43104回采工作面物探设计.docx

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1、目录43104回采工作面物探设计2一、目的和任务2二、工作面概况2三、矿井瞬变电磁(TEM)的原理及特点3四、瞬变电磁法施工方法6五、工作面布置与技术措施评述7六、施工技术措施8河西煤矿HeXimeikuang河西煤矿HeXimeikuang神木市孙家岔镇河西联办煤矿有限公司43104工作面物探设计编制单位：河西煤矿地测科编制人：负责人：审核人：编制日期：2020年11月43104回采工作面物探设计一、目的和任务主要任务是通过无线电波透视瞬变电磁技术探查43104工作面 内部的异常地质构造及工作面顶板上方50m范围内岩层的富水情况， 为下一步工作面回采提供技术支撑，科学指导生产，确保工作面安全

2、 回采。根据地质任务的要求参考43104工作面地质说明书及相关图纸 编写本方案，目的是使物探设计更加详细、准确能对工作面安全回采 具有指导意义。二、工作面概况2.1井下位置及四邻采掘情况43104综采面位于井下41盘区井田东部，43104工作面大致呈南 北向布置，推进方向从西向东推进。北以43104运输顺槽为界，长 600m;南以43104回风顺槽为界，长600m;西以43104切眼为界，长 162m;东以铲煤保护煤柱为界。43104工作面切眼西部为4实体煤, 切眼与4-3煤强排水仓以泄水巷道相联通，南部为4-3实体煤，北部为 43102、43103工作面采空区，工作面上部为411、412采空

3、区，下部 为5-2煤未采。2. 2工作面及煤层特征43104回采工作面本区煤层稳定，工作面煤层厚度1.571.78m 平均厚度1.66m,煤层倾角0 3平均倾角1.5下部为砂泥岩互层 约2m,上部为粉砂岩，岩体中等完整，属不稳定一较稳定型（I II ） 直接顶节理发育，竖直方向节理面成正“八”字型，顶板局部破碎， 易冒顶。2.3工作面地质构造特征本井田位于鄂尔多斯拗馅盆地伊陕单斜区之内，地层总体为倾向 NWW,倾角不大于3的单斜构造。没有发现断层、褶曲构造，属 构造简单类型，但煤层底板有起伏。2.4工作面水文地质特征43104 X作面上部为411、412采空区，4-2煤层有起伏，煤层起 伏大，

4、411、412采空区积水虽由北向南自流到4任煤强排水仓，但在 低洼处存有积水，对本工作面回采构成威胁。因此43104工作面回 采时对顶部411、412采空区进行探放水。三、矿井瞬变电磁(TEM)的原理及特点矿井瞬变电磁和地面瞬变电磁法的基本原理的一样的，理论上也 完全可以使用地面电磁法的一切装置及采集参数，但受井下环境的影 响，矿井瞬变电磁法与地面的TEM的数据采集与处理相比又有很大 的区别。由于矿井轨道、高压环境及小规模线框装置的影响，在井下 的探测深度很受限制，一般可以有效解释100m左右。另外地面瞬变 法为半空间瞬变响应，这种瞬变响应来自与地表以下半空间层，而矿 井瞬变电磁法为全空间瞬变

5、响应，这种响应来自回线平面上下(或两 侧)地层，这对确定异常体的位置带来很大的困难。实际资料解释中, 必须结合具体地质和水文地质情况综合分析。具体来说矿井瞬变电磁法具有以下特点：1、受矿井巷道的影响矿井瞬变电磁法只能采用边长1.5m的多匝回线 装置，这与地面瞬变电磁法相比数据采集劳动强度小，测量设备轻便, 工作效率高，成本低。2、采用小规模回线装置系统，因此为了保证数据的质量、降低体积 效应的影响、提高勘探分辨率，特别是横向分辨率。3、井下测量装置距离异常体更近，大大的提高测量信号的信噪比， 经验表明，井下测量的信号强度比地面同样装置及参数设置的信号强 很多。4、地面瞬变电磁法勘探一般只能将线

6、框平置于地面测量，而井下瞬 变电磁法可以将线圈放置于巷道底板测量，探测底板一定深度内含水 性异常体垂向和横向发育规律，也可以将线圈直立于巷道内，当线框 面平行巷道掘进前方，可进行超前探测;当线圈平行于巷道侧面煤层, 可探测工作面内和顶底板一定范围内含水低阻异常体的发育规律。5、矿井瞬变电磁法对高阻层的穿透能力强，对低阻层有较高的分辨 能力。在高阻地区如果用直流电法勘探要达到较大的探测深度，须有 较大的极距，故其体积效应就大，而在高阻地区用较小的回线可达到 较大的探测深度，故在同样的条件下TEM较直流电法的体积效应小 得多。如下：（图一）（图二）顽口。曰顽口。曰可皿。0oF=W图主机尺寸示意图图

7、线圈示意图（图二）himuse o A0国回圜回囚凰囚日口 0000XJWWtwwmM!z瞬变电磁法原理示意图四、瞬变电磁法施工方法根据上述瞬变电磁法的叙述，同时通过试验工作确定施工方法,采用中心回线装置，发射线框等效面积为10000m2,接收线圈位于发 射线框内，利用塑料管将发射线框和接收线圈固定在一起，施工时利 用2个人每人一个角将线框放成正方形，开始进行数据采集工作，施 工人员安排，设一名专职仪器操作员，一名专职定点员数据采集准确 的第一手资料是保证高质量的原始资料的关键。结合本次勘查的目的任务，在施工前，我们对仪器施工参数的选择进 行了试验。观测时间范围和叠加次数的选择，我们根据所需探

8、测深度 和测区电阻率变化范围确定记录时间范围。从“烟圈”电流的扩散深 度公式式中：D穿透深度;。一一半空间电导率;uO常数;P电阻率;t时间。由上式可推知TEM探测深度正比于加t。若假定探测深度相当于“烟 圈电流深度的一半，则可用确定观测时间范围:tmind0-3(hmin2/( P minQ m ms tmaxlO-3(hmax2/( P max Q m ms一般来说，在实际工作中希望在尽可能宽的时间范围内记录到有用信 号。但由于测量回路本身存在一定的过渡过程，使得观测的最小延迟 时间不能太早。而测区干扰电磁场以及仪器噪声电平的存在又限制了 观测的最大延迟时间。记录时间过宽，实际上晚期的观测

9、质量已不能 保证。为了屏蔽测区的干扰电磁信号，提高观测资料的信噪比，采用 “累加平均”取数的技术。增加叠加次数的选取兼顾数据质量和观测 速度，最终所选取的叠加次数为10次。（图三）测点示意图a向煤层顶板探测巷道断面发射线框90探测方向五、工作面布置与技术措施评述1、回采工作面测点设计回采工作面顺槽及切眼内每隔20米布设一个测点，测点距离煤帮大约30cm左右，每个点设计1个方向点如（图a）,分别为斜向上45平行煤帮（方向可根据实际情况适当改变，如上图所示），通过在侧帮移动发射接收线上图所示），通过在侧帮移动发射接收线形成1条超前探测的实测剖面O2、工作面工作量从43104运输顺槽6-5点前向西2

10、0m开始到550m处.测点25个。 43104切眼共162m.测点7个。 从43104切眼向东开始至43104回风顺槽6-15点，全长600m.测 点27个。六、施工技术措施在生产前进行一次定量的试验工作，以选取适当的积分时间，确保 记录到较晚延时范围内的有用信号，在保证质量前提下提高生产效 率。 遵循瞬变电磁勘探接收应避免布置在强干扰源、强磁场及金属干扰 物分布的地域的原则。选取了有效的施工措施。 铺设线框时，保持供电线框方正，余线成S形铺于地面。 供电导线绝缘电阻不小于2 Q m,内阻不大于6Q m /km矿井瞬变电磁法勘探装置类型采用重叠回线组合装置，边长1.5m 的激发和接收正方形线圈

11、，激发线圈匝数16匝，接收线圈匝数40匝。 供电电流档为2. 5A，供电脉宽10ms,采样率16四S。每个测点至少采 用42次叠加方式提高信噪比，确保了原始数据的可靠性。安全措施对各个不同岗位的技术人员，要求熟练掌握本岗位的操作技术，对新工人要进行上岗前培训，未经上岗前培训的不得上岗。 施工期间要求每天在出工前和收工时，应检查设备是否齐全。 仪器设备设专人携带、保管。 施工中，仪器、电源必须备防防水设施。要求防范漏电安全及摔碰 事故，严禁冒险作业。质量评述本次矿井瞬变电磁法勘探试验数据采集，严格按瞬变电磁 法技术规程电阻率测深法技术规程执行，并通过加大发射功率 的方法增强二次场，提高信噪比等方法，保证了本次试验的数据采集, 从而保证了施工质量。附图：43104 X作面物探布置示意图43岫.傩43104工作面431。4目风顺槽