贵州泰昌安能源集团矿业有限公司兴仁县水井湾煤矿全方位探测仪超前探测分析报告（1204、1205、1207工作面）编制：生产技术科审核：廖万生探测时间：2014年2月28日·1目录1、序言 (2)2、工程概况 (2)3、任务、目的 (3)3、地质构造、煤岩特征 (3)4、工作方法、依据、起讫时间、完成的工作量 (3)5、工作基本原理 (5)6、取得的成果 (10)7、验证成果： (16)8、结论 (16)·2序言瓦斯、水灾、火灾、粉尘、顶板冒落五大自然灾害仍然是威胁和制约矿井正常开采的主要因素。

因此，做好物探勘测工作显得尤为重要，为矿井确保安全生产、制订应急措施提供了参考依据。

YTD400(A)矿井全方位探测系统是西安高新技术企业--西安博深矿用设备技术发展有限公司--为矿井下含有瓦斯、粉尘等爆炸性危险等特定环境下探测隐伏矿体、含导水构造等局部异常地质体而设计、制造的多功能、矿井物探综合勘探系统。

系统包括YTD400（A）矿井全方位探测仪、矿井电法数据处理与解释软件系统两大部分。

该系统在矿井物探技术功能集成、数据处理、解释与成图功能集成等方面均有独到创新，在同行业中处于领先地位。

使用该设备为矿井安全生产提供了有力的保障。

一、工程概况：采用矿井全方位探测仪探查1204、1205、1207三工作面前（侧）方100m范围内的煤层、断层及含水裂隙等局部异常地质体赋水分布情况。

保证安全施工，提高掘进进度，于2014年2月28日经矿委会批准，经物探小组负责对三个工作面进行现场物探勘测。

·3二、任务及目的：1）探测1204、1205、1207运输巷掘进头前（侧）方100m范围内的煤层、断层及含水裂隙等局部异常地质体赋水性强弱。

提高巷道掘进效率，避免发生突水事故，确保巷道掘进安全。

2）探测掘进头顶板、顺层及底板的赋水性强弱，为开采方案设计或灾害水体的抽、排、疏、降提供技术资料。

3）对测区内煤层开采或采前防治水措施实施提供物理探测技术依据。

4）为布置探防水钻孔设计提供依据和参考。

三、测区地质构造及煤岩特征：1、测区内地层走向近东西向，倾向北-北东，倾角一般12－25˚，平均16˚，总体呈单斜构造，构造复杂程度中等。

含煤地层岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩、细砂岩，岩性比较软弱.本区主采煤层为k2、k3、煤层，k2煤层顶板为砂岩、粉砂岩，底板为粘土岩或粉砂岩，k3煤层顶板岩性为粘土岩或粉砂岩，底板为粘土岩，遇水易泥化引起底鼓。

煤层煤岩类型主要为亮煤型，硬度2左右，具有块状、片状结构，性脆、为低灰、低中硫、高热值无烟煤。

测区内1204、1205、1207运输掘进面均布置在矿井一采区k2煤层中，开采标高分别为：1431~1490；1416~1375；1389~1425；四、工作方法、依据、起讫时间、完成的工作量：·4针对上述探测目的，本阶段采用YTD400（A）矿井全方位探测仪进行探测，工作于2014年2月28日进行，2014年3月2结束，共完成了三个工作区控制性物探测线的测试工作。

本次完成实物工作量主要有：1、定点布测物探线6条，观测点18个。

2、划定轻度水患区一个，面积0.003k㎡;采空区一个,面积0.001k㎡3、绘制物探综合剖面图5份；4、绘制1:2000物探工作布置图和物探异常及预测水患分布区平面图各一份。

编制物探勘测报告一份。

五、工作基本原理：以岩、矿石与含水地质体之间的电性差异为物质基础，通过布置在巷道内的供电电极在巷道周围岩层中建立起全空间的稳定人工电场，该稳定电场特征取决于巷道周围岩石的电性特征及其赋存状态，再通过测量电极观察和研究地壳周围人工电场的变化和分布规律，使用全空间电场理论处理和解释，进而得到巷道周围岩石中引起电场变化的水文、地质构造等状况。

设备简介及概述：·5YTD400(A)矿井全方位探测仪是由西安博深矿用设备技术发展有限公司独立开发完成的、具有自主知识产权的高科技产品。

是运用现代最新矿井地质勘探技术和理论，为在井下含有瓦斯、粉尘等爆炸性危险等特定环境下探测隐伏矿体、含导水构造等局部异常地质体而设计、制造的多功能矿井物探综合勘探系统。

该系统包括YTD400(A)矿井全方位探测仪、矿井电法数据处理与解释软件两大部分。

该系统在矿井物探技术功能集成，数据处理、解释与成图功能集成等方面均有独到的创新，在同行业中处于领先地位。

探测仪具有安全性能好、技术性能优越、探水性高、操作使用方便、体积小、重量轻等显著特点，特别适用于井下水害探测预报，是煤矿安全生产的有力保障。

3.1主要功能及特点：●巷道掘进头超前探测探测巷道掘进头前方（或前侧方）100米范围内的断层、陷落柱、含水裂隙等局部异常地质体的位置及赋水性强弱。

减少钻探工作量，提高巷道掘进效率，避免发生突水事故，确保巷道掘进安全。

●单巷道顶、底板及侧帮探测利用电测深技术，探测巷道顶板、底板及巷道两边侧帮100米范围内的含水异常地质体的位置及赋水性强弱。

为矿化带的开采方案设计或灾害水体的抽、排、疏、降提供技术资料。

●工作面顶底板探测利用电透视法探查工作面顶、底范围内含水异常地质体或矿化体的平面位置、垂向高（深）度等空间特性。

为矿体开采或采前防治水技术措施的实施提供依据。

·6●多功能集成。

实现收、发一体，一机多能，可灵活组合使用。

既减轻劳动强度、提高功效，又可达到全方位探测的功能。

●多频点工作。

采用有多频点的选频发射、等频接收的工作方式。

既避开井下强干扰背景，提高微弱信号的识别和处理能力，又可实现多层段数据采集，便于异常地质体的空间分析与解释。

●自动反演解释。

系统数据处理软件可进行三维电法数据反演，将能得到更小的计算误差，从而给出可靠的反演结果，更逼近实际地质条件。

●CT成像处理与成图。

借助于医学CT技术，针对电透视功能块的数据，实现了CT成像处理与成图。

大大提高了数据处理、解释的速度与精度，并使解释成果更加直观。

巷道掘进头超前探测施工方法技术掘进头超前探测施工方法、技术：工作原理：超前探测是研究掘进头前方地层电性变化规律，预测掘进头前方含水、导水构造的分布和发育情况的一种电法探测技术。

采用三极装置，一个电极在无穷远，对巷道内测量电极的影响可以忽略不计，故其电场分布近似为点电源电场，一个电极向全空间均匀介质中的A点供电。

以A点为中心形成电场，向四周均匀放射电流。

距·7A等距离点组成一个球形等势面，等势面的变化代表整个球壳中电性异常的综合反映，这就是直流电超前探测的基本理论。

测点布置与工作量：1、施工方案：①1204设计步长为4m，探测深度为64m。

具体施工如下：第一步：以皮卷尺为测量工具，在距迎头6m处为起始点按4m为间距，一次标点为1、2、3……16。

第二步：在１、2和3号布设供电电极A1、A2和A3。

第三步：在4号点以后均布设为记录点。

第四步：测量时将供电电极A和B(无穷远）固定，当A1供电时，测量电极M和N在4和5号点处，记录采集数值；然后M电极从4号点移到6号点，A1再次供电记录数据；依次这样交替移动M和N电极，由A1供电分别记录各点数据，直到16号点结束。

第五步：当第四步结束后，再以A2和A3分别为供电电极重复第四步操作，直至跑极结束，达到设计探测目的。

②1205、1207探测深度分别为78m、80m操作步骤同上。

（后附：成果资料分析说明图1、2、3）2、数据的采集和存储方式：数据采集——自动采集记录；存储方式——手动存储，以人工手动记录为辅。

3、施工时间：三作业点施工总时间为4.5小时。

其中90分钟为施工前的准备（布线、布极等），150分钟为数据采集时间，30分钟的收工时间。

·84、资料处理与解释：资料处理与解释方法有人工交汇法与CT成像法两种。

现在一般都用CT成像方法解释。

交汇法就是根据集流效应使得点源场中低阻良导电地质体方向上的电位下降梯度增大（高阻地质体情况，则刚好相反），根据异常曲线的拐点来划分异常区间，并交汇出异常范围的方法。

这种方法受个人经验因素影响。

层析成像法：1972年首台X射线CT机问世，此后CT技术迅速渗透到其它领域，穿透波由X射线扩展到地震波、超声波、无线电波等。

其探测应用范围也从人体扩展到整个地球物理勘探。

八十年代中后期，S/M.Lee根据电磁波与地震波的相似性，实现了拟地震法电磁数据成像；我国在这方面的研究应用发展很快。

现在地震波层析成像，无线电波层析成像等已取得了比较理想的地质效果。

而YTD400（A）矿井全方位探测仪则是新的尝试.解释原则：层析成像图件是以颜色分级的，原则上分多级,以便更细致地划分电性的递变规律。

但实际解释中,应结合有关已知地质资料来划分级别，使物探资料更切合实际地质规律。

根据数理统计学，可把数据分成：<n、3~n、3~3nn、nn~3、>n5个级别,并可设定3n为异常阀值(其中<n为参数算术平均值，3~n为参数的标准偏差值)。

对于3n 的区域，可定义为相对异常区。

异常性质则根据异常形态结合地质条件与构造发育规律进行综合分析与判断。

影响参数变化因素：矿区不同岩矿石具有以下影响因素特征：1、高阻地质体主要是致密块状灰岩、采空区及岩溶空洞。

2、硅质岩、页·9岩、粉砂岩为低阻体，地下水为低阻地质体。

一般情况下地下水电阻率值为及欧姆米或几十欧姆米。

3、粉砂岩、泥岩电阻率较高，极少数出现低电阻率。

4、煤层一般为低电阻地质体，极少数出现较高电阻率。

5、伪煤含有大量的粘土和黄铁矿成分，电阻率值较低。

根据以上特征，矿区不同的岩矿石电性差异明显，适宜开展全方位探测仪工作。

六、取得物探成果：1、定点布测物探线5条，观测点18个。

划定轻度水患区一个，面积0.003k㎡;采空区一个,面积0.001k㎡2、绘制物探综合剖面图5份；绘制1:2000物探工作布置图和物探异常及预测水患分布区平面图各一份。

编制物探勘测报告一份。

3、拟定建议结合本矿地质资料，巷道掘进时，重点观察低阻异常区域，加强水文观测工作，确保安全生产。

成果报告解释说明：（一）成果图数值解释：·10·11·121204工作面成果资料分析说明：1、本次物探在距离碛头14处。

2、本次物探采用三极超前探施工，其探测成果图如上图所示，图中重色为异常区域，浅色为过渡区域。

接收电极间距为4m，终点极为16，共64m，超前探测距离为84m。

·133、迎头前方探测区域内有三处低阻异常区，分别为前方一号点43-46m，视电阻率为78欧姆米，2号点前方63-68m，视电阻率为80欧姆米，3号点位于前方72-76m，视电阻率为70欧姆米，4、前方探测到有三处低阻异常区，范围较小，强度较强。