综合物探在采煤工作面构造及富水性探查中应用分析

综合物探在采煤工作面构造及富水性探查中应用分析

谌旭辉

中国地质调查局军民融合地质调查中心 四川省成都市610000

摘要：随着科学技术的发展，我国的综合物探技术有了很大进展，并在采煤工作中得到了广泛的应用。为了让煤炭开采更顺利，就需要对采煤工作面的具体构造以及富水性情况进行分析，利用综合物探技术，对其结构进行探测，进而解决采煤工作面中潜在的危害。文章首先分析工作面安全开采的影响因素，其次探讨综合物探技术，最后就采煤工作面构造及富水性的综合物探操作进行研究，从而保证采煤过程是安全、高效的。

关键词：综合物探；采煤工作面；富水性

引言

煤炭作为我国国民经济发展的核心能源，其在所有能源结构中占据主导地位。为了满足煤炭的实际需求，及采煤工作面的生产率，提高煤炭质量尤为重要；同时，实现煤炭高效的回收可从一定程度上解决煤炭资源浪费的问题。对于大倾角厚煤层的综采工作面中，传统的走向长壁开采方式在实践应用中不仅对材料的消耗过大，生产成本高，而且单个工作面产率降低、煤炭回收率低。为了提升采煤工作面的开采效率，提升煤炭回收率，重点对其放煤工艺参数进行优化。

1工作面安全开采的影响因素

一般井下工作面的安全开采会受到人为因素、环境因素和设备因素的影响，具体体现在如下方面：第一，人为因素。主要包含员工安全意识淡薄、工人队伍文化素质低和工作人员疲劳施工等方面，在煤矿企业缺乏人力资源管理和相关培训教育下，不利于降低人为因素对煤矿开采安全性的影响。第二，井下环境因素。随着开采深度的增加，开采工作易受到井下地质结构复杂的影响，存在着湿度大、粉尘浓度高、瓦斯含量高等问题。在疏于管理和风险监测下，容易出现较严重的安全事故，需要煤矿企业重视井下环境因素的影响。第三，机械设备因素。可以细分为设备配套不合理、机械设备质量不合格和机械设备缺乏检修保养等方面。结合其中的机械设备检修而言，在设备处于长期高压的运转状态下，容易在缺乏检修下出现故障问题，既会影响开采效率，也会造成严重的安全风险。

2综合物探技术

2.1矿井瞬变电磁法

对于矿井瞬变电磁法来说，其是综合物探技术中的一个主要探测方法，这一方法在进行探测的时候主要是以磁源作为激励场源，这样才能激发出可以向介质传播的一种瞬变电磁场，这种电磁场也就是一次脉冲磁场。在一次脉冲磁场运行过程中，会出现间隙情况，在间歇时接收到介质，就会引起二次感应涡流场，这一磁场就可以更好地对地下介质的电阻率情况进行探测。由于矿井瞬变电磁技术对低阻体相对比较敏感，而且探测的距离比较远，探测方向比较准确，所以在对采煤工作面的构造和富水情况进行探测的时候，就会采用这一技术，可以更好地了解工作面的结构以及含水现象，为后续的回采提供数据基础。

2.2柱式采煤技术

柱式采煤技术是种较传统的煤炭开采技术，这一技术又可被分为房柱式采煤技术和巷柱式采煤技术。柱子是重点支护设备所以之间的距离保持在10~20m之间，然后进行采掘工作最终采用爆破法来回采。由于这种方式较为简单且工作面小，所以多个工作面能够一起运转，从而提升工作生产效率，节省资金。而煤柱尺寸的确定，需要考虑到很多因素，比如地质情况、煤质和采掘深度等。如若煤柱尺寸过大则会影响设备运行和放置，从而增加资金的用量。此外，工作中利用爆破法进行回采，会对环境带来很大污染，可能会污染周围的土壤、水资源，从而隐藏着很大的安全风险。

2.3无线电波透视技术

在采用无线电波透视技术进行工作面构造及富水性探测的时候，其主要的原理就是根据电磁波的电阻率和介电常数，了解工作面内部地质的异常现象。主要是让电磁波在煤层中进行传播，传播的时候其电阻率和介电常数就存在了差异性，对电磁波的吸收也就不同，根据电磁波吸收状况，就可以对独一工作面的地质异常现象进行探测。在正常情况下，此技术是需要在工作面顺煤层的两个巷道内进行，其中煤层中的一些断层、破碎带以及富含水区等构造，都能对电磁波进行折射、反射或者是吸收，这样就造成电磁波能量出现损耗，根据损耗情况就会形成透视阴影的异常区域。在探测的时候，如果工作面内存在地质异常体，那么其衰减系数就比较大，如果不存在异常体，那么其衰减系数就比较小，故可以根据衰减系数，来探测工作面内是否存在异常现象，保证探测更加全面。

3采煤工作面构造及富水性的综合物探操作

3.1加强设备管理

液体支架是煤矿井下采煤工作面顶板管理中的常用设备，所以在进行液体支架的选择时要十分谨慎。选择液压支架不仅要考虑支架的质量和性能，而且要考虑采煤工作面的实际情况以及煤层条件，同时在选择支架高度与设备时也要有合理性。其次，要选择合适的巷道支护方式来保护顶板，降低顶板安全事故的频率，使得采煤工作面顶板更加稳定与安全。最后，在设备管理工作中要注意设备是否有老化，如若磨损较为严重，则需要及时更换磨损设备，如有轻微老化现象也要及时上报。工作人员还需要在煤矿作业前进行检测设备，方便及时发现并处理问题，使工作效率提高。

3.2实施施工技术管理

工作面的支护要遵循“安全、可靠、经济”的原则。支护材料要有足够的强度，保证支架的正常工作；应根据不同的地质条件选择不同的支护形式，并在施工中不断总结经验，改进支护方法。严格按照设计进行施工，特别是过断层、褶曲等地质构造时，要采用科学的方法，先探后掘，并严格按照设计方案施工。在采掘工作面作业时，必须严格执行“敲帮问顶”制度，发现顶板有不稳定迹象或有冒落预兆时，必须立即停止作业，撤出人员。在正常情况下不得随意扩大敲帮问顶范围。对采煤工作面要加强支护质量管理。作业时要及时检查支架的初撑力及稳定性，发现问题及时采取措施处理。

3.3建立健全安全生产制度

第一，要做好岗位责任制度的建设完善，通过该制度确保安全岗位的设置具有合理性，同时明确各岗位的权责义务，提高管理效果。第二，对安全管理体系进行全面覆盖，既要对开采流程进行规范，也要结合开采特点进行安全防控方案的设计，以整套安全管理链条，增强管理效果。第三，做好安全监督制度的完善，结合常见监管问题进行该制度的完善，提高监管制度的落实效果，保证开采工作的顺利进行。第四，建立安全生产评价机制，借助该制度明确开采风险和提高问题处理效果，具体的评价方法包括安全检查表类比分析、作业条件危险性评价、预先危险性分析和事故树分析。

3.4实施顶板全周期动态监测

要加强顶板观测，掌握顶板动态变化情况，及时发现和处理问题。必须进行井下顶板观测，做好记录，分析其变化规律，掌握顶板活动规律，为顶板管理提供可靠依据。通过对观测资料的整理分析，找出顶板活动规律，为预防和处理顶板事故提供可靠的依据。在井下施工时，要加强观测工作，观察巷道或采空区顶、底板岩层运动情况，尤其是当围岩活动异常时更应加强观测。要进行井下钻孔，探测顶板活动情况。观测和探查的钻孔位置及深度要符合规定要求，观测要有记录。钻孔遇到冒顶、片帮及支护失效等现象时，应及时采取措施进行处理。要加强对巷道和采空区围岩变形情况的观测分析，掌握其变化规律。在出现异常情况时，应及时采取有效措施进行处理。

结语

将瓦斯赋存、矿井煤层所具有的特征、回采工作面瓦斯的主要来源相结合，经过多位一体瓦斯抽采方法，即钻孔抽采本煤层瓦斯，将低位抽采布置到顶板裂隙带底部来对上隅角瓦斯进行抽采，与将高抽巷布置到顶板裂隙带的上部和中部来对邻近煤层瓦斯进行抽采，可以很好地将其瓦斯涌出量降低，使工作面开采的

更加安全。

参考文献

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