1 矿井概况及物探方法的选择
山东鲁能菏泽煤电开发有限公司彭庄煤矿，位于郓城县彭庄村。该矿目前主要开采煤层为三煤，三煤层的底板起伏较大，目前主要受顶、底板砂岩水及底板三灰水的影响，同时1307工作面采空区的富水性也会对1309工作面的回采构成威胁，且该工作面地质构造较复杂，给工作面回采造成了安全隐患。为探明1309工作面富水性及工作面内构造发育情况，给1309工作面下一步的防治水工作提供参考资料。本次采用瞬变电磁法、并行直流电法、无线电波透视CT成像法来探查工作面内地质异常区及富水异常区的赋存情况。主要探测方法选择为：
(1)利用瞬变电磁法探查工作面顶板方向60m深度范围内岩层富水情况;
(2)利用瞬变电磁法及并行直流电法探查工作面底板方向60m深度范围内岩层富水情况;
(3)采用无线电波透视CT技术探查工作面内地质构造赋存情况;
(4)采用无线电波透视CT技术探查工作面内落差大于1/2煤厚的隐伏断层及薄煤区赋存情况。
2 工作面地质构造及水文地质情况
1309工作面3下煤层赋存不稳定，局部冲刷;结构简单，煤层厚度0.7～6.4m，平均3.2m，倾角15°， f=1.8，上距中砂岩12.53m，下距6煤39.08m，下距三灰54.14m。
根据1309工作面勘探报告资料和1307工作面上顺槽、下顺槽实际揭露，影响施工的主要含水层为3下煤顶、底板砂岩含水层、底板三灰含水层，分别是：
1.顶板砂岩水：3下煤直接顶细砂岩厚0.72～10.8m，平均5.76m，富水性不均一，为弱含水层。掘进时会有少量砂岩水以滴水或淋水的形式影响巷道施工。
2.底板砂岩水：底板砂岩厚9.56～12.43m，平均10.68m，局部底板水以底板渗水的形式影响掘进施工。
3.三灰水：三灰厚3.85～6.08m，平均为5.5 m，上距3下煤底板54.14m，岩溶裂隙较发育，富水性较强。
3现场布置情况
3.1 1309工作面瞬变电磁探测
本次瞬变电磁探测于2012年8月31日及2013年10月4日~2013年10月6日成现场数据采集，采集区域包含上顺槽约1800m(起点在导F42)、下顺槽约1800m(起点在导F15)。
本次主要是探测1309工作面顶、底板的富水性，所以在上顺槽及下顺槽现场每10m布置一个测点，每个测点分别设计六个探测方向，如图1所示。

图1 1309工作面上、下两顺槽单个测点布置示意图

　　3.2 1309工作面并行直流电法探测

1309工作面现场数据采集于2012年09月01日~2012年09月02日及2013年10月1日~2013年10月3日完成，上顺槽探测起点位置在导线点F38处，下顺槽探测起点位置在导线点C104处，共采集51站数据，每次共布置18个电极，其中16个为测量电极、一个N极和一个B极，每相邻两个测量电极之间的间隔为4m，每站跑3次极，每站共采集4次信号。每站保持1-8号电极不动，每次采集结束，向B极的反方向移动9-16号电极，共移动3次。下一站布极的起点位置和第一站第一次跑极的位置重合，之后的布置方式和第一站布置方式一致，共施工26站数据，每站布置的测线约为150m，目的是探测1309工作面底板的富水性情况。
　　3.3 1309工作面无线电波透视探测
无线电波透视现场数据采集于2012年9月2日及2013年10月7日~2013年10月8日完成。在1309工作面上顺槽布置37个发射点，每个发射点接收11个实测场强值;在1309工作面下顺槽布置37个发射点，每个发射点接收11个实测场强值。本次坑透发射点间距为50m，接收点间距10m。
　4结果解析
4.1 并行直流电法及瞬变电磁结果解析
经数据处理、分析，获得1309工作面顶、底板岩层视电阻率剖面图，图中不同的色调表示不同的视电阻率值，并且遵循色调从冷色调到暖色调表示视电阻率值不断升高的规律，具体岩层的视电阻率值分布如图2、3、4所示。

　　
图2 1309工作面上顺槽底板三极测深视电阻率剖面图
　
图3 1309工作面下顺槽底板三极测深视电阻率剖面图

图5、图6为1309工作面上、下顺槽顶板和底板瞬变电磁探测异常区域提取图，根据探测结果可以看出上、下顺槽顶板探测范围内的电性变化情况。

　　表1 1309工作面瞬变电磁富水性探测异常区概况汇总表

图4反映的是1309工作面底板不同深度上的视电阻率分布图，分别提取出深度顶板30m、顶板45m、底板-30m及底板-60m深度的视电阻率值切片。

　　
图5 1309工作面顶板方向MTEM探测异常企业提取图

图6 1309工作面底板方向MTEM探测异常企业提取图

4.2 无线电波透视结果解析
采用无线电波透视CT软件系统对所采集的数据进行反演，各参数结果均进行BPT法反演CT成像图。根据各参数CT成像图综合分析，得出探测区内的地质解释，有9个透视异常区(图7中品红色粗线条所圈定范围)。

图7 1309工作面采用无线电波透视CT成像图

图8和图9为1309工作面内无线电波透视CT成像地质解释图，根据该结果可反映出1309工作面内的地质构造异常体的分布情况。
具体分析如下：

　　表2 1309工作面实测场强法探测异常区情况表


图8 1309工作面无线电波透视—断层延伸情况推断结果

图9 1309工作面无线电波透视图

图10 1309工作面前段探放水工作示意图

　5 结论及建议
5.1 结论
根据1309工作面上顺槽和下顺槽的地质资料，结合本次综合探测结果，得到1309工作面富水性探测重点异常区分布，具体分布位置图5和图6。
根据瞬变电磁及直流电法探测结果，并综合1309工作面一号联络巷外段下顺槽的钻探资料，对之前1309工作面前段提取的富水异常区进行修正，同时对1309工作面一号联络巷后段富水异常区域的探测结果进行对比分析，1309工作面共存在8个重点富水区域，3个顶板方向和5个底板方向，分布在1309工作面下顺槽，可以看出下顺槽的富水性较上顺槽的富水性更强。
根据矿方提供的1309工作面地质资料，结合本次现场采集的无线电波透视信号，可以得到1309工作面地质异常区域的分布情况，汇总如上表2。
由探测结果和已知地质情况可知1309工作面地质构造较复杂，其中2#、3#、5#、6#、7#及8#异常区对工作面回采影响较大，1#、4#及9#异常区对工作面回采影响较小。
工程是分两期完成的，矿方已经对下顺槽的5#、6#、7#、8#及补区异常区进行了探防水工作，总共打了17个放水钻，其中在5#、6#、7#及补区异常区的12个钻孔都终孔无水，在8#异常区的12#钻孔终孔无水，13#、14#、15#及16#钻孔水量在15~50m³/h(图10)。
5.2 建议
(1)通过1309工作面瞬变电磁法、并行直流电法和无线电波透视法勘探结果可以看出，1309工作面的地质构造较为复杂，共存在9个地质异常区，并且这些异常区域对煤层厚度变化存在很大影响，对后期回采影响大，建议后期回采到这些地质异常区之前提前做好预防工作。同时1309工作面还受底板三灰水的威胁，局部根据钻探结果可以看出，富水性强，并且由于局部断层构造发育，对后期回采影响大，建议提前针对富水异常区进行放水降压，降低回采时的安全威胁。1309工作面顶板方向的富水性相对较弱，主要为顶板砂岩裂隙水，对回采影响小。
(2)根据《煤矿防治水规定》的相关规定：物探方法作为煤矿现场工作的辅助手段，不能代替钻探，采取物探和钻探相互结合的方式才能满足实际生产需要。因此建议要针对低阻异常区进行钻探，同时对地质分析可能存在水害隐患的区域施工钻孔，确保生产安全。
(3)工作面回采过程中，如发现水文异常或构造异常，应及时通知相关技术人员，以便采取加密观测等处理措施。
　作者简介：
祝云飞，男，安徽理工大学地理信息系统专业，福州华虹驻华中技术中心主任。
张浩，男，安徽理工大学水文与水资源专业，福州华虹驻华东办事处物探技术员。