统计数据揭示老窑积水巷道电法异常3大特征

2019-05-05

  中煤科工集团西安研究院韩德品研究员团队通过对已经验证的直流电法超前探测的电性异常特征进行归纳总结,发现了3大特征:


  (1) 老窑积水巷道的直流电法超前探测异常特征之一,共同表现为1个单一下尖的低阻异常,宽度范围相对较小(3~5m)。


  (2) 老窑积水巷道异常特征之二,当其异常大于一倍均方差δ(至少为2级异常)时,一般对应老窑巷道积满水的情况;当大于2δ(3级异常),一般对应水量较大可能是灾害性异常(可作为预警条件)。


  (3) 窑积水巷道低阻异常特征三,当巷道内局部积水时,仍表现为低阻异常,异常相对较小,一般大于半倍均方差(1级异常)。应根据防治水有关规定采取有效措施进行验证。


  直流电法超前探测基本理论依据为对于均匀全空间,点电源的等位面是1个以点电源为球心的球壳,不管球壳的前面、后面、左面、右面其上的电位均相等,对于点电源来说,其球壳上的电位具有球对称性。在地下巷道内工作面供电点的后方就可以探测前方对称位置的电场情况。


  煤层被采空后,煤层上下岩层间形成一定的空间,破坏了岩石的完整性、连续性,故该处电阻率值明显与周边完整岩石的电阻率值不同,表现出局部电性异常特性。当采空区(或老窑巷道等)的空间被水完全充填,因矿化度较高,其电阻率常呈低阻反映;当采空区的空间不完全充填,其电阻率不一定呈低阻反映;当采空区的空间为空气充填,其电阻率常呈高阻反映。


  矿井直流电法超前探测技术在煤矿跟踪掘进工作面超前探测了数千次,每次探测距离约100m,探测距离误差一般不大于5%,已经成功探测出许多老窑积水巷道,尚无漏报,成功预防了多次老窑巷道透水事故。


  研究人员最后指出,电法具有多解性目前还没有克服,建议尽量使用两种物探相互验证,或物探与钻探相互验证可以减少多解性。


  这项研究得到了国家自然科学基金面上基金的资金支持,研究成果以《煤矿老窑积水巷道直流电法超前探测异常特征研究》为题发表于《bet28365体育科学技术》2019年第4期。


  直流电法超前探测原理示意


  井下直流电法超前探测施工布置


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  责任编辑:宫在芹
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男,1967年生于山西平遥,2014年4月被聘为建筑工程专业高级工程师,现...

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