在陜西省某煤礦的1509工作面,由于煤層埋藏較深,其直接充水含水層為煤系上覆地層的砂巖裂隙含水層。這些含水層的補給條件較差,富水性通常較弱。然而,煤系沉積基底奧陶系灰?guī)r的含水空間主要以溶蝕裂隙為主,其富水性表現出明顯的不均一性。此外,巖溶水的連通性良好,具有區(qū)域性的水位標高+370.00m。由于水頭壓力大,1509工作面的5#煤層位于+370.00m以下,因此屬于承壓開采。
武漢地大華睿地學技術有限公司于2024年4月3日對該煤礦1509進風順槽進行了瞬變電磁超前物探實驗工作。本次實驗的主要目的是為了探測巷道前方的含水構造形態(tài)和水力聯(lián)系,以便為煤礦的安全生產提供重要的水文地質信息。
本次物探使用的儀器型號為YCS200(B)礦用本安型瞬變電磁儀,該儀器適用于礦井下的復雜環(huán)境。瞬變電磁法勘探裝置采用重疊回線組合裝置,能夠有效提高探測的分辨率和信噪比。本次探測的范圍設定為100米,以確保能夠充分覆蓋巷道前方的關鍵區(qū)域。在1509進風巷掘進頭前方,共布置了4條測線,分別包括頂板斜向上45°、頂板斜向上30°順層、底板30°。每條測線上布置了9個物理點,共計36個測點。通過在掘進頭移動發(fā)射接收線圈,我們形成了4條超前探測的實測剖面,這些剖面將為我們提供巷道前方的含水構造形態(tài)和水力聯(lián)系的詳細信息。
YCS200B礦用本安型瞬變電磁儀
1、數據采集與分析:
1)1509進風巷掘進頭視電阻率斷面扇形圖45°斜向上(頂板)資料解釋
圖1 1509進風巷掘進斜向上45°(頂板)視電阻率斷面圖圖1展示了1509進風巷掘進頭前方45o斜向上(頂板)的視電阻率探測扇形剖面。根據資料解釋,該探測角度的扇形區(qū)域內未發(fā)現明顯的低阻異常。
2)1509進風巷掘進頭視電阻率斷面扇形圖30°斜向上(頂板)資料解釋
圖2 1509進風巷掘進頭視電阻率斷面扇形圖30°斜向上(頂板)
圖2呈現了1509進風巷掘進頭前方30o斜向上(頂板)視電阻率探測的扇形剖面。根據資料解釋,探測區(qū)域內右側出現了一處顯著的 高阻異常,這推測是由于右側的采空區(qū)所引起。高阻異常表明采空區(qū)內部相對干燥,沒有明顯的水體存在。
3)1509進風巷掘進頭視電阻率斷面扇形圖順層方向資料解釋
圖4 1509進風巷掘進頭視電阻率斷面扇形圖(順層)
圖4展示了1509進風巷掘進頭前方(順層)的視電阻率探測扇形剖面。根據資料解釋,探測區(qū)域內存在兩處異常:YC1附近的多個測道顯示出明顯的電阻率抬升,這可能是由于左后方鐵器的影響,因為鐵器的距離探測位置較近,并且存在較高的浮煤。這種高阻異常可能是鐵器造成的,但也不能完全排除頂板裂隙富水的可能性。YC2區(qū)域顯示出明顯的高阻異常,這推測是由于右側的采空區(qū)所引起。高阻異常表明采空區(qū)內部相對干燥,沒有明顯的水體存在。
4)1509進風巷掘進頭視電阻率斷面扇形圖30°斜向下(底板)資料解釋
圖5 1509進風巷掘進頭視電阻率斷面扇形圖30°斜向下(底板)
圖5呈現了1509進風巷掘進頭前方30°斜向下(底板方向)的視電阻率探測扇形剖面。分析結果顯示,在探測區(qū)域內識別出一個低阻區(qū)域。同時,在YC4附近的多個測道中觀察到了顯著的電阻率升高現象。這一高阻異常可能是由附近的鐵器干擾造成的,因為鐵器距離探測點較近,且該區(qū)域的浮煤較厚。盡管鐵器的干擾是一個可能的解釋,但底板富水的可能性也不能完全排除。
根據以上的探測結果及內容,我們可以得知以下幾點:
在45°斜向上(頂板)的探測中,未發(fā)現明顯的低阻異常,表明在該角度的頂板方向上,沒有顯著的含水構造或水體存在。
在30°斜向上(頂板)的探測中,右側出現的高阻異常推測是由于右側采空區(qū)所引起,表明采空區(qū)內部相對干燥。
在順層方向的探測中,YC1附近的電阻率抬升可能是由于左后方鐵器的影響,但不能完全排除頂板裂隙富水的可能性。YC2區(qū)域的明顯高阻異常同樣推測為右側采空區(qū)引起,表明采空區(qū)內部相對干燥。
在30°斜向下(底板)的探測中,識別出的低阻區(qū)域和YC4附近的高阻異??赡苁怯筛浇蔫F器干擾造成的,但底板富水的可能性也不能完全排除。
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