煤层顶板砂岩水矿井瞬变电磁探测效果研究李瑞敬何北峰峰集团，河北邯郸056107)摘要煤层顶板砂岩水对煤矿安全生产逍成很大威胁,而且影响掘进和采煤的工程进度，止确辨别砂岩水非常有必要。井下瞬变电磁探测方向灵活,砂岩水电阻率比较低，瞬变电磁在探测砂岩水方血有理论的优势。该文通过某矿应用实例，说明矿井瞬变电磁在探测煤层顶板砂岩水方面的效果。关键词煤层顶板砂岩水矿井瞬变电磁中图分类号P631.3文献标识码AAbstractcoalseamofsafetypnxhiclioriincoalmineofsandstonewatercausedgreatthreat,andcoaltunnelingandaflecltheprojectschedule,correcllyidentifysandstonewaterisnecessary・IiKlergniumltransientekclroinagnetic(letectingdirectionflexible,sandstonewaterresistivityislower,transiente-lectminagnelicdetectingsandstonehastheadvantageofwalerlheory,thatpaperappliedexample,showingamineminetransientelectromagneticdetectingcoalseaminIheeffectofsandstonewater.KeywordscoalseamSandstonewaterMinetransientelectixunagnetic1矿井瞬变电磁法原理“烟圈效应”。2矿井瞬变电磁探查技术矿井瞬变电磁法是利用不接地回线于井下巷道内设置通以一定电流的发射线圈，当电流断开时,一次磁场的剧烈变化首先传播到发射冋线周围巷道顶、底板和侧帮,因此,最初激发的感应电流局限于巷道附近的岩层中。随时间的推移，巷道周围的感应电流逐渐向外扩散，强度逐渐减弱，分布趋于均匀。在发射电流刚关断时，该环状线电流紧挨发射回线,与发射回线貝有柑同的形状，该电流环随时间推移向外扩散,并逐渐变形为圆电流环。等效电流环像是从发射线圈中吹出的“烟圈”，此过程形象的称之为i-Z图1烟圈效应示意图*收稿日期：2011-06-03作者简介:李瑞敬Q964-),男，河北邯郸人，1985年毕业于河北煤炭建筑工程学院采矿专业，高级工程师，中国矿业大学牝京)硕士研究生。现在河北蜂峰集团从事安全管理工作。2.1测量装置基于煤矿巷道空间限制，不能采用地面常用的大边长的冋线装置。目前常用的井下测量装置主要有重蔭回线装置和分离回线装置。本次探测采用澳大利亚产TerraTEM瞬变电磁仪，具有可视化程度高，操作简便等优点。该仪器采用重叠回线装置，具有与灰岩富水异常区耦合好、信噪比高等优点。图2探查装逍示意图2.2测点布置在进行工作面顶板砂岩水探测时，为了尽可能的减小矿井瞬变电磁法所带来的体积效应，应尽可能多的增加测点。但考虑到施工强度及效率，结合多次的试验发现，测点间距布置在10m具有很好的探测效果。2.3施工技术矿井瞬变电磁法在煤矿井下巷道内进行施工，测点间距一般选择10皿。根据多匝小线框发射电磁场的方向性，可认为线框平面法线方向即为全空间瞬变电磁法探测方向。因此，将重叠回线平面对准煤层顶板方向进行探测，就可反映煤层顶板砂岩的富水情况。根据工作面切眼长度及煤层顶板砂岩位置，设计探测角度，尽量能将整个工作面顶板覆盖。一•般常用30。、©1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http://www.cnki.net45。和60。,这样便于解释。图3为巷道内施工时的探测方向示意图，其中Q为探测角度。图3探测方向示意图当砂岩富水异常区距顶板较远或位置大小不太明确时，可采用同点多角度探测，即改变角度，以达到全面覆盖，使线圈与异常体达到最佳耦合状态，获得更强的二次场信号。3应用实例图4为探测某工作面顶板砂岩富水性视电阻率等值线图，采用图3中的探测方向。顶部横坐标为毎个05101520233035404SSOSS606$7075BOSS9095100图4工作面顶板视电阻率等值线图(h接第109页)SSJ800胶带输送机。为了充分利用掘进循环时间，在快速掘进中积极采用多工序平行交叉作业。从整个施工工序來看，为充分利用大断面空间，采用“前面打眼，后面复喷；前面支护拱部，后面出肝”作业方式。4.2主要施工技术参数0)全断面多重锚喷支护技术优化。支护材料为:①20x2000mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆、树脂锚固剂、10#铁丝菱形网，喷射混凝土厚度100mm,喷射混凝土标号不低于32.5R水泥，沙为纯净的河沙,配比为水泥:沙二1：4。2)全断面中深孔一次爆破技术...