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中原办事处 李松 石海波
编者按：平煤十一矿严格按照平煤股份〔2011〕29号文件的要求，利用矿井物探的技术，加强超前循环探测，提高安全高效生产的保障能力，提出了“两图一表一结合”的物探工作方法，取得了良好的效果，值得借鉴。特从中原办的工作总结中截取片段,以飨读者。1、井田构造概况
十一矿位于平顶山煤田西部，处于李口向斜西南翼，整体为走向NW～SE、倾向NE的单斜构造。浅部地层陡，倾角高达67°,局部倒转;深部缓，倾角一般为5～12°。目前矿井对五21(丁6、丁5-6)、五22(丁5)、四2(戊9-10)、二1(己16-17)均进行了采掘活动，六2(丙3)、四3(戊8)、二2(己15)、一4(庚20)未进行采掘。井田内褶皱与大中型断裂构造均较简单，而根据生产中揭露小断层情况，反映井田内小断层很发育。井田构造形式以断裂为主，发育有NW～SE向断层5条，4条为逆断层，1条为正断层。井田浅部由于受挤压应力作用形成一紧闭褶皱，地层变得很陡，局部出现直立甚至倒转现象。井田内褶皱与大中型断裂构造均较简单，而根据生产中揭露小断层情况，反映井田内小断层很发育。
2、物探工作概况
平煤股份十一矿地测科按照平煤股份〔2011〕29号文件《平煤股份公司高突采掘工作面地质构造探测及预报规定(试行)》文件要求，严格执行循环超前探，超前探采用“物探先行，钻探验证”的超前循环探措施。自2011年9月至今，使用矿井巷道地质探测仪在丁5-6-26071工作面机巷和切眼、戊二皮带下山等6个工作面完成超前探测工程总量1775米，均在煤巷探测，提出探测异常体77个，实际揭露地质异常中断层20条、煤层赋存状态变化31次(重叠区域不计)。平煤股份十一矿地测科按照地测处要求得准确率统计方法，即井下物探地质异常体总数量(m)、实际揭露地质异常体数量(n)、非物探异常区实际揭露地质异常体数量(nf)，准确率 进行统计计算，经计算在戊9-10-16150机巷、己16-17-22181机巷、戊二皮带下山准确率较低，为60%左右;在丁5-6-26071机巷及切眼，戊二回风下山，己16-17-22102风巷及切眼准确率较高，为83%以上。综合统计计算后，准确率为77.78%，详细请见下表2-1
。
表2-1 井下物探构造探测应用效果表
自2011年9月至今平煤股份十一矿在循环超前探测构造工作中主要应用MSP技术方法，仪器设备为福州华虹智能科技开发有限公司研发生产的KDZ1114-6B30型矿井巷道地质探测仪及配置，如图3-1所示。
图3-1 矿井巷道地质探测仪及配设
3.1 MSP技术简介MSP技术是矿井震波超前探测(MSP-Mine Seismic Prediction)技术的简称，该技术方法是应用地震波在传播过程中遇到不均匀地质体(存在波阻抗差异)时会发生反射的原理，结合巷道的特点，设计研制的沿巷道后方布置震源和传感器来探测巷道前方地质条件和水文地质条件的观测系统。震波是由特定位置进行小型爆破产生的，爆破点一般是沿巷道左(右)帮平行洞底成直线排列，这样由人工制造一系列有规则排列的轻微震源，形成地震断面。这些震源发出的地震波在遇到地层层面、节理面、特别是断裂破碎界面和溶洞、暗河、岩溶陷落柱、淤泥带等不良界面时，将产生反射波。
MSP系统主要由记录单元、接收单元和激发单元三部分组成(见图3-2)。
图3-2 MSP的系统构成
MSP是通过巷道一帮布置两个或多个不同距离的接收器，目的是接收前方不同产状的地质界面的反射波。接收器由极灵敏的三分量地震加速度检波器(X、Y、Z分量)组成，频宽10-7000 ，包含了所需的动态范围，且三分量加速度检波器按顺序排列，能确保在三维空间方向范围的全波场记录，所以能分辨不同波的类型，如P波和S波。接收器有孔中三分量检波器和外挂三分量检波器，孔中三分量检波器由接收器连同固定装置一起放入直径为45mm 深度2m 的钻孔中，外挂三分量检波器则直接耦合在侧帮的锚杆或钢钎。十一矿在施工中使用外挂三分量检波器。震源可采用炮震与锤击两种方式，平煤十一矿在施工中采用锤击震源，观测系统采用双检波器同侧后置，图3-3所示。
图3-3 MSP系统同侧后置检波器工作原理图
3.2 仪器设备1)KDZ1114-6B30矿井巷道地质探测仪
2)外挂三分量检波器
3)启动线及压电线缆
4)震波耦合器
5)铜锤
6)钢钎
4、超前探测工作思路及方法
为了更好地领会集团公司地测处做好物探工作的精神，做好超前物探技术管理工作，平煤股份十一矿提出了“两图一表一结合”的物探工作法，便于及时掌握前方地质异常区域及煤层赋存情况，及时发放地质预测预报，提高物探技术的超前性、准确性和科学性。
“两图”：物探循回作业图，标记每次物探位置、探测距离、超前距、允许进尺距离，随时掌握各工作面物探的情况;物探结果图，标明异常界面的位置、区域及解析参数。
“一表”：物探、钻探综合分析表，根据物探、钻探成果，进行推敲验证，提高预测预报的科学性、准确性。
“一结合”：结合周边地质资料及相关参数综合分析预测，及时发放地质预报通知书。
为了有效施行“两图一表一结合”的工作方法，平煤股份十一矿地测科在循环超前探测过程中按照如下工作程序进行：
(1)平煤股份十一矿地测科按照平煤股份〔2011〕29号文件《平煤股份公司高突采掘工作面地质构造探测及预报规定(试行)》文件要求严格按照物探探测构造解释50m掘进30m规范进行循环超前探测，并在每次探测后在一个工作日内向施工单位发放地质预报，地质预报模版见图4-1。
(2) 地测科在发放地质预报后，将每次地质预报进行留存备份，
待巷道掘进过后，将实测剖面素描按照同样比例在地质预报的“素描栏”填写，见图4-1。
(3)地测科每个月度将循环超前探测异常台账、巷道实际揭露地质异常台账按照循环超前探测结果、巷道平面图、实测剖面图在同一图件体现，通过统计对比综合评价物探工作的效果。如图4-2、图4-3、图4-4、图4-5所示。
图4-1 地质预报模版
图4-2 丁5-6-26071切眼巷道地质探测仪物探揭露对比图
图4-4 丁5-6-26071机巷巷道地质探测仪物探揭露对比图(之一)
图4-5 丁5-6-26071机巷巷道地质探测仪物探揭露对比图(之二)
5、经验交流及存在问题1)由于各区域煤岩层性质不同，在物探数据分析中，一直使用原始设置的速度分析参数，在验证中经常出现误差。需结合矿区实际情况，经过多次物探验证分析，确定适合本矿使用的速度分析参数，提高物探的准确率。
2)在井下实施探测时，应保持现场环境安静，尽可能避免因外来因素而产生的震动，以免干扰数据采集，从而提高了数据采集的有效性、准确性。
3)在分析过程中，迎头前方15m左右出现异常区域由于受横波、面波、直达波等强干扰，可靠性较差，应在循环探测中对比分析该区域
