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煤矿采空区探查技术的进展

作者:水工资环 日期:2014年10月09日 来源:水工资环 浏览:

在煤矿开采时,在同一煤层或上、下层煤层中小型民营煤窑的开采的采空区,是在现代化煤矿机械化开采时发生危险的隐患源,探查小型煤矿的采空区成为大型现代化煤矿安全施工的重要内容。一些小型民营煤矿采用跳挖法人工开采,其采空区跨度为24m(运输道)和6m左右,刚出现的采空区未必充水,因此探查难度大。作者应有关单位和矿区邀请,用陆地声纳法到陕北柠条塔矿进行探查试验并取得了好的进展。 

1. 陆地声纳法对溶洞、暗河的探查

陆地声纳法是“极小震-检距超宽频带弹性波反射连续剖面法”的简称。他采用近于零震—检距的工作方法,激发和接收10Hz-4000Hz的超宽频带弹性波。这些特点使它对溶洞、暗河有良好的反映。溶洞的反射同相轴为典型的双曲线形,13m直径的溶洞的最佳反映频段为5001500Hz。经过20余年的实践,在许多工程探查溶洞和暗河的结果都得到良好的验证。例如,在地面上探查溶洞经过近40个钻孔的验证,在齐岳山隧道掌子面前方约50m的暗河前壁及约120m的暗河后壁的溶管探查预报,得到了隧道开挖的证实。这些探查实践和为采空区的探查积累了理论基础和时间经验。

2. 采空区的探查试验

1在柠条塔矿2煤中正开挖的东大巷辅助巷中,向下探查3煤中是否有从煤矿界线越界开采的采空区。在巷道中沿中线平行布置2条测线,线距2m,测点距=—检距=0.5m,用锤击震源。在2测线的时间剖面上,反映了深30m18ms)的多个双曲线同相轴,它们反映了宽度在1-3m的物体,这正是从2-2煤到3煤的深度。时间曲线上还反映出这些采空巷道的底板。通过3个钻孔对陆地声纳所挖出的采空区作了验证证实。

2在矿区地面探查已知巷道。地面是砂丘形成的松沙层,厚达1014m。在这种情况下,采用锤击震源的陆地声纳法能否探查到150m左右深的采空区?为此,在地面上进行了试验。在地面上布置了2条测线基本垂直东大巷。此处东大巷距地面深130m2条测线的陆地声纳时间剖面在约130m深的位置(约78ms)距出现的曲线反射同相轴,反映的宽度约4m,与东大巷宽度吻合。还反映了其下方约30m3煤中的采空区。有效信号达到120ms,反映了近200m深。地面探查得到170m深左右反射波的主要频段为3000-13000Hz.

3. 结论 采空区情况复杂,应当有多种物探方法来做采空区的探查,采用综合物探的办法仍然是必要的途径。探查200m深以内的中小溶洞、暗河的理论与实践,反映了陆地声纳法探查的优势。柠条矿的试验结果得到了可信的效果,证实方法是可选用的好方法之一。

 

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