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刘静武1 卢小龙2 李松2
(1、汾西宜兴煤业有限责任公司，山西孝义032300
2、福州华虹智能科技股份有限公司，福建福州350000) 摘 要：本文根据无线电波透视法和震波法对宜兴矿1205工作面内构造发育情况探测应用效果，通过无线电波透视法和震波反射共偏移法两种物探方法技术能力的相互弥补，可提高对回采工作面两巷已揭露构造及工作面内隐伏构造发育情况的探查精度，更好地为工作面的安全高效回采提供有效保障。
关键词：无线电波透视法；反射共偏移；隐伏构造；安全高效回采
在工作面回采过程中地质构造是影响正常生产的主要原因，隐伏构造甚至导致综采停产搬家，造成损失。无线电波透视法在煤矿回采工作面内构造探测中已进行了多年的应用从实践中可知，采用无线电波透视法探查回采工作面中的各种地质体和构造，比如陷落柱、断层、煤厚变化和煤层；冲刷带等，是一种有效的矿井物探手段。震波反射共偏移法依据反射波勘探原理，在单边排列分析基础上选定最佳偏移距，采用多次覆盖观测系统进行数据采集。只要地质体中存在波阻抗差异，如地质界面，就会产生反射回波，且反射能量受界面特性控制，这是进行地质体分辨的前提。
1 方法原理
1.1 无线电波透视法
电磁波在地下岩层中传播时，由于各种岩、矿石电性(电阻率、介质常数等)不同，它们对电磁波能量吸收不同，低阻岩层对电磁波具有较强吸收作用，当波前进方向遇到断裂构造所出现的界面时，电磁波将在界面上产生反射和折射，也造成能量的损耗。因此在矿井下，电磁波穿过煤层途中遇到断层、陷落柱或其它构造时，波能量被吸收或完全被屏蔽，则在接收巷道收到微弱信号或收不到透射信号，形成所谓的透视异常。
1.2 地震波法
矿井震波法探测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，来探测工作面内地质和水文地质条件的观测系统。本文1205工作面中采用了震波法中的反射共偏移技术。反射共偏移探测技术是依据反射波勘探原理，在单边排列分析基础上选定最佳偏移距，采用多次覆盖观测系统进行数据采集。
2 工程实例
宜兴矿1205工作面位于上一采区前进方向的东翼，东邻井田东部边界、西邻一采区轨道大巷、北邻1204工作面、南邻1206工作面，两工作面尚未采掘。1205工作面所掘2#煤层位于山西组中下部，上距下石盒子底界K8砂岩约26m左右。工作面走向长1990m，倾向长200m，煤层层位稳定，但厚度有一定变化。结构简单，含1-3层0.02-0.4m厚约的深灰-黑色炭质泥岩、泥岩夹矸层。区内煤层倾角0-15°，平均8°。顶板为泥岩、砂质泥岩局部为细砂岩厚度变化大，底板为泥岩或砂质泥岩。属可采的较稳定煤层。
2.1 无线电波透视法探测
无线电波透视法探测采用定点法，分别在运输顺槽和回风顺槽布置测点181个，间距10m，本次探测采用的接收机、发射机频率为0.158MHZ，在1205工作面运输顺槽以A'25点前9m处开始为0#测点；在1205工作面回风顺槽以A12点开始为0#测点。
2.2 地震波法探测
地震波法探测采用反射共偏移法，把检波器分别布置在运输顺槽和回风顺槽，偏移距为4m，道间距为2m，移动步距为5m，在1205工作面运输顺槽以A'25点前9m处开始为第1测点；在1205工作面回风顺槽以A12点开始为第1测点。
Z1#：运输顺槽A'23点东35m左右，沿北西方向向采面延伸，推断其为胶带顺槽揭露落差2m断层在采面内的延伸范围。Z2#：运输顺槽A’19点附近，推断其为运输顺槽揭露陷落柱的影响范围。Z3#：运输顺槽A’15点附近，推断其为采面内隐伏陷落柱或煤层变化带范围。Z4#：回风顺槽A’20-A’18点附近，推断其为回风顺槽揭露陷落柱影响范围。ZS#：回风顺槽A’10点附近，沿南西方向向采面延伸，推断为回风顺槽揭露落差0.9m断层在采面内的延伸。Z6#：运输顺槽A’7-A'5点间位置，沿北西方向延伸，推断为运输顺槽揭露落差1.6m，落差0.5m两条正断层在采面内的延伸范围。Z7#：运输顺槽A'3点附近，沿北西向，推断为运输顺槽揭露落差6m断层在采面内的展布范围。Z8#：回风顺槽A'6点至A'4点间，近正东方向展布，推断为回风顺槽揭露落差3m断层在采面内的延伸范围，推断回风顺槽揭露落差3m断层和联巷揭露落差8m断层为同一断层。Z9#：推断其为联巷揭露陷落柱的影响范围。Z10#运输顺槽A5点东27m左右位置，沿北西方向展布，推断为采面内的隐伏断裂构造发育带。Z11#：运输顺槽A9点附近，沿近正北方向延伸至回风顺槽A12点附近，推断为运输顺槽揭露落差3m和回风顺槽揭露的落差0.9m断层在采面内的影响范围，推断两断层为同一断层。Z12#：运输顺槽A13点附近，沿近正南向展布，推断为运输顺槽揭露落差0.3m断层的延展范围。Z13#：运输顺槽A21点附近，推断为采面内隐伏陷落柱的发育范围或煤层变化带。Z14#：与Z13#异常区靠近，沿东南方向展布，推断其为采面内隐伏断裂构造。Z15#：回风顺槽A36点东50rn附近，沿南东方向展布，推断为回风顺槽揭露落差0.5m断层的影响范围。Z16#：运输顺槽A33点附近，推断为运输顺槽揭露陷落柱的影响范围。Z17#：运输顺槽A37点至A39点位置附近，沿采面内延伸至回风顺槽A42Z至.A44点附近，推断其为运输顺槽揭露落差5.4m正断层和回风顺槽揭露落差2m和落差2.2m正断层的影响范围，推断回风顺槽揭露断层和运输顺槽揭露断层为同一断层。
2.3实际揭露情况
1205工作面在回采过程中实际揭露情况如下：
运输顺槽揭露断层7条断层，分别为：F1落差为2m，倾角38°，向工作面内延伸和Z1#异常范围相吻合；F2落差为1.6m倾角48°，F3落差0.5m，倾角45°向工作面内延伸和Z6#异常范围相吻合；F4落差6m倾角50°向工作面内延伸和Z7#异常范围相吻合；F5落差3m倾角73°向工作面内延伸在Z11#异常范围内；F6落差0.3m倾角30°，向工作面内延伸和Z12#异常范围基本吻合；F7落差5.4m倾角50°，向工作面内延伸在Z17#异常范围内；回风顺槽揭露7条断层，分别为：F8落差为2.2m，倾角42°，F9落差为0.8m倾角58°，F10落差2m倾角67°，此三条断层相距较近，向工作面内延伸在Z11#异常范围内；F11落差0.5m倾角30°，向工作面内延伸和Z15#异常范围相吻合；F12落差0.9m，倾角60°，向工作面内延伸在Z11#异常范围内；F13落差3m，倾角35°，向工作面内延伸在Z8#异常范围内；F14落差0.9m，倾角40°，向工作面内延伸和Z5#异常范围相吻合；工作面内揭露的隐伏断层为4条，分别为：F15落差8m倾角48°，向工作面内延伸在Z8#异常范围内；F16落差4m倾角70°，向工作面内延伸和Z10#异常范围相吻合；F17落差3m倾角80°向工作面内延伸和Z11#异常范围相吻合；F18落差5m，倾角70°向工作面内延伸和Z14#异常范围相吻合；运输顺槽已揭露陷落柱2个，分别为：DXl向工作面延伸和Z2#异常范围基本吻合；DX4向工作面延伸和Z16#异常范围基本吻合；回风顺槽已揭露陷落柱1个，为DX5向工作面延伸和Z4#异常范围基本吻合；工作面内揭露的隐伏陷落柱3个分别为：DX2向工作面延伸和Z2#异常范围基本吻合；DXl3向工作面延伸和Z2#异常范围基本吻合；DX6向工作面延伸和Z9#异常范围基本吻合。
DX2和DX5向工作面延伸范围在无线电波透视异常区K1内；F14向工作面延伸范围在无线电波透视异常区K2内；F2、F3、F4、F13、F15、DX6向工作面延伸范围在无线电波透视异常区K3内；F5、F6、F12、F16、F17向工作面延伸范围在无线电波透视异常区K4内；DX3和F18向工作面延伸范围在无线电波透视异常区K5内；F1、DXl、F11、DX4在无线电波透视法探测中均无异常反应。
3 结论
通过对宜兴矿1205工作面无线电波透视技术和地震波法进行工作面内异常地质体和构造的物探探测，与实际揭露情况对比可知：
(1)无线电波透视技术能够有效对工作面内异常地质体和构造的探测对工作面内隐伏构造亦能够相对；准确判断。地震波法能有效追踪工作面两巷已揭露的断层和陷落柱向工作内延展范围，地震波法可针对无线电波透视技术异常区可进行相对精确划分：
(2)单一的物探方法很难对工作面两巷已揭露构造向工作面延伸范围的判断及工作面内隐伏构造范围的精确划分，无线电波透视法和地震波法两种物探方法可提高探测精度。
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| 添加日期：2016-10-11
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