便携式矿井地质探测仪在永煤公司的应用

李志保 （同煤集团永煤公司地测科）

摘  要：便携式矿井地质探测仪解决与采空区贯通，顶板支护选择、探测地质构造，减少掘进废巷和解决采掘衔接紧张等方面不失为有效方法。

关键词：单点探测

一、永煤公司地质构造

永煤公司井田位于大同向斜东南翼，主向斜轴在井田西部边缘通过。地层呈现东南高、西北低的趋势。岩层总体走向为东西向。井田内断裂构造较多，断裂构造在地面勘探阶段难于用钻探和物探手段查明，在掘进巷道时，一旦遇到这类构造就需要采取破顶、卧底等措施。每过一条断层，如措施不到位，就会造成漏顶，增加吨煤成本。如果这些构造在巷道没有揭露，而隐伏在工作面内，就会导致综采停产搬家，影响矿井产量，造成巨大浪费。其次，目前永煤公司14＃层317盘区内赋存14-2和14-3两层煤，煤厚不均匀，层间距薄，而地质钻孔密度不够，不能较准确的确定开采层位，达不到集团公司的“精采细采”的理念。因此准确探测煤层厚度和地质构造，合理分层，布置回采巷道，对矿井回采率提高起着决定性作用。

二、技术简介

KDZ1114-3型系列便携式矿井地质探测仪是福州华虹智能科技开发有限公司和安徽理工大学联合开发的新一代多功能智能微电子产品。该产品整体技术处于领先水平，采用了多项最新的微电子技术。由于仪器的探测方法和解析算法是基于十多年矿井资源探测和工程勘察检测的实践经验和实际探测的大量数据的基础上分析提炼而来。因此，特别适用于浅层地质勘探，是目前矿井资源探测（尤其是矿层、煤层剩余厚度探测、超前探测、巷道松动技术参数测试）和工程勘察检测的理想仪器。

仪器采用弹性波勘探原理，利用震波（地震及声波）为弹性波波源，对被测介质的厚度（距离）和进行探测，采用自激自收解析法、瑞雷面波解析法、折射解析法及反射解析法进行数据采集和解析。这四种解析方法设置于仪器内芯，即单点探测、双点探测、折射探测与反射探测，分别可用全自动、半自动、手动探测、解析。目的是使仪器适用性更广泛，突破了以往使用探测仪器只能由专业人员介入的局面。

三、探测应用效果

2006年利用此仪器在永煤公司矿井进行了实地探测，探测结果叙述如下：

在14＃317盘区51715轨道顺槽的顶煤厚度探测。

1、探测方法：采用单点探测，它是利用声波在介质界面反射原理来探测介质厚度和速度，它采用单个检波器检测单次锤击所反射回来的声波，并用自激自收解析法对声波数据进行解析。这种方法要求震源与检波器之间的距离尽可能减小（如图）

单点探测检波器和震源的关系

              Y          X

注：△X应接近于零  Y：检波器   X：震源

此种探测方法要求检波器、震源插入介质内或与介质充分接触

2、探测目的：目前该巷道沿着14-3＃层掘进，煤厚逐渐变薄，探测上方14-2＃煤层厚度，以便指导生产。

3、仪器工作主要参数：

采样间隔  20－60μs      采样点数  512个      已知传播速度   0.8-1m/ms

低截频率   60HZ              高截频率  300HZ

采集到的信号如图所示：

4、探测结果

单点探测的煤层结构为(2.5)1.6，而用钻探实测的巷道上方煤层结构为(2.3)1.8。

在14#414盘区81406面超前探测老空区

1、探测方法：单点探测

2、探测目的：在14-414-21406巷道迎头测距范围内是否存在老空区

具体采集到波型如图：

3、探测结果如下：在便携仪测距范围40米内前方未发现老空区，而实际钻探42米未见老空区，因此可视为相当准确。

结束语：从目前KDZ1114-3型仪器在永煤公司使用情况来看有以下特点：

        1、该仪器对永煤公司的煤岩层的物性变化反应灵敏。

2、轻巧便携，适合井下使用。

3、使用人工锤击作为震源，安全、激发方便。

4、探测结果显示直观，现场可出结果。

5、效益显蓍。

总之，对我公司解决与采空区贯通、顶板支护选择、探测地质构造，减少掘进废巷和解决采掘衔接紧张等方面不失为有效方法。

2007年5月17日

 作者介绍：李志保 1968年6月出生

                  1994年同煤集团职工大学毕业  大专文化

                  现永煤公司地测科工程师