天泽物探(图)-矿井物探队-矿井物探

YT120(A)音频电穿透仪勘探的用途和基本原理

      随着煤矿开采深度的不断增大，水害已成为影响矿井安全和煤炭生产的重要灾害之一。探查采煤工作面内部及**、底板的隐伏地质构造（断层，断裂破碎带，陷落柱等）、**底板隔水层厚度、含水层富水性等是煤矿防治水害的前提。

      岩石电阻率的大小除了受组成岩石的矿物质电阻率大小影响外，还和岩石孔隙内水的电阻率、岩石空隙的空间特性有密切的关系。利用音频电穿透仪探查岩石间的电性差异，来探查工作面附近的水文地质构造。

      由于地下各种岩（矿）石之间存在导电差异，影响着人工电场的分布形态。矿井音频电透法就是利用专门的仪器在井下观测人工场源的分布规律来达到解决地质问题的目的。

      电穿透技术是利用电场在空间中传播时，其电流强度随岩层电阻率的大小而有规律变化的特性，进而计算出空间各点视电阻率的相对关系，作出反映探测区域富水性强弱的视电阻率等值线平面图，为防治水提供参考依据。

      视电阻率法是以研究岩石电阻率(导电能力)为基础的物探方法，矿井物探队伍，它是通过测量人工电场的变化来反映岩石电阻率变化，从而解决地质问题。

　　如下图所示:当供电线路中供以一定强度的电流以后，矿井物探队，这个电流从A电极流出，通过大地回到B电极，形成了一个供电回路。电流从A电极流出其电流线分布将会受到A电极周围介质导电能力差异的影响。测量电极MN就在发射较A的附近，电场分布的变化就会影响到MN电极的电位变化，所以只要测量M、N电极之间的电位差值的变化，就可以了解A电极周围岩石导电能力的变化情况。

矿井物探技术发展简况

     我国煤田地质工作分为资源地质和生产地质两个阶段。资源地质阶段的任务是为矿井设计服务的。主要解决矿井有关战略方面的地质问题。生产地质阶段的任务是为煤炭生产服务.是在资源地质阶段的基础上。查清资源地质阶段尚未查清的地质问题和根本没有查的更细的地质问题。上世纪50年代，资源地质和生产地质都处在从无到有的创建阶段。当时技术水平低，地质人员除罗盘、铁锤、尺子外，主要勘探手段是钻探。此时资源地质、生产地质差距不大。到60.70年代，资源地质部门在不断提高钻探技术水平的同时，大力发展物探技术，地震、电法、重力、测井等物探手段得到广泛应用。这时生产地质基本上仍以钻探为主要勘探手段，物探技术工作尚处在萌芽阶段。80年代，资源地质的物探工作得以进一步发展，使用了大型计算机、数字地震仪和数字测井仪等先进设备，矿井物探公司，基本上实现了物探数字化的目标，遥感技术和微机也得到普遍推广应用。这时以钻探为主的勘探方法开始向以物探为主的勘探方法过渡，进入了综合勘探，综合评价的时代，从而大大缩小了与世界先进水平的距离。与此同时，国内生产地质也逐渐采用物探技术。尽管矿井物探技术在煤矿的应用还刚刚起步。但实践证明：物探技术应用于煤矿井下是可行的，是有生命力的，是煤矿今后井下探测的发展方向。

      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，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，矿井物探，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，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，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。