摘要：把瞬变电磁法和多波地震法引入到井下，从理论和实践上对瞬变电磁法和多波地震法综合探测特殊地质构造进行了探讨，从实例的揭露验证情况对比可知，综合应用瞬变电磁法和多波地震法探测掘进工作面的特殊地质构造是一种切实可行的新方法。
　　关键词：瞬变电磁法;特殊地质构造;多波地震法;物探
　　随着我国煤炭产业的发展及综合机械化采煤设备的不断应用，对井下地质条件的要求也越来越高。因此，查明待采掘内的特殊地质构造尤为重要。现有矿井地质勘察技术以区域钻探为主，但钻探盲区大、耗时长，而物探技术的引入克服了这一缺点，在矿井探测地质构造中起到了指导性的作用。矿井中所采用的物探方法有多种，在地质构造及水文情况探查中的探测精确程度也有别，必须根据现场实际情况，综合采用多种物揉方法来保障物探结果的准确性和完整性^[1]。
　　平朔矿区井工二矿B905工作面辅运巷掘进工作面施工时巷道顶板淋水、滴水。在煤层护网锚杆眼内有水流出，同时煤层有离层、垮塌等现象，且附近存在的地方小煤矿采空区范围不明。由于此处地质情况复杂。单一物探手段无法满足探测需求，因此，综合应用瞬变电磁技术和多波地震技术对前方岩体的富水情况、构造和小煤矿采空区情况进行探测。
　　1探测原理
　　1.1瞬变电磁探测
　　瞬变电磁法或称时间域电磁法(简称TEM)，它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。瞬变电磁勘探对地下良导电介质具有较强的响应能力，适用于断层及裂隙带富水性评价、陷落柱探测、煤层顶底板含(隔)水层划分等^[2]，具有突出地电异常响应、无电极接触制约、穿透高阻覆盖能力强、体积效应小、低阻反应灵敏、施工速度快、效率高等特点。
　　1.2多波地震探测
　　多波地震勘探是采用三分量检波器采集地震波场，研究地下地层的响应，分析及反演储层岩性的一种新地震勘探方法^[2]。多波地震法是综合应用包括纵波、横波、转换波等多种类型地震波的勘探方法。针对大型机械化矿井采掘作业面高产、高效的特点，它比只利用一种波形可获得更多的信息，解决更复杂的地质问题。
　　2 施工布置
　　2.1 瞬变电磁法
　　受到B905辅运巷掘进断面只有17.5m²的空间限制，采用不共面同轴偶极方式布置，如图1所示。发射线圈(Tx)和接收线圈(Rx)分别位于前后平行的2个平面内，二者相距一定距离并处于同一轴线上。发射电流为1A,发射线圈2m×2m×64匝，频率25Hz，接收线直径0.6m，发射—接收间距为7m。观测时接收线圈贴近工作面。轴线指向探测方向。探测方向分别对准巷道正前方、正前偏左、偏右等不同方向，探涮方向如图2所示。这样可获得前方一个扇形空间的信息。　　 　　2.2 多波地震法
　　在进行多次覆盖地震勘探工作前，首先布设一条反射排列，通过探测记录了解探测区下伏介质层的赋存状况与地震地质条件等。然后在探测区布设测线，设计采用多次覆盖观测系统，使用单边激发的工作方式，采集时3道同时接收。偏移距10—50m，道间距2m，每次激发采集后，激发点与接收点依次向前移动2.5m，实现探测区内反射波的3次覆盖。在切眼处向切眼作业地点、切眼左帮及右帮进行探测，检波器置于煤帮上。探测布置如图3所示。　　 　　3 探测结果
　　3.1 瞬变电磁法
　　由图4可见，掘进面正前方及左帮相对富水性较强，而右帮富水性较弱。据调查资料显示，巷道附近存在小煤矿采空区，可以推测采空范围为B905辅运巷掘进面前10—25m范围内，有采空积水。
　　图4中深色代表电阻率低阻区，即为相对富水区。而浅色代表电阻率高阻区，岩体相对不富水。
　　3.2 多波地震法
　　此处可接受横波、纵波等多波信息，根据探测图片。通过纵波探测结果可以推测此处构造状况。因此文中只对纵波结果进行讨论。由图5可见，在3幅图6—8ms处均存在1个能量减弱带，这可能是由煤层与顶板间的离层引起的。通过计算，此离层带约在探测位置以上7m左右。探测位置切眼正前方约90ms以内(约75m)，地震波能量有不同程度的减弱，说明这个范围可能不同程度地存在离层或松散区。根据切眼左帮探测成果，地震波能量减弱区较切眼正前方探测结果要小，离层或松散区域主要分布在30ms内(约25m)以及60-85ms内(55-72m)。切眼右帮的地震波能量在约100ms范围内(约85m)减弱明照;另外，由于此帮上多波探测接收波能量较弱，在85m以外区域不易分辨，此区域也可能有离层区或松散区分布。此巷道存在风氧化煤情况，松散区域推测为风氧化煤区域。
　　4 揭露验证
　　B905巷道揭露情况显示，距离探测位置前15m处见小煤矿采空区。经测算，积水量300m³。根据B905工作面回采情况圈定风氧化煤范围为探测位置切眼正前方约50m，切眼左帮约17m，切眼右帮约58m，风氧化煤距离巷道底板高7—9m范围内。实际揭露情况基本上验证了物探结果的准确性。　　 　　5结论
　　在特殊地质构造矿区，可综合采用瞬变电磁法和多波地震法进行探查，针对特殊工作面要做重点研究。瞬变电磁法和多渡地震法施工速度快、效率高，对生产影响小，对果空积水异常区反应明显，可同时探测出区内的地质构造及煤层风氧化情况，可作为井下采掘设计的有效依据。在越来越普遍的综合机械化开采厚煤层矿井中，上述方法具有良好的工程实用价值和广阔的推广应用前景。
　　参考文献：
　　[1]石君华.综合物探解决黄土区煤田复杂地质问题[D].上海：中国科学院上海冶金研究所，2000.
　　[2]陈民振.中国煤矿物探研究[M].北京：地质出版社.2006。