槽波地震勘探与无线电波坑道透视综合物探在煤矿的应用

宋俊娜

(山西焦煤霍州煤电 店坪煤矿，山西 方山 033199)

为了给11-502工作面安全回采提供准确的地质水文资料，同时对福州华虹智能科技股份有限公司的KDZ3114矿井分布式震波勘探仪、YDT88矿用无线电波透视仪进行应用效果测试检验，使用无线电波透视、槽波地震透视勘探技术在11-502工作面开展井下物探实验工作，进一步探查11-502工作面内地质构造发育情况。

1 工程概况

11-502工作面位于南岭上村附近。闫家山村的北部最低处标高为+1 083 m，最高处位于南岭上村，标高为+1 223 m.该采面位于810层位二盘区西翼，该采面西为本矿边界，东为810盘区主巷，南与11-503工作面相邻，北面与11-501工作面相邻。工作面上部主要可采煤层为10号煤层，10号煤层距11号煤层55～64 m，11-502工作面上部为实体煤，故不受相邻和上部采空区积水威胁，见图1.本次物探需对11-502工作面内地质构造发育情况进行探查。勘探面积175 200 m2，根据工作面回采长度计算与实际需要，11-502A巷道探测长度1 200 m，11-502B巷道探测长度1 200 m.

2 11-502工作面采前探测过程

2.1 槽波勘探情况

本次探测采用槽波透射法观测系统。即在一条巷道布置发射，另一条巷道布置接收，之后进行发射与接收巷道交换，重复探测,见图2、图3.

图2 11-502巷发射与接收炮点检波点布置及单炮射线平面示意

图3 11-502工作面槽波探测炮点检波点布置平面示意

11-502工作面槽波透射探测共布置124个炮点，编号S1～S124；249个检波点，编号G1～G249.

1) 11-502A巷发射，11-502B巷接收。炮点：自11-502A巷8号点前9 m至切眼方向向前布置，垂直布置在11-502A巷掘进方向左帮腰线，共布置62个炮点，即S1～S62，炮点间距20 m，孔深2 m.检波点：自11-502B巷2号点前54.9 m至切眼方向向前布置，垂直布置在11-502B巷掘进方向右帮腰线，共布置125个检波点，即G1～S125，检波点间距10 m.

2) 11-502B巷发射，11-502A巷接收。炮点：自11-502B巷2号点前59.4 m至切眼方向向前布置，垂直布置在11-502B巷掘进方向右帮腰线，共布置62个炮点，即S63～S124，炮点间距20 m，孔深2 m.检波点：自11-502A巷8号点前4.5 m至切眼方向向前布置，垂直布置在11-502A巷掘进方向左帮腰线，共布置124个检波点，即G126～G249，检波点间距10 m.

2.2 无线电波坑透勘探观测情况

本次探测采用无线电波透视观测系统。即在一条巷道布置发射，另一条巷道布置接收，之后进行发射与接收巷道交换，重复探测，见图4.

图4 11-502工作面无线电波透视测点布置与射线分布图

本次11-502工作面无线电波透视探测采用定点法。

1) 11-502A巷发射，11-502B巷接收。根据标记点号，从11-502A巷发射，11-502B巷接收。发射工作从11-502A巷5号点开始，每隔50 m发射1次，直至115号点结束，共23个发射点。每个发射点在11-502B巷对应11个接收点，共布置121个接收点。

2) 11-502B巷发射，11-502A巷接收。根据标记点号，从11-502B巷发射，11-502A巷接收。发射工作从11-502B巷5号点开始，每隔50 m发射1次，直至115号点结束，共23个发射点。每个发射点在11-502A巷对应11个接收点，共布置121个接收点。

3 综合物探解释

通过11-502工作面实测场强CT成像圈定异常区KTC1号、坑透探测吸收系数CT成像圈定异常区KTX1号，并进行叠加对比异常一致性，确定其准确性，工作面无线电波透视探测综合地质解释成果图，见图5.

图5 11-502工作面无线电波透视探测综合地质解释成果图

通过工作面槽波勘探槽波能量CT成像图圈定异常区CB1～CB5号及工作面槽波勘探P波能量CT成像图圈定异常区PBS1～PBS4号，并进行叠加对比异常一致性，确定其准确性，最终得到槽波地震勘探综合地质解释成果图，见图6.

图6 11-502工作面槽波地震勘探综合地质解释成果图

综合11-502工作面无线电波透视勘探数据处理分析得到1处异常、槽波勘探数据处理分析得到的6处异常，并结合相关地质资料、现场实际揭露情况等，无线电波透视、槽波地震勘探异常叠加成果图见图7，最终得出槽波、坑透综合地质异常区6处，命名为CK1～CK6号，并做出综合地质解释，11-502工作面无线电波透视、槽波勘探综合地质解释成果，11-502工作面无线电波透视、槽波地震勘探综合地质解释表中X、Y均已11-502B巷切眼后退19 m为原点计算得到距离。

图7 11-502无线电波透视、槽波地震勘探异常叠加成果图

1) 本次勘探成果表明：11-502工作面无线电波透视实测场强值均在30～45 DB之间，吸收系数、槽波能量、P波速度差异整体较小，说明本工作面整体构造发育较简单，无明显大构造发育及煤厚变化。

2) 本次勘探结合无线电波透视、槽波地震勘探，无线电波透视划定异常区1个，编号KT1，槽波地震勘探划定异常区6个，编号CB1～CB6号，通过对无线电波成果与槽波地震勘探成果综合分析，最终合计划定异常区6个，编号CK1～CK6，其中CK1号、CK2号、CK5号均为小断层及其影响区反应，CK3号、CK4号 、CK6号为顶底板应力集中、煤层破碎或变薄反应、向斜及其影响区反应。

3) 同时可以发现，槽波地震探测的实际区域比坑透要小很多，边缘更加清晰，两者互为验证，槽波探测较坑透距离远，异常位置在区域边界。

4 结 语

通过对各处异常进行钻探，验证综合物探勘探技术对地质异常区的勘探结果是可靠的，对人工无法实地勘察的区域及采区内的围岩构造生成情况预先进行探测，为生产部门合理布置采面提供了可靠的数据支撑。该技术的成功与应用为地质构造的勘探技术提供了一种新的尝试和思路，有很好的使用和推广价值。