为止，绘制工作面采后采掘工程平面图（图2）。

通过采前采后资料对比分析得出：

1号断层、薄煤影响区：实见大部分为M<1.3m薄煤区、H=1.8m断层及运道H=2.0m、H=2.3m断层延展，成果准确。2号断层、薄煤影响区：该范围内大部分为M<1.3m薄煤区，小构造发育，成果较准确。3号断层影响区：停采线附近受南阳庄背斜及H=18.0∠80°正断层影响，伴生小断层发育，局部甚至全岩。同时，运道距停采位置63m范围内为一小型背斜，煤层位于巷道上方，且顶板极为破碎冒落，未能回采至设计停采线，未采到3号影响区。

4.总结

通过对勘探技术及采掘情况分析，通过无线电波坑透物探方法和地质资料分析，能够准确预测出小范围内地质构造分布情况。对煤矿生产指导提供非常准确可靠的地质资料，更好的解决煤矿安全生产过程中的各种地质问题。为煤矿企业增收创效。

作者简介：

李加林（1987——），男，吉林长春人，地质工程师，学士，研究方向為煤矿地质和井下物探工作。