[发明专利]一种采煤工作面顺煤层透视的矿井直流电法探测方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿采煤工作面地质探测技术领域，具体说是涉及一种对采煤工作面顺煤层透视的矿井直流电法探测方法，特别是能探测大宽度、工作面宽度大于180m的采煤工作面内部的煤层缺失带、含水导水地质构造的煤层透视方法。

背景技术

矿井直流电法分支方法较多，从布极方式上有对称四极、单极-偶极法及单极-单极法等；从观测方式上有测深法、剖面法和透视法，它们都以全空间电场分布理论为基础，研究不同电性层或不均匀地质体引起的异常场分布特性(即相对于均匀全空间电场分布而产生的异常场特性)，推断解释地质异常体的性质及赋存状态^[1]。

矿井直流电法主要用于巷道底板测深及迎头前方的含水构造，可以解决层位划分和富水体圈定问题。该方法的主要问题是：施工受巷道条件限制，对工作面内部煤层及其顶、底板含水构造的探测距离有限(一般在80m～100m)，而综采工作面宽度常常大于180m，其内部的隐伏构造难以探测^[1][2][3]。

目前，采煤工作面音频电穿透法^[4][5]，作为矿井直流电法的一个重要分枝是近几年发展起来并在逐步完善的新方法，其特点是主要探测采煤工作面顶底板内一定深度范围内的含水导水构造，对顶底板的低阻构造反映敏感、采集信息量和探测距离大、施工效率较高。目前该方法在生产中正在推广应用^[6][7][8]。但该方法的缺点是，对采煤工作面煤层内部的地质构造反映不敏感^[4][5][8]。

无线电波坑道透视法(又称坑透法)^[9][10]。在工作面两顺槽之间发射接收高频电磁信号，利用不同的岩矿石对高频无线电磁波(f≥0.5MHz)能量的吸收差异、构造界面对电磁波反射和折射作用，使其能量被吸收或屏蔽的原理进行解释推断^[11]。一般能探测工作面宽度小于200m(条件好时能探测200多m)的工作面内部的断层等地质构造，但是由于不同地区煤田地球物理特征不同，透视距离差别较大，该方法对不同地区探测结果较难达到满意效果；特别是工作面采长较大(大于180m)时或者煤层吸收电磁波较好时，不能探测到有效信号，无法实现透视探测工作面内部的地质构造^[12][13][14]。

引用文献：

[1]韩德品等，采煤工作面内陷落柱超前探测技术与应用[J]，煤炭学报，Vol.25Supp.2006

[2]王恩营.煤炭开采中小断层研究的几个问题[J].中国矿业，2006，8

[3]王锦祥.现代煤田地质勘探、煤矿矿井物探及测井新技术新方法实用手册[M].中国煤炭出版社，2006.

[4]韩德品，石亚丁等，井下单极-偶极直流电透视原理及解释方法[J]，煤田地质与勘探，1997，Vol25，32～34。

[5]刘志新，岳建华，刘树才.矿井直流电透视方法技术研究[J].安徽理工大学学报(自然科学版)，2003，23(3).

[6]张根良，音频电透视法在煤矿防治水中的应用[J]，河北煤炭，2007(2)，27～28。

[7]王剑峻，音频电透视在煤矿综采工作面的应用[J]，中国矿山工程，2008，Vol.37No.2，36～40。

[8]高致宏等，工作面富水区探测与矿井电法——音频电透视在工作面富水区探测中的应用效果[J]，煤田地质与勘探[J]，2002，第30卷第4期，51-54。

[9]陈兆平，无线电波透视法在矿井地质测探中的应用[J]，煤炭工程师，1996(1)，41～43.

[10]李兰亭；侯吉祥.无线电波坑透探测在大同煤田的应用研究，煤田地质与勘探，2001，29(5)，52～55.

[11]汤友谊.无线电波坑道透视构造煤的研究[J].煤炭学报，2002，27(3)：254～258.

[12]赵益晨.无线电坑道透视技术在高阳矿的应用效果，煤矿现代化，2005，(3)：34～35.

[13]张戬.坑道无线电波透视法在探测井下陷落柱中的应用.科技情报开发与经济，2006，16(19)：166～168.

[14]孙吉益，无线电波坑道透视技术地质解析的局限性[J]，河北煤炭，2008(3)，3～4。

发明内容：