張 彬

（1.中國礦業(yè)大學(xué)（北京），北京100083；2.煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司安全分院，北京100013；3.煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（煤炭科學(xué)研究總院），北京100013）

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煤礦隱蔽災(zāi)害井下精細(xì)探測技術(shù)方法與優(yōu)化

張 彬1，2，3

（1.中國礦業(yè)大學(xué)（北京），北京100083；2.煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司安全分院，北京100013；3.煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（煤炭科學(xué)研究總院），北京100013）

為了預(yù)測煤礦掘進(jìn)工作面和采煤工作面附近區(qū)域的含水體、采空區(qū)或構(gòu)造等地質(zhì)異常體，采用瞬變電磁法、直流電法、瑞利波法、反射波法、音頻電透視法和無線電波法等6種井下探測技術(shù)，通過井下數(shù)據(jù)采集、處理和反演計(jì)算，形成可視化圖件，來解釋礦井含水體、采空區(qū)及構(gòu)造等地質(zhì)異常體的范圍和位置特征，建立了一套適合煤礦采掘過程中井下物探動態(tài)監(jiān)測水害的技術(shù)方法。結(jié)果表明：對于掘進(jìn)工作面，采用瞬變電磁法或直流電法可以較好地超前跟蹤探測前方各類含水體；采用瑞利波法或反射波法可以較好地超前跟蹤探測前方邊界明顯的構(gòu)造、采空區(qū)等地質(zhì)異常體；對于采煤工作面，采用瞬變電磁法或音頻電透視法可以較好地探測采煤工作面區(qū)域各類含水體；采用無線電波透視法可以較好地探測采煤工作面區(qū)域構(gòu)造等地質(zhì)異常體；對于已掘巷道，采用瞬變電磁法或礦井直流電法可以較好地探測巷道區(qū)域各類含水體；采用瑞利波法或反射波法可以較好地探測巷道區(qū)域邊界明顯的構(gòu)造、采空區(qū)等地質(zhì)異常體。

隱蔽災(zāi)害；精細(xì)探測；瞬變電磁法；直流電法；瑞利波法；反射波法；音頻電透視法；無線電波透視法

近幾年，適合煤礦隱蔽災(zāi)害井下精細(xì)探測的物探技術(shù)越來越受到重視，它們不但繼承了地面物探技術(shù)的先進(jìn)性，并且能適用于井下各種環(huán)境，可以在工作面掘進(jìn)、開采前和開采過程中實(shí)時(shí)地預(yù)報(bào)地質(zhì)異常體可能發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)，可以最大限度地減少災(zāi)害損失，確保礦井安全［1-2］。目前，常用的物探技術(shù)主要是瞬變電磁法、直流電法、音頻電透視法、瑞利波法、反射波法和無線電波透視法，這6種技術(shù)幾乎可以實(shí)現(xiàn)井下工作面頂?shù)装?、巷道頂?shù)装濉⑾锏纻?cè)幫和掘進(jìn)頭前方各類含水體、構(gòu)造、采空區(qū)的全方位無死角探測。

1　礦井探測方法與技術(shù)

瞬變電磁法、直流電法、音頻電透視法、瑞利波法、反射波法和無線電波透視法等物探技術(shù)用途各不一樣，勘探原理也不一樣。瞬變電磁法、直流電法、音頻電透視法、無線電波透視法這4種方法屬于電法勘探，主要是根據(jù)煤層、巖層、含水體、采空區(qū)以及各類地質(zhì)構(gòu)造之間的導(dǎo)電性、電化學(xué)活動性、介電性等電學(xué)性質(zhì)的差異，在礦井中借助專門的儀器設(shè)備觀測和研究地球物理場的變化及分布規(guī)律，來查明巖層富水性、采空區(qū)等地質(zhì)構(gòu)造的一種地球物理勘探方法，進(jìn)而達(dá)到解決煤礦安全隱患問題的目的［3-15］；瑞利波法和反射波法是近年發(fā)展起來的淺層地震勘探新方法，在激發(fā)接收和識別方面比較復(fù)雜，確定波速對巖石力學(xué)參數(shù)有重要作用，波的傳播的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)特征包含著地下介質(zhì)的特性的豐富信息［11］。

各種物探方法均有優(yōu)缺點(diǎn)，瞬變電磁法裝置輕便，施工效率高，探測范圍較大，對采空區(qū)、構(gòu)造及裂隙含水體探測有明顯優(yōu)勢，但抗干擾能力較弱，受鐵器和電力干擾等影響明顯，體積效應(yīng)明顯；礦井震波法（反射波法，瑞利波法）在采空區(qū)及地質(zhì)構(gòu)造探測應(yīng)用較廣，但不能探測采空區(qū)及構(gòu)造是否有積水，受錘擊震源能量限制，探測深度有限；直流電法抗干擾能力較強(qiáng)，但探測范圍較小，探測深度亦有限；無線電波透視法傳播距離遠(yuǎn)，探測距離大，構(gòu)造反映明顯，但抗干擾能力弱；音頻電透視法抗干擾能力強(qiáng)，探測含水體明顯，但探測距離較近。為減少單一的物探手段的多解性，提高探測結(jié)果的準(zhǔn)確性，超前探測常采用2種或2種以上方法相結(jié)合的綜合物探進(jìn)行。

1.1掘進(jìn)工作面超前探測

在掘進(jìn)工作面采用瞬變電磁法、瑞利波法、反射波法或直流電法等方法中的2種或2種以上礦井物探方法進(jìn)行連續(xù)超前探測，為掘進(jìn)工作面提供物探成果資料。超前探測距離應(yīng)大于100m，安全距離為30m，巷道每掘進(jìn)70m時(shí)，即應(yīng)進(jìn)行探測工作，循環(huán)依次進(jìn)行。探測目標(biāo)以探測掘進(jìn)頭含水異常體、地質(zhì)構(gòu)造、采空區(qū)等。根據(jù)巷道類型、掘進(jìn)尺寸、電力干擾、鐵器干擾、水力干擾、底板堅(jiān)硬情況，劃分出了不同物探方法及其組合，如表1所示。

表1　超前探測條件及方法優(yōu)化

各類礦井超前探測方法都有其特殊的適用條件及局限性。瞬變電磁法對巷道類型及掘進(jìn)位置適應(yīng)性較強(qiáng)，可以在平巷、斜巷、立井等多種類型巷道或井筒中施工，不受巷道或井筒傾角限制，也可以在巷道開口處、巷道掘進(jìn)過程中、巷道拐角處、采煤工作面形成后等多個(gè)位置施工，抗干擾能力較弱，如果存在井下變電站或高壓線路等大型電力設(shè)施、綜掘機(jī)或棚架支護(hù)等大型鐵器、大面積底板積水、淋水等富水地帶，瞬變電磁法抗干擾能力較弱，采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量較差，信號屏蔽較嚴(yán)重。礦井瞬變電磁法由于是感應(yīng)類電法，采用不接地回線進(jìn)行探測，所以對底板條件適應(yīng)性較強(qiáng)。

直流電法由于一般采用三極超前探測方法，需要在迎頭后方人工跑極或一次布置所有電極，需要在迎頭正后方具備一定距離的巷道，因此對巷道類型及掘進(jìn)進(jìn)尺要求較多，可以在平巷、斜巷等多種類型巷道或井筒中施工，但無法在立井中施工，也可以在巷道掘進(jìn)到一定尺寸后施工，但不能在巷道開口處和拐角處施工，由于采用接觸類電法，對電力、鐵器等抗干擾能力較強(qiáng)，但接觸類電法由于采用接地電極探測，因此對底板要求嚴(yán)格，大面積底板積水、淋水等富水地帶會造成傳導(dǎo)電流短路，堅(jiān)硬、大量浮煤底板造成接地電阻增大，這些因素均對測量數(shù)據(jù)造成嚴(yán)重干擾。

反射波法和瑞利波法均屬于礦井震波法，對電法要求的各類條件均能適應(yīng)，不受巷道類型、掘進(jìn)進(jìn)尺影響，不受電力、鐵器、水力、底板等干擾條件影響，但礦井在生產(chǎn)過程中放炮、機(jī)械振動、各類噪聲等均會造成礦井震波法采集信號失真，另外，兩種方法施工均布置在迎頭斷面，斷面巖層松軟或較為破碎，均對錘擊或能量激發(fā)造成影響。

1.2回采工作面區(qū)域探測

當(dāng)工作面通風(fēng)系統(tǒng)形成后，采用瞬變電磁法、無線電波法或礦井音頻電透視等方法中的2種或2種以上物探方法對回采工作面區(qū)域進(jìn)行探測。探測目標(biāo)為探測回采工作面區(qū)域含水異常體、地質(zhì)構(gòu)造等?；夭晒ぷ髅鎱^(qū)域探測條件及方法優(yōu)化見表2。

表2　回采工作面區(qū)域探測條件及方法優(yōu)化

各類礦井采煤工作面探測方法也都有其特殊的適用條件及局限性。瞬變電磁法適用性及局限性如超前探測所示。音頻電透視法和無線電波透視法同屬于電磁法，都采用定點(diǎn)扇形偏移法施工布置，都不受施工空間限制，都只能探測煤層內(nèi)部異常體；礦井音頻電透視法探測含水體明顯，對電力、鐵器等抗干擾能力較強(qiáng)，但由于是傳導(dǎo)類電磁法，傳播距離有限，探測深度較近，并且采用接地電極探測，因此對底板要求嚴(yán)格，大面積底板積水、淋水等富水地帶會造成傳導(dǎo)電流短路，堅(jiān)硬、大量浮煤底板造成接地電阻增大，這些因素均對測量數(shù)據(jù)造成失真；無線電波法探測構(gòu)造明顯，對積水抗干擾能力較強(qiáng)，對底板適應(yīng)能力較強(qiáng)，但由于是感應(yīng)類電磁法采用不接地回線，抗電力、鐵器、水體干擾能力較弱，如果存在井下變電站或高壓線路等大型電力設(shè)施、綜掘機(jī)或棚架支護(hù)等大型鐵器、大面積底板積水、淋水等富水地帶，采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量較差，信號屏蔽較嚴(yán)重。

2　掘進(jìn)工作面超前探測實(shí)例

2.1瞬變電磁法

山西晉煤集團(tuán)某礦在3煤西回風(fēng)大巷1478m處掘進(jìn)頭正前方打鉆20m左右出水，水質(zhì)渾濁，水壓大約1MPa，水量7.2～6.4m3/h，錨桿有淋水現(xiàn)象，在該巷掘進(jìn)頭位置進(jìn)行了超前探測，探測結(jié)果發(fā)現(xiàn)前方頂板方向有明顯低阻異常1（圖1），并向底板延伸，低阻程度減弱，推斷含水體主要為砂巖含水體通過斷層形成的構(gòu)造水，后與水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果基本吻合；在晉煤集團(tuán)某礦15煤155207巷2號點(diǎn)向前64.5m處超前探測結(jié)果中正前方發(fā)現(xiàn)明顯高阻異常體1（圖2），通過掘進(jìn)揭露前方高阻異常為不含水陷落柱，后方高阻異常為不含水?dāng)鄬樱辉跁x煤集團(tuán)某礦15煤2101巷1220m處超前探測在順層正前方及左前方約60m外發(fā)現(xiàn)大片低阻異常1（圖3），經(jīng)驗(yàn)證在2101巷1286m揭露大量采空區(qū)積水，與探測結(jié)果相符；在晉煤集團(tuán)某礦9 煤94311切眼巷102m處左側(cè)幫進(jìn)行超前物探，在順層探測方向左前方約35m之外發(fā)現(xiàn)明顯低阻異常1（圖4），推斷為采空區(qū)積水或構(gòu)造水，與地面物探成果基本吻合，經(jīng)打鉆驗(yàn)證為陷落柱。

圖1　頂板45°方向超前探測視電阻率擬斷面

2.2直流電法

圖2　順層0°方向超前探測視電阻率擬斷面

圖3　順層0°方向超前探測視電阻率擬斷面

圖4 順層0°方向超前探測視電阻率擬斷面

圖5為山西西山煤電某礦20109工作面運(yùn)輸巷超前探采集數(shù)據(jù)反演后得到的電阻率剖面解釋成果，其中橫坐標(biāo)468m處為運(yùn)輸巷掘進(jìn)頭位置。迎頭前方探測區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)2處低阻異常區(qū)和1處高阻異常。低阻異常區(qū)段分別位于482～486m和527～539m附近；高阻異常區(qū)段位于507～517m附近。根據(jù)巷道已揭露的地質(zhì)情況和巖性變化推斷，低阻異常1異常范圍較小，異常較弱；低阻異常2異常范圍較大，異常較強(qiáng)。推斷二者可能為掘進(jìn)工作面前方局部富水或含水體引起，也可能為斷層破碎帶或低阻巖層段引起；高阻異常1可能為堅(jiān)硬弱導(dǎo)水巖體或高阻巖體引起。后揭露驗(yàn)證，低阻異常1和低阻異常2區(qū)域出現(xiàn)了巷道頂板淋水現(xiàn)象，高阻異常1區(qū)域頂板較為破碎，不含水。

2.3反射波法

圖5 三極直流電法超前探測成果

圖6為山西晉煤集團(tuán)某礦3煤13092巷503m 處MSP法超前探測結(jié)果，橫坐標(biāo)表示探測前方距離，縱坐標(biāo)為迎頭兩幫探測距離，圖中曲線代表振幅強(qiáng)弱。在有效探測深度60m范圍之內(nèi)，共有2個(gè)反射界面分別距離掘進(jìn)頭30～35m和55～60m處，結(jié)合地質(zhì)資料分析，這2處可能為地質(zhì)異常體，后掘進(jìn)到35m處揭露陷落柱DX27。

圖6 MSP法正前方超前探測結(jié)果

圖7為山西晉煤集團(tuán)某礦北軌道巷南267m處震波單點(diǎn)法超前探測結(jié)果圖。

圖7 震波單點(diǎn)法超前探測成果

圖7中左側(cè)為波剖面圖（縱坐標(biāo)為時(shí)間），右側(cè)為對應(yīng)異常圖（縱坐標(biāo)為距離），右邊為頻譜曲線圖（縱坐標(biāo)為頻率）。由圖7可知，在有效探測深度60m范圍之內(nèi)，距離掘進(jìn)頭正前方9m和15m左右處附近發(fā)現(xiàn)2處異常區(qū)，結(jié)合地質(zhì)資料分析得知，推斷該處可能存在地質(zhì)異常區(qū)，經(jīng)掘進(jìn)驗(yàn)證為破碎帶。

圖8　瑞利波法超前探測成果

2.4瑞利波法

圖8為山西晉煤集團(tuán)某礦回風(fēng)系統(tǒng)措施巷314m處瑞利波法正前方超前探測成果，橫向?yàn)橥粶y點(diǎn)不同組的探測成果，縱向?yàn)樘綔y深度，圖中波形曲線波峰越大表示遇到的分界面越明顯。在圖8中，有效探測深度60m范圍之內(nèi)，20～35m范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)波速異常區(qū)，推斷為構(gòu)造異常區(qū)，后揭露驗(yàn)證為巖層破碎帶。

3　回采工作面區(qū)域探測實(shí)例

3.1瞬變電磁法

以寧夏神華寧煤集團(tuán)某煤礦1121綜采工作面頂板探測為例，探測工作面頂板砂富水情況，圖9 為1121工作面頂板粗砂巖順層視電阻率切片。粗砂巖含水層整體上呈相對低電阻率異常特征，從電阻率特征來看，粗砂巖含水層普遍含水，富水程度中等，富水性不均勻，局部富水性較強(qiáng)，含水性中等到強(qiáng)的異常區(qū)范圍約占70%。特別是1～7號強(qiáng)和較強(qiáng)富水區(qū)異常區(qū)主要分布在大羊其向斜的一翼，易發(fā)生水力聯(lián)系，突水的可能性較大；8～17號強(qiáng)和較強(qiáng)富水區(qū)異常區(qū)主要分布在馬家灘背斜的軸部，面積較大，電阻率值相對較高，存在突水的可能性。

圖9　順層視電阻率切片

圖10 視電阻率立體切片

圖10為內(nèi)蒙鄂爾多斯市某礦1136工作面上方不同層位礦井瞬變電磁法探測電阻率切片圖組合成的立體圖，其投影邊界都與1136工作面重合。在圖10中綜合6個(gè)平面的電阻率分布特征以及1136工作面地質(zhì)構(gòu)造情況，將6個(gè)平面圖的不同電阻率區(qū)域投影到1136工作面上。綜合圖10的6個(gè)平面切片可以推斷出:1136綜采工作面上方3號斷層分界線西部區(qū)域含水性中等到強(qiáng)的異常區(qū)范圍約占60%，也即含水層普遍含水，富水性不均勻。C區(qū)上方主要分布在斷層的西部，面積較大，異常范圍較大，砂巖水富水范圍較大，局部較強(qiáng)，易發(fā)生水力聯(lián)系，存在突水的可能性，應(yīng)引起重視；B區(qū)富水范圍及程度僅次于C區(qū)，但上方60m范圍之外存在著強(qiáng)或較強(qiáng)砂巖富水補(bǔ)給區(qū)，與B區(qū)砂巖水可能產(chǎn)生水力聯(lián)系，應(yīng)引起重視；推斷A區(qū)存在砂巖含水層，也應(yīng)引起注意；D區(qū)和E區(qū)推斷為含水較少的高阻巖體，也不排除為含水較少的2煤采空區(qū)，應(yīng)打鉆驗(yàn)證；F區(qū)推斷為正常巖層。

3.2音頻電透視法

圖11為山西晉煤集團(tuán)某礦3煤4314工作面800～1700m音頻電透視探測成果，在工作面內(nèi)部共發(fā)現(xiàn)4個(gè)明顯異常區(qū):1號、2號、3號、4號。1號異常區(qū):位于43141巷10號橫川往東15m段，43141巷往南30m范圍內(nèi)，該異常可能受43141巷內(nèi)該處抽放隊(duì)600型履帶式鉆機(jī)及其鉆具影響。2號異常區(qū):位于43141巷8號橫川往東10m段，43141巷往南30m范圍內(nèi)，該異?？赡苁芰严端驑?gòu)造水影響。3號異常區(qū):位于43141巷8號橫川往東40～60m段，43141巷往南50m范圍內(nèi)，該異?？赡苁芰严端驑?gòu)造水影響。4號異常區(qū):位于43143巷143/13往西10～25m段，43143巷往北100m范圍內(nèi)。該異?？赡苁?3143巷內(nèi)該處頂板疏放水、低洼處積水及水倉影響。

圖11　4314工作面800～1700m音頻電透視法探測成果

3.3無線電波透視法

圖12為山西晉煤集團(tuán)某礦3煤4314工作面坑透探測成果圖，在工作面內(nèi)部共有4個(gè)異常區(qū):1號、2號、3號、4號。結(jié)合地面三維地震資料和實(shí)際揭露情況綜合分析，1號異常區(qū)域:43143巷150m附近，推斷為SF127斷層延伸至4314工作面所引起；2號異常區(qū)域:43143巷480m附近，范圍較大，推斷為DX99和煤層裂隙發(fā)育區(qū)或煤層破碎區(qū)所引起；3號異常區(qū)域:43143巷880m附近，范圍較大，推斷為SF137，SX61和煤層裂隙發(fā)育區(qū)或煤層破碎區(qū)所引起；4號異常區(qū)域:43143巷1040m附近，范圍較小，推斷為 SF140延伸至4314工作面所致。

圖12　4314工作面無線電波透視法探測成果

4　已掘巷道區(qū)域探測實(shí)例

4.1瞬變電磁法測深

以山西晉煤集團(tuán)某煤礦3煤2305巷探測為例，探測2305巷外側(cè)幫采空區(qū)及積水情況。圖13為3 煤2305巷側(cè)幫順層0°方向礦井瞬變電磁法探測視電阻率等值線擬斷面。從電阻率特征來看，在距2305巷開口146～310m區(qū)域深56～120m處明顯較其他區(qū)域電阻率偏低（低阻異常1），結(jié)合地質(zhì)資料分析，推斷低阻異常1可能為3煤采空區(qū)積水，并且富水性較強(qiáng)，后經(jīng)打鉆驗(yàn)證為原小煤窯采空區(qū)，且打鉆出水量較大。

4.2直流電法測深

圖13　2305巷0～310m順層0°方向探測結(jié)果

以西山煤電集團(tuán)某煤礦2301工作面運(yùn)輸巷頂板及側(cè)幫方向探測為例，探測井下運(yùn)輸巷頂板及側(cè)幫方向巖層富水性及采空區(qū)富水情況。圖14為 2301工作面頂板及側(cè)幫78m以內(nèi)視電阻率異常趨勢剖面。該圖反映的是煤層頂板15m以內(nèi)采空區(qū)、側(cè)幫25m以外推斷采空區(qū)含富水情況。從圖中可以看出運(yùn)輸巷頂板泥砂巖15m以內(nèi)出現(xiàn)較弱低阻異常區(qū)域，初步推斷為2號煤采空區(qū)部分較弱積水，由于2號煤層回采以后，頂板破壞形成導(dǎo)水裂縫帶，部分裂隙水滲入采空區(qū)所致，隔水層相對薄弱區(qū)段主要位于運(yùn)輸巷的420～460m處，形成頂板淋水；從剖面圖上看，側(cè)幫25m以外推斷采空區(qū)異常不明顯，分析側(cè)幫采空區(qū)含水性較弱。

圖14　三極電測深剖面

4.3瑞利波法測深

以山西西山煤電集團(tuán)某煤礦2301工作面運(yùn)輸巷側(cè)幫探測為例，探測側(cè)幫方向相鄰煤礦老空區(qū)邊界距離2301工作面運(yùn)輸巷煤柱寬度，結(jié)果見圖15。

從圖15可知，從測點(diǎn)25的側(cè)幫深度33m左右位置到測點(diǎn)56的側(cè)幫深度約28m左右位置，有一條異常反應(yīng)區(qū)域。測點(diǎn)25到測點(diǎn)56之間的距離為132m，它們之間的測點(diǎn)的探測結(jié)果比較相近，在30m附近均有異常反應(yīng)。推斷相鄰煤礦老空區(qū)邊界距2301工作面運(yùn)輸巷距離約為30m的煤柱。

5　結(jié)論與建議

圖15　瑞利波法深度剖面

實(shí)踐證明，選擇合理的探測方法對于煤礦隱蔽災(zāi)害探測異常重要。結(jié)合在多個(gè)礦區(qū)煤礦的探測經(jīng)驗(yàn)，為了在工作面掘進(jìn)、開采前和開采過程中實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)隱蔽災(zāi)害可能發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)，采用瞬變電磁法、直流電法、音頻電透視法、反射波法、瑞利波法、無線電波透視法6種方法進(jìn)行綜合探測。對于探測方法的選擇和優(yōu)化提出以下建議:

（1）對于未掘進(jìn)巷道，采用瞬變電磁法或直流電法進(jìn)行超前富水性探測，采用瑞利波法或反射波法進(jìn)行超前地質(zhì)構(gòu)造等探測。

（2）對于掘進(jìn)工作面，采用瞬變電磁法或直流電法可以較好地超前跟蹤探測各類含水體，采用瑞利波法或反射波法可以較好地超前跟蹤探測邊界明顯的構(gòu)造、采空區(qū)等地質(zhì)異常體。

（3）對于已掘巷道側(cè)幫，采用瞬變電磁法或直流電法可以較好地探測巷道區(qū)域各類含水體，采用瑞利波法或反射波法可以較好地探測巷道區(qū)域邊界明顯的構(gòu)造、采空區(qū)等地質(zhì)異常體。

（4）對于采煤工作面，采用瞬變電磁法或音頻電透視法可以較好地探測采煤工作面區(qū)域各類含水體，采用無線電波透視法可以較好地探測采煤工作面區(qū)域構(gòu)造等地質(zhì)異常體。

（5）在巷道掘進(jìn)前、掘進(jìn)過程以及回采工作面形成后，采用2種或2種以上綜合探測手段，探測含水體、斷層、陷落柱、采空區(qū)等隱蔽災(zāi)害，相互驗(yàn)證，提高探測精度，實(shí)現(xiàn)煤礦井下精細(xì)探測，保證煤礦安全開采。

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［責(zé)任編輯：施紅霞］

Exquisite Detection Method and Optimization of Mine Implicit Disaster

ZHANG Bin1，2，3
（1.China University of Mining&Technology（Beijing），Beijing 100083，China；2.Mine Safety Technology Branch of China Coal Research Institute，Beijing 100013，China；3.State Key Laboratory of Coal Resource High Effective Mining&Clean Utilization（China Coal Research Institute），Beijing 100013，China）

In order to predict some geological anomalous body around driving working face and mining working face of coal mine，which include water body，goaf and structure，the following six technologies transient electromagnetic method；DC resistivity method；Rayleigh wave method；reflected wave method；audio-frequency electrical penetration；radio wave penetration method were applied，according data collection，dispose and back calculation，then visualization image would formed，then the scope and position ofgeological anomalous body could be explained，so a suit technology of geophysical prospecting dynamic monitoring that fit for underground water disaster.The results showed that all kinds of water body ahead of driving working face could be detected precision by transient electromagnetic method and DC resistivity method，some geological anomalous that boundary obviously in working face could be detected by Rayleigh wave method and reflected wave method；all kinds of water body in mining working face could be detected by transient electromagnetic method and audio-frequency electrical penetration，some geological anomalous body in mining working face could be detected by radio wave penetration method，but to the forming roadway，transient electromagnetic method and DC resistivity method were used to all kin ds water body detection.Some geological anomalous body like structure and goaf that roadway border obviously could be detected by Rayleigh wave method and reflected wave method.

implicit disaster；exquisite detection；transient electromagnetic method；DC resistivity method；Rayleigh wave method；reflected wave method；audio-frequency electrical penetration；radio wave penetration method

TD166

A

1006-6225（2016）04-0026-07

2016-01-12

［DOI］10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2016.04.007

國家自然科學(xué)基金（51404139）；中國煤炭科工集團(tuán)科技創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目（2014QN013）

張 彬（1973-），男，山東新泰人，碩士，副研究員，主要從事煤礦開采及安全技術(shù)研究工作。

［引用格式］張 彬.煤礦隱蔽災(zāi)害井下精細(xì)探測技術(shù)方法與優(yōu)化［J］.煤礦開采，2016，21（4）：26-32.