矿井物探的优点
一、节省采矿所需的资金、时间,确保煤矿开采过程中的安全与巷探、钻探相比,矿井物探队伍,矿井物探具有明显的优势。矿井物探是一项非接触性的检测方法,它在煤矿开采过程中的运用不仅可以减少钻探以及巷探的时间、工程量,而且还可以降低直接揭露瓦斯构造以及高压水的危险。
二、矿井物探的方法从技术的角度来看,矿井物探主要可以分为三大类,即矿井电磁法、矿井地震法以及其它的物理方法。其中,矿井地震法主要包含了弹性波CT技术、声发射与微震技术、岩体声波探测法、瑞利波法、高频地震法、折射地震法、横向层波法等。
矿井物探简介
矿井地球物理勘探,简称矿井物探,是特指在矿井地下开采空间进行各类地质勘查的地球物理方法的总称。我国以煤炭为主的能源结构特点决定了矿井物探服务于煤炭安全生产的的重要性;同时我国的地质构造模式、含煤地层特征和开采条件的复杂性,决定了我国矿井物探技术发展历程和内涵的*特性。
与地面物探相比,井下物探具有半空间-过度空间-全空间问题,施工环境、观测系统和仪器装备具有特殊要求,使得矿井地球物理场观测的技术瓶颈大、干扰因素多,数据采集、物性反演、地质解释难度大;但同时,矿井物探具有距探测目标近、物探异常明显、探采对比实证性强、运用灵活等优点。
矿井物探的意义
我国能源发展战略是:坚持以煤炭为主体,电力为中心,油气和新能源多方面发展。因此,煤炭作为主体能源的地位将在很长一段时间内保持下去。而我国以地下采煤为主,开采技术条件复杂,矿井物探队,其中地质条件是制约采掘机械化、井下作业环境和煤矿企业可持续发展的主要因素。随着科学发展观在煤矿企业的落实,以及国民经济快速发展对能源需求的骤增,一批高产矿井正在建设或陆续投产,一是要求在探测的采区内在地面选择适宜的勘查手段,如:地面高分辨二维和三维地震勘探,电法对采区进行探测,为采区规划设计提供地质依据。二是在大型重达上千吨综采设备安装前或采区开采前,在矿井下查明与控制工作面内一切地质异常体,如:小断层和小褶曲、煤层厚度变化、煤层冲刷、剥蚀、煤层分叉、合并与尖灭、陷落柱、岩浆岩侵入煤层变焦、瓦斯涌出、岩溶及老空空间分布、可能的涌水点及通道、**底板富水情况、**板与围岩的稳定性等等。
这些地质异常即使规模小,如果不及时**前探查,不但造成采掘系统布局不合理,资源浪费,还直接影响工作面的持续开采及矿井水害的有效防治,更甚者危及整个矿井和矿工安全。一旦发生问题,损失巨大。由于一个等于煤厚小断层存在,导致工作面无法正常推进,设备被迫搬迁,经济损失惊人。例如联邦德国约有20%左右综采面都遇到没有预料到的地质破坏;前苏联有三分之一综采工作面,因地质条件变化而被迫搬迁。另外,众多的地方小煤矿,多数开采零星的煤田边角,原勘探程度低,构造相对复杂,给矿井采区设计和采掘造成很大影响。据不完全统计,1955年至2002年四十余年来,全国煤矿发生300m3/h以上突水达893次,淹没矿井398次,矿井物探咨询,造成直接经济损失达十亿元。例如:1984年6月,开滦范各庄煤矿2171综采工作面发生充水陷落柱透水灾害,突水高峰期11h,平均涌水量达123180m3/h,仅21h淹没年产300万吨的整个矿井,8天后又淹没了吕家坨矿。经济损失达4亿元。1993年肥城矿业集团国家店矿-210*巷突水,涌水量32970m3/h,6个半小时矿井淹没,且株连相邻的南高等矿和兴隆矿,经济损失达1.1亿元。1996年皖北煤电公司任楼煤矿7222工作面突水,水量达34570m3/h,由于岩溶性陷落柱突水处水源充足,总水量达30万m3,不到48小时将整矿井淹没,经济损失达数亿元。
在新形势下,仅靠传统的地质方法,查明矿井地质问题是不可能的。如:钻探及巷探是直接观测法,优点是能够直观观测被研究的地质体,结论是明确单一的,缺点是观测经常是不连续的,矿井地质人员通过内插或外推得出的结论有较大误差,甚至导致结论错误。即使运用当前普遍使用的采区高分辨三维地震勘探方法,要全部查明落差几米的小断层及其它规模较小的地质异常,仍较其困难。因此,综合使用各种物探方法在地面或矿井下煤层附近探测地质异常,以及与采矿有关的工程地质问题,是矿井地质工作者重要手段。尽管所有物探方法其手段都是间接的,存在多解性和不完备性,但近几十年来,随着物探仪器实现了数字化和智能化,其方法和技术日臻完善,应用范围不断扩大,运用计算机快速多手段处理和解释井下采集的各种物探数据,矿井物探,多种物探资料结合矿井地质等资料综合解释,大大地克服了多解性,取得了明显的地质效果。矿井物探已成为矿井地质工作中不可缺少的手段。