2014星光一號(hào)井井下物探成果結(jié)果報(bào)告

1、內(nèi)蒙古星光煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司號(hào)井 1604 工作面井下物探成果報(bào)告送審稿）中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司2014 年 8 月項(xiàng)目名稱： 內(nèi)蒙古星光煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司一號(hào)井井下綜合物探委托單位： 內(nèi)蒙古星光煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司承擔(dān)單位： 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司院 長：董書寧總工程師：虎維岳項(xiàng)目負(fù)責(zé)：代鳳強(qiáng)報(bào)告編制：李明星 侯彥威審 核：曾方祿項(xiàng)目成員：侯彥威、李明星、康杰杰、趙廣軍、龐少東、張衛(wèi)華完成日期： 2014 年 8 月報(bào)告內(nèi)容包括文字報(bào)告一篇、附成果圖4 幅。前言內(nèi)蒙古星光煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司一號(hào)井（以下簡稱“星光一號(hào)井”）， 2011 年 11月由原“伊盟西部煤炭工業(yè)運(yùn)銷

2、公司一礦”更名，該礦井隸屬于內(nèi)蒙古星光煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司，行政區(qū)劃隸屬鄂托克旗棋盤井鎮(zhèn)管轄。1604 回采工作面，位于井田 16 號(hào)煤層中部一采區(qū)中部。 煤層底板下有一層平均厚度18.51m 的砂巖含水層，其含水性弱，局部地段變薄。 16 號(hào)煤層底板至奧灰頂界厚度27.39 50.73m 。根據(jù)地質(zhì)資料，井田奧灰水位標(biāo)高為 1145.171056m ，16 號(hào)煤層開 采標(biāo)高為 1190 1070m ，部分區(qū)域?yàn)閹洪_采，若底板裂隙發(fā)育則奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙 水有沿裂隙頂托補(bǔ)給的可能。在工作面回采期間底板水也有可能沿底板擾動(dòng)裂隙帶涌入工 作面，對(duì)工作面安全回采構(gòu)成一定威脅，因此在工作面回采前需要

3、對(duì)工作面底板富水性異常分布范圍進(jìn)行物探探測，以查清工作面底板含水層富水異常區(qū)的分布范圍、特征及相對(duì) 強(qiáng)弱，為工作面探放水工作的設(shè)計(jì)、實(shí)施提供參考依據(jù)。1604 工作面的井下數(shù)據(jù)采集工作于 2014 年8月22 日完成，之后對(duì)資料進(jìn)行綜合分 析解釋，現(xiàn)提交 1604 工作面井下物探成果報(bào)告，供礦方在防治水工作中參考使用。在數(shù)據(jù)采集與資料分析解釋過程中，內(nèi)蒙古星光煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司及一號(hào)井各主管處室領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)部同志們給予了大力支持，在此一并表示衷心的感謝。目錄目 錄 11 概況 31.1 目的任務(wù) 31.2 工作面概況 31.3 地質(zhì)概況 31.4 地球物理特征 92 工作方法與技術(shù) 92.1

4、方法選擇依據(jù) 92.2 方法原理 102.3 儀器設(shè)備 112.4 施工技術(shù) 122.5 測點(diǎn)布置與工作量 132.6 技術(shù)保障措施與數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)述 133 資料處理與解釋 143.1 資料處理方法 143.2 資料解釋方法 154 成果資料分析 164.1 斷面異常特征 164.2 平面異常特征 174.3 異常性質(zhì)推斷 185 結(jié)論及建議 191 概況1.1 目的任務(wù)采用礦井瞬變電磁探測技術(shù)探查工作面底板巖層 080m 范圍內(nèi)富水性異常分布 范圍、特征及相對(duì)強(qiáng)弱，為防治水工程與技術(shù)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。1.2 工作面概況1604 回采工作面，位于井田 16 號(hào)煤層中部一采區(qū)中部。工作面條帶寬度

5、135m ，條 帶推進(jìn)長度約 867m ，開采面積約 0.117km 2。1604 工作面條帶內(nèi)可采 16 號(hào)煤層厚度 4.75 6.64m ，平均厚 5.5m 。1604 工作面條帶內(nèi)煤層底板標(biāo)高為 1120.0m 1140.0m 之間，煤層埋藏深度為 150.0m 200.0m 之間，平均埋深 180m 左右，傾角 6°8°。煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般無夾矸，局部含12 層夾矸，夾矸厚 0.05 0.27m ，夾矸層位穩(wěn)定，巖性主要為泥巖、炭質(zhì)泥巖。1.3 地質(zhì)概況1、地層井田位于白云烏素勘探區(qū)的東北部，根據(jù)內(nèi)蒙古義民資源勘查與環(huán)境檢測有限責(zé)任 公司編制的內(nèi)蒙古自治區(qū)桌子山煤田

6、白云烏素勘探區(qū)伊西一礦（整合）煤炭資源儲(chǔ)量 核實(shí)報(bào)告本礦井地質(zhì)特征簡述如下：1、奧陶系下統(tǒng)（ O1 ）：為石炭二疊系煤層之基底。按巖性特征及動(dòng)物化石，分下部 巖段及上部巖段。桌子山組（ O11 ）：分布在本井田東北側(cè)煤層露頭外的山上，為蘭灰色厚層狀石灰?guī)r， 致密質(zhì)純，含有直角石等頭足類化石，約厚 200m 以上。三道坎組（ O12 ）：分布在本井田西側(cè)西來峰逆斷層以西。為深灰色薄層石灰?guī)r、黃綠色薄層狀砂泥巖、鈣質(zhì)泥巖及薄層灰?guī)r。全層厚大于400m 。2 、石炭系（ C）：本井田的主要含煤地層。本溪組（ C2b ）：以灰白色致密堅(jiān)硬的石英砂巖及薄層灰黑色泥巖組成，夾薄煤12層，一般不可采。底部與

7、奧陶系平行不整合的接觸面上有雞窩狀山西式鐵礦。砂巖顆粒由 下而上有變細(xì)趨勢，厚度變化較大，全層厚度 6.61 34.63m ，平均厚 23.04m 。太原組（ C2t ）：為本井田主要含煤地層。組成巖性為砂泥巖，煤層及中、細(xì)砂巖。本 組下段地層含煤豐富，共含煤五層， 13 、14 、15 、16 、17 號(hào)層，稱丙煤層。本段巖石粒 度較細(xì)。上段地層含煤較少，煤層也薄，細(xì)中砂巖逐漸增多。厚度由56.57 87.04m ，平均 67.46m 。3 、二疊系（ P）：是本井田含煤地層之一，根據(jù)巖性特征，顏色等將其分為上下兩統(tǒng)。 下統(tǒng)（ P1）：根據(jù)巖性特征及含煤情況又分為山西組及下石盒子組。（ 1）

8、山西組（ P1s）：為本井田主要含煤地層段，含煤四層， 7、8、9、10 號(hào)層，合稱 乙煤組，富煤層段在本組下段，含煤穩(wěn)定，中上部多以中、粗砂巖夾砂質(zhì)泥巖組成。根據(jù) 富煤情況及巖性特征，將此組又分為四個(gè)巖性段（ P1s1P1s4 ），各段巖性分述如下： 第一巖段（ P1s1 ）：其巖性下部為灰色、灰白色砂巖、粘土巖及砂質(zhì)泥巖，與煤層互 層，含 8 、9 、10 號(hào)三個(gè)煤層，稱為“乙煤組”或“中煤組” 。上部巖性以灰色、灰白色砂 質(zhì)泥巖及灰黃色中粗粒砂巖為主，含砂質(zhì)泥巖。井田內(nèi)該巖段厚度約 23m 。第二巖段（ P1s2 ）：巖性以灰白色中粗粒砂巖為主，夾灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖，含煤 線，層位相當(dāng)

9、于 5 號(hào)煤層，很不穩(wěn)定，僅局部發(fā)育，呈薄煤層或煤線。該巖段底部粗砂巖 局部含礫。核實(shí)區(qū)內(nèi)零星出露，厚度約 34m 。第三巖段（ P1s3 ）：據(jù)區(qū)域資料，巖性以灰黃綠色砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，夾細(xì)砂巖、 粉砂巖及 1 2 層薄煤，相當(dāng)于 2 、3 號(hào)煤層位，局部發(fā)育，呈薄煤或煤線，稱甲煤組（或 上煤組）。核實(shí)區(qū)范圍內(nèi)厚度約 15m第四巖段（ P1s4 ）：據(jù)區(qū)域資料，其巖性下部以灰白色、局部風(fēng)化面呈淺褐紅色中粗 粒砂巖為主，該層砂巖底部含礫石。中上部巖性為灰黑色粉砂巖、砂泥巖互層夾不穩(wěn)定的 砂質(zhì)粘土巖。零星出露厚度約 20m 。（2）下石盒子組 （P1x）：為灰白色巨厚層狀中粗粒砂巖夾少量灰綠色

10、砂質(zhì)泥巖組成。 根據(jù)巖性將此組分為三個(gè)巖性段（ P1x1 P1x3 ）。本組不含煤。本組厚度較穩(wěn)定，總厚在 200m 左右。上統(tǒng)（ P2）：為一套紫紅、灰紫、灰綠等雜色砂泥巖，砂質(zhì)粘土巖及中、粗砂巖組成。 由于本統(tǒng)巖層膠結(jié)松軟，易風(fēng)化剝蝕，只在中部分水嶺的山上有零星殘存。4 、第四系（ Q）：本井田北部的白云烏素溝、黑龍貴溝及其它本井田內(nèi)小的沖溝內(nèi)多 被此層覆蓋。洼地上多為黃土、砂土及風(fēng)積砂。階地上為半膠結(jié)及松散礫石層。河床內(nèi)多 為沉積礫石或砂粒，厚度 010m 。2 、煤層本井田內(nèi)煤層自上而下編號(hào)為 2 18 號(hào)。按各煤層在地層中所占空間位置及組合， 將 其分為三個(gè)煤組，即甲、乙、丙煤組。甲

11、、乙煤組在二疊系山西組的中部及底部，丙煤組 在石炭系太原組的下部。甲煤組含 2、 3、4 三個(gè)煤層，為薄煤層或煤線。乙煤組含 7 、8 、 9、10四個(gè)煤層，其中 8、9號(hào)兩層煤較為發(fā)育， 為井田內(nèi)主要可采煤層。 丙煤組包括 14、 15 、16、17 、18 號(hào)五層煤，其中 16 號(hào)煤層全井田發(fā)育，為主要可采煤層。井田內(nèi)可采煤層為： 8-1 、9-2 、16-1 、16-2 、17 號(hào)五個(gè)煤層。1 、8-1 號(hào)煤層、 9-2 號(hào)煤層已采空。2、16-1 號(hào)煤層：本礦井主要可采煤層， 全區(qū)可采。厚度0.51 3.81m ，平均 2.16m ，般厚度為 1.70 2.00m 以上，夾矸 08 層

12、，一般 23 為層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的較穩(wěn)定煤層3、16-2 號(hào)煤層：本礦井主要可采煤層， 全區(qū)可采。厚度 0.82 4.75m ，平均 2.26m ， 一般在 2.30m 以上。夾矸 0 8 層，一般為 3 層，屬結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的較穩(wěn)定煤層。4、17 號(hào)煤層：厚度 0.40 1.50m ，平均 0.86m ，僅西部區(qū)外補(bǔ) 37 及8566 孔達(dá)不 到可采厚度，但插點(diǎn)后不影響區(qū)內(nèi)，屬厚度煤質(zhì)變化較大的不穩(wěn)定煤層。3 、 水文地質(zhì)概況（一）地表水系 本井田位于桌子山背斜西翼南部的轉(zhuǎn)折端。為半干旱的半沙漠區(qū)，少量的降水集中在7、 8 、9 三個(gè)月。強(qiáng)烈的蒸發(fā)，地形高差的限制，地表水系很難形成。井田內(nèi)小型干溝較

13、 多，主要有北部的白云烏素和南部的棋盤井溝，只在雨季偶發(fā)洪流，經(jīng)阿布且亥溝和拉僧 廟溝注入黃河。礦區(qū)北部為低山丘陵地，南部地形較低，為荒漠化平地，區(qū)內(nèi)一般海拔標(biāo) 高在 1270 1330m ，黃河水面標(biāo)高為 1065m 。地表無常年逕流，因此礦區(qū)的地下水補(bǔ)給來源主要為大氣降水。但由于降水期集中， 偶發(fā)洪流下泄迅速，只有很少部分可補(bǔ)給地下水，致使井田內(nèi)的各含水層含水性貧弱。（二）含水、隔水層帶1、松散的第四系孔隙潛水含水組 風(fēng)積砂、黃土狀亞砂土、半膠結(jié)的階地礫石層分布零散，厚度0 10 米，透水而不含水。南部 平緩地 區(qū)較 厚， 1966 年施 工的 168 號(hào)鉆孔抽水試 驗(yàn) q=0.679L/

14、s ·m ， K=26.02m/d ，硬度為 8.58 德國度，礦化度 0.295g/L ，為 HCO3-1-Ca2+ ·K+Na+ 型水。2、堅(jiān)硬巖層裂隙孔隙承壓水含水層第含水帶（ P23 ）：紫紅色、磚紅色的砂泥巖及灰白色、深綠色中細(xì)砂巖互層，厚度0 150m ，含水微弱，抽水試驗(yàn) q=0.109l/s ·m ， K=0.119m/d 。本井田內(nèi)基本無此層出露第含水帶（ P1s4 P1s3 ）：上部為灰白色粗中砂巖，下部為中細(xì)砂巖、泥巖夾粘土 巖，巖層大部分裸露于地表， 風(fēng)化裂隙較發(fā)育， 地面坡度較大。 含水層平均厚 104m ，155 號(hào)鉆孔資料 q=0.0

15、639L/s ·m ，K=0.476m/d ，礦化度 0.211k/L ，總硬度為 6.38 德國度， 水質(zhì)類型為 HCO3-Ca ·K+Na 。第一隔水帶（ P1s3 下部）：砂泥巖粘土巖及 2 號(hào)煤，一般厚 6m 。層位較穩(wěn)定，隔水 性較好。第含水帶（ P1s2 8 號(hào)煤頂）：灰白色粗中砂巖及細(xì)砂巖，平均厚 26.87m ，含水微 弱。第二隔水帶（ P1s1 及 8 、9 號(hào)煤層）：主要為粘土巖、砂泥巖， 8 、9 號(hào)煤層厚 9.85m 且較穩(wěn)定，隔水性能良好。第含水帶（ C2t2 及 16 號(hào)煤層頂板巖層）：灰白、淺灰色細(xì)砂巖局部中砂巖含砂泥 巖，平均厚度 15.63

16、m 。含水弱，抽水試驗(yàn)資料： q=0.000442L/s ·m ，K=0.00362m/d ， 總硬度 24.6 ，礦化度 1.126g/L ，類型為 SO4 ·HCO3 ·Cl-K+Na ·Ca 型。第三隔水帶（ 16 號(hào)煤層及砂泥巖）：一般厚 6m ?？拷鱽矸鍞鄬右粠Ш畬幼儽。?但總體隔水性較好。第含水帶（ 16 號(hào)煤底 O2 ）：灰白色細(xì)砂巖、中砂巖、局部為含礫粗砂巖，平均厚 度 18.51m 。8531 鉆孔內(nèi)含水層 5m ，弱含裂隙孔隙水。 q=0.000254 0.00217L/s ·m ， K=0.00139 0.545m/d

17、 ，總硬度 72.1 14.66 德國度，礦化度 3.675 0.776g/L ，水質(zhì) 類型為 Cl·SO4-K+Na ·Mg 。該層含水性弱，局部地段變薄，下有奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙水， 有沿裂隙頂托補(bǔ)給的可能，生產(chǎn)中一定要引起重視。各隔水層層位穩(wěn)定性較好，但在斷層附近或乙煤組、丙煤組采空區(qū)，各含水層的水力 聯(lián)系被破壞，有可能造成局部涌水量加大，應(yīng)予以注意（三）奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙水地質(zhì)報(bào)告揭露奧陶系灰?guī)r鉆孔很少，未作抽水試驗(yàn)。一般含水微弱，但在西來峰斷層 以西的拉僧廟水源區(qū)含水較豐富，據(jù) 106 號(hào)鉆孔抽水試驗(yàn)資料， q=O.551L/s ·m ， K=7.88m

18、/d 。105 號(hào)鉆孔抽水試驗(yàn) q=O.581L/s ·m ，K=1.32m/d ，該鉆孔已成為公烏素 礦區(qū)供水水源孔。但由于巖溶裂隙發(fā)育程度很不均一，賦水程度往往相差懸殊?？偟目次?來峰兩側(cè)含水差異性很大，西南部較豐富，東部含水較微弱。參照中國礦業(yè)大學(xué) 2010 年 5 月編制的伊盟西部煤炭工業(yè)運(yùn)銷公司一礦 16 煤層奧 灰?guī)洪_采安全性評(píng)價(jià)報(bào)告，本井田內(nèi)無揭露奧陶系的鉆孔，未作過正式抽水試驗(yàn)，白 云烏素區(qū)內(nèi)只有 145 、8523 及 4 號(hào)孔進(jìn)行過抽水試驗(yàn)，其單位涌水量為 0.00353 0.50598L/s.m ，另有華泰洗煤廠水源井揭露奧陶系灰?guī)r 153m ， Q=28m3

19、/h ；星光一號(hào) 井副斜井水倉中揭露奧灰，厚度不詳，估算涌水量約 11 m3/h 。本礦區(qū)（10 號(hào)、8523 、145 號(hào)鉆孔）16 號(hào)煤層底板至奧灰頂界厚度 27.39 50.73m ， 巖性包括石英砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖 ，16 煤與奧灰之間以砂巖為主。在精查地質(zhì)報(bào)告中，將這一段劃分為第含水帶，據(jù)區(qū)域抽水資料， q=0.000254 0.00217L/s.m,K=0.00139 0.545m/d ，滲透性很弱， 并且山西組底部含有泥巖和山西式 鐵礦，具有較好隔水作用。因此，相對(duì)于奧灰含水層而言，它能夠阻止奧灰水進(jìn)入 16 煤 采空區(qū)，可以認(rèn)為是一個(gè)相對(duì)隔水層。這些巖層中既有阻水性較

20、好泥巖和砂質(zhì)泥巖又有抗 壓強(qiáng)度較強(qiáng)的砂巖，有利于 16 煤開采安全。根據(jù)井田內(nèi) 3 個(gè)奧灰鉆孔和井田內(nèi)的水源井資料，奧灰水位標(biāo)高為 1145.17 1056m ，若取最高水位 1145.17m ，M0 為隔水層厚度，取最小厚度 27.39m ，在井田最 低開采深度為 1070m 時(shí)， P=1.03 Mpa ；代入公式計(jì)算得 T=0.04Mpa/m 。按煤礦防 治水規(guī)定附錄四規(guī)定，在底板隔水層完整地段，當(dāng)突水系數(shù)值小于 0.1 Mpa/m 時(shí)，或 在底板受構(gòu)造破壞塊段突水系數(shù)小于 0.06 Mpa/m 時(shí)是安全的。據(jù)此可以認(rèn)為在整個(gè)井 田內(nèi) ,1145.17m 以上為非帶壓區(qū)，開采是安全的，而

21、1145.17m 以上為帶壓區(qū)，但 16 號(hào)煤突水系數(shù) T 都小于 0.06Mpa/m ，在無導(dǎo)水構(gòu)造的情況下開采是安全的。當(dāng)取奧灰最低水位 1056m 時(shí)，已低于 1070m 開采標(biāo)高，整個(gè)井田為非帶壓區(qū)，無 突水危險(xiǎn)。根據(jù)突水系數(shù)值和斷層的分布狀況可以看出，在本礦井大部分區(qū)域回采是安全的，只 有在斷層附近回采具有一定的危險(xiǎn)性。1.4 地球物理特征不同巖石具有不同的導(dǎo)電性，一般泥巖、粉砂巖、中粗砂巖的電阻率值依次增高，而灰?guī)r電阻率更高。煤系在垂向上的巖性變化，表現(xiàn)為電阻率的升高或降低；順地層方向巖 性變化一般較小，表現(xiàn)為電阻率較均勻。當(dāng)煤系穩(wěn)定時(shí)，垂向上電阻率的變化規(guī)律基本一 致，在順層方向

22、導(dǎo)電性相對(duì)均一。當(dāng)煤系砂巖中有充水裂隙， 或受斷層切割導(dǎo)致破碎帶含水時(shí)， 由于水體良好的導(dǎo)電性， 使構(gòu)造處與圍巖產(chǎn)生明顯的電性差異，這就是用礦井電法進(jìn)行水文地質(zhì)探測的地球物理前 提。2 工作方法與技術(shù)2.1 方法選擇依據(jù)礦井瞬變電磁探測法，在國際上廣泛應(yīng)用，并在近十幾年煤礦防治水方面取得長足發(fā)展的煤礦物探新技術(shù)。該技術(shù)是采用測量地層中建立特定磁場的分布規(guī)律，對(duì)含 水、導(dǎo)水構(gòu)造進(jìn)行探查，對(duì)地下水體反映敏感，效果良好。2.2 方法原理瞬變電磁法，又稱時(shí)間域電磁法。常用的勘探過程為：首先向發(fā)射源中通一定的發(fā)射 電流，發(fā)射源為具有一定形狀及匝數(shù)的線圈，此時(shí)在空間中建立起穩(wěn)定的磁場即一次場； 某時(shí)刻突然

23、切斷發(fā)射電流，發(fā)射電流的突變導(dǎo)致一次場隨之改變，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，變 化的一次場能夠在導(dǎo)電地質(zhì)體中激發(fā)感應(yīng)電流，同樣此感應(yīng)電流在周圍空間產(chǎn)生感應(yīng)磁場 即二次場，此時(shí)利用接收線圈對(duì)二次場進(jìn)行觀測記錄。因?yàn)槎螆鍪菍?dǎo)電地質(zhì)體在一次場 作用下產(chǎn)生的，所以其有關(guān)電磁特性與導(dǎo)電地質(zhì)體的電性特征密切相關(guān)，因此通過對(duì)觀測 記錄的二次場進(jìn)行分析，就能推得相關(guān)導(dǎo)電地質(zhì)體的地電信息。又因?yàn)榈刭|(zhì)體的相關(guān)地電 信息與其成分組成、構(gòu)造發(fā)育及含水性等有關(guān)，構(gòu)造發(fā)育程度高、含水性強(qiáng)的地層導(dǎo)電性 往往比較好，因此利用分析得出的地電信息就能對(duì)地質(zhì)體相關(guān)地質(zhì)特征作出合理解釋。礦井瞬變電磁法基本原理與地面瞬變電磁法基本原理相同。所

24、不同的是，礦井瞬變電 磁法是在井下巷道內(nèi)進(jìn)行，瞬變電磁場呈全空間分布，全空間效應(yīng)成為礦井瞬變電磁法固 有的問題。再一個(gè)最主要的原因瞬變電磁對(duì)埋深較淺的鐵器等低阻體比較敏感。-ZZ圖 1 全空間瞬變電磁場的傳播2.3 儀器設(shè)備探測儀器采用澳大利亞生產(chǎn)的 TerraTEM 瞬變電磁儀，如圖 2 所示圖 2 TerraTEM 瞬變電磁儀1) 儀器特點(diǎn)優(yōu)勢 儀器采用便攜式接收機(jī)和發(fā)射機(jī)為一體的獨(dú)特設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)緊湊，攜帶方便，封閉性很 好，中功率發(fā)射電流 10A ?？勺霎?dāng)前瞬變電磁方法所有的工作裝置，包括同一回線、重 疊回線、中心回線、分離回線、用戶自定義裝置等。 500KHz 的高速采樣率以最小 2 微

25、 秒速度進(jìn)行采樣，大大提高了分辨率，豐富的時(shí)間門窗口，并且窗口選擇非常靈活，可以 根據(jù)野外工作情況具體手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)整，最大可達(dá) 144 個(gè)；完全數(shù)字化采集；相比傳統(tǒng) 的模擬信號(hào)采集儀器性能大大提高。大動(dòng)態(tài)范圍，可達(dá) 156dB 。分辨率： 28 位。采用極 低的關(guān)斷時(shí)間，在發(fā)射線圈 40m ×40m ，電流 2A 情況下，關(guān)斷時(shí)間 2 微秒。 15 英寸 觸摸屏液晶顯示器配合完整的數(shù)據(jù)處理和初步解釋軟件，可實(shí)時(shí)顯示采集數(shù)據(jù)、采集發(fā)射 波形、分析信號(hào)噪音、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集的質(zhì)量、數(shù)據(jù)處理。具有儀器自檢功能，在儀器開機(jī) 后，儀器會(huì)首先進(jìn)行自檢，檢查儀器是否正常工作，避免因非人為原因采集無效數(shù)

26、據(jù)，可 單道或者三道接收。2）主要技術(shù)指標(biāo) :（ 1） 發(fā)射機(jī)：中功率：輸出： 10 安培（最大），開/關(guān)周期： 10ms（50Hz） 或 8.33ms（60Hz ）可調(diào)（2）接收機(jī)：采樣率： 每道 500KHz, 固定模擬輸入： +/-40 伏連續(xù)過壓保護(hù)增益： 1,2,4,8,16,32,64,100,1000,8000 和自動(dòng)（軟件可選）動(dòng)態(tài)范圍： 156dB （有效）分辨率： 最大 28 位測量內(nèi)容： 接收發(fā)射線圈電阻、發(fā)射電流、關(guān)斷時(shí)間、電池電壓、自動(dòng)增益調(diào)節(jié)、位移標(biāo)定。顯示： 15 英寸液晶顯示屏、觸摸屏（防潮） 、1GB 存儲(chǔ)、 USB 接口傳輸數(shù)據(jù)。規(guī)格：輕質(zhì)鋁制機(jī)箱，尺寸：

27、530 ×350 ×160mm電池盒尺寸： 280 ×050 ×180mm2.4 施工技術(shù)礦井瞬變電磁法探測采用專門用于井下的多匝矩形發(fā)射線框，邊長為2m×2m 。采用重疊回線裝置進(jìn)行探測，發(fā)射線框和接收線框是兩個(gè)獨(dú)立的線框，探測時(shí)主機(jī)與發(fā)射機(jī)中 間間隔一定距離，一般大于 2m 。礦井瞬變電磁法超前探測是將發(fā)射線框和接收線框垂直 放置于巷道掌子面后方，轉(zhuǎn)換不同角度則可探測掘進(jìn)頭前方或側(cè)方一定范圍的電阻率分 布，根據(jù)電阻率分布情況推斷巷道掘進(jìn)頭前方是否存在含水異常體2.5 測點(diǎn)布置與工作量本次物探設(shè)計(jì)控制區(qū)域?yàn)?1604 工作面切眼向工作面開口方

28、向 300m 區(qū)段。測點(diǎn)布置以巷口為起點(diǎn)，用皮尺量距，以 10m 為點(diǎn)距，編號(hào)分別在回風(fēng)順槽、運(yùn)輸 順槽編點(diǎn)，兩條順槽均從 0#點(diǎn) 30# 點(diǎn)。實(shí)際工作量如下表：表1 井下電法工作量統(tǒng)計(jì)一覽表巷道名稱礦井瞬變電磁設(shè)計(jì)（ m ）實(shí)測（ m ）運(yùn)輸順槽300300回風(fēng)順槽300300共計(jì)6006002.6 技術(shù)保障措施與數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)述技術(shù)保障措施：井下物探施工時(shí)，無其它生產(chǎn)活動(dòng)，施工時(shí)機(jī)較好。遇到鐵器等干擾時(shí)線框離開鐵器 一定距離。原始資料質(zhì)量評(píng)述：為了保證原始資料質(zhì)量，施工嚴(yán)格按照煤炭電法勘探規(guī)范進(jìn)行。資料質(zhì)量以 檢查點(diǎn)相對(duì)均方誤差值來衡量。其公式表示為：'2i ' i / 2ni

29、 i' 2式中 n 為檢測點(diǎn)個(gè)數(shù)；i 為第 i 個(gè)點(diǎn)的原測值；i ' 為第 i 個(gè)點(diǎn)的檢測值按公式計(jì)算，井下采集數(shù)據(jù)總的均方差不超過 5% ，符合規(guī)范要求，說明原始數(shù) 據(jù)質(zhì)量可靠。3 資料處理與解釋3.1 資料處理方法井下數(shù)據(jù)采集工作完成后，就進(jìn)入了資料整理階段。對(duì)所測的視電阻率數(shù)據(jù)進(jìn)行全空 間校正，巷道空間校正，為了形象地表示各探測區(qū)段巷道底板視電阻率的變化情況，將所 測各點(diǎn)的視電阻率值繪制成橫坐標(biāo)為點(diǎn)號(hào)，縱坐標(biāo)為深度的視電阻率等值線斷面圖。此圖 可直觀地看出沿巷道方向煤層底板以下巖層橫向、縱向視電阻率的變化情況。一般約定綠 色區(qū)域?yàn)榈妥鑵^(qū)，而磚紅色區(qū)域?yàn)楦咦鑵^(qū)，從剖面圖的顏

30、色上極易分辨出探測區(qū)段巷道底 板視電阻率的高低變化情況。井下電測深數(shù)據(jù)采集工作結(jié)束后，就得到了反映巖石電性特征的第一手資料。采集的 視電阻率數(shù)據(jù)經(jīng)檢查驗(yàn)收后，分別送入軟件庫進(jìn)行資料處理。通過對(duì)各種定性、定量圖件 的分析和解釋，可查明探測區(qū)段內(nèi)煤層底板異常區(qū)段的分布及上下連通情況。資料處理后所繪制的定性和定量圖件包括：視電阻率等值線斷面圖，視電阻率低阻異常斷面圖，底板下某一深度的視電阻率低阻異常趨勢平面圖和音頻電穿透成果圖等。本次電法解釋工作是在已知地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，采取由已知到未知，由點(diǎn)到線，由線 到面，由簡單到復(fù)雜的解釋原則。首先對(duì)探測區(qū)段內(nèi)資料進(jìn)行定性解釋，定性分析剖面和 平面上視電阻率的

31、變化情況；然后在定性解釋的基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理，可得到各探 測區(qū)段相對(duì)異常區(qū)的分布情況。3.2 資料解釋方法數(shù)據(jù)的解釋遵循與其它電法相同的規(guī)律與程序，即結(jié)合已知的地質(zhì)、鉆探和水文 等資料，從已知到未知，從點(diǎn)到線，從線到面，從簡單到復(fù)雜，去偽存真，由表及里 的原則進(jìn)行分析推斷。1）人工解釋與計(jì)算機(jī)解釋相結(jié)合 以人工解釋為基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)為工具，由粗到細(xì)逐步進(jìn)行。人工解釋通過對(duì)主干剖 面的解釋，確定所對(duì)應(yīng)的地質(zhì)層位，勾繪地層總體賦存形態(tài)以及構(gòu)造格局，為后期人 機(jī)聯(lián)作精細(xì)解釋打下基礎(chǔ)；而人機(jī)操作交互解釋系統(tǒng)對(duì)于電磁法數(shù)據(jù)的解釋具有特殊 的優(yōu)越性，是精細(xì)解釋必不可少的工具。它能充分地利用人機(jī)界面對(duì)數(shù)據(jù)

32、體進(jìn)行精細(xì) 解釋，具有保持追蹤功能，從而大大提高對(duì)各種地質(zhì)現(xiàn)象的分辨率。2）垂直斷面與水平 / 順層切片解釋相結(jié)合 視電阻率深度擬斷面圖直觀地反映地層的電性變化特征，可以提供層位劃分、 層位追蹤、深度確定、異常圈定等方面的諸多信息，視電阻率深度擬斷面異常圖是 資料分析和成果表現(xiàn)的主要圖件之一。如果把已知鉆孔、斷層、煤層和其它特征層的 地質(zhì)信息附加其上，即可構(gòu)成綜合推斷解釋成果的斷面圖。視電阻率異常平面圖反映某層位巖層的電性分布和變化特征，常用來分析和確定 地質(zhì)異常體的平面分布位置、規(guī)模范圍、走向延伸等情況，形象地稱之為水平切片， 原則上可以提供任意深度的水平 /順層切片， 視電阻率平面等值線異

33、常圖是資料分析和 成果表現(xiàn)的主要圖件。視電阻率擬斷面圖和視電阻率異常平面圖各有側(cè)重、相互補(bǔ)充，從不同的觀察角 度立體地反映地層電性及含水異常分布特征。相對(duì)于某個(gè)具體的地質(zhì)異常，斷面圖與 平面圖在本質(zhì)上是一致的、對(duì)應(yīng)的。3）電性解釋與地質(zhì)信息相結(jié)合 物探異常具有相對(duì)性與多解性，需要結(jié)合已知的地質(zhì)信息，按從已知到未知， 從點(diǎn) 到線，由線到面，由淺入深的原則進(jìn)行綜合分析，以提高成果的可靠性和精度。4 成果資料分析本次物探工作提交附圖 4 幅：附圖 1：1604 工作面礦井瞬變電磁探測回風(fēng)、 運(yùn)輸順槽底板下巖層視電阻率異常等值線斷 面圖附圖 2： 1604 工作面礦井瞬變電磁探測底板下方 20m 深度

34、附近巖層平面異常圖附圖 3： 1604 工作面礦井瞬變電磁探測底板下方 40m 深度附近巖層平面異常圖附圖 4： 1604 工作面礦井瞬變電磁探測底板下方 60m 深度附近巖層平面異常圖4.1 斷面異常特征在視電阻率異常斷面圖上，若地層不受富水區(qū)或含導(dǎo)水構(gòu)造影響，煤系的電阻率有序 變化，在視電阻率斷面圖上等值線變化穩(wěn)定，呈似層狀分布；當(dāng)存在低阻富水區(qū)或含導(dǎo)水 構(gòu)造時(shí)，異常處電阻率值降低，等值線分布表現(xiàn)為扭曲、變形或呈密集條帶等形狀。視電 阻率斷面圖橫軸為距離 0 號(hào)測點(diǎn)水平距離，縱軸為深 / 高度。圖中用藍(lán)色表示相對(duì)低的電 阻率值，磚紅色表示相對(duì)高的電阻率值。為了更加突出異常， 對(duì)視電阻率 -

35、 深度等值線斷面圖進(jìn)一步處理， 得到視電阻率斷面異 常圖。下面分別對(duì)回風(fēng)順槽、運(yùn)輸順槽簡要描述：1）回風(fēng)順槽底板視電阻率斷面異常特征如附圖 2 所示， 1064 工作面回風(fēng)順槽本次探測的底板下方主要發(fā)育有 3 處低阻異常 區(qū)，分別位于 0 號(hào)4 號(hào)測點(diǎn)之間（回風(fēng)順槽巷口向切眼方向 2060m ），14 號(hào)19 號(hào)測 點(diǎn)之間（回風(fēng)順槽巷口向切眼方向 160210m ）， 25 號(hào)29 號(hào)測點(diǎn)之間（回風(fēng)順槽巷口 向切眼方向 270310m ），依次命名為 1 、2、3 號(hào)異常區(qū)。1 號(hào)異常范圍較小， 位于巷道底板下 4070m 附近，異常中心位于 2 號(hào)測點(diǎn)巷道底板 下 55m 附近。2 號(hào)異常區(qū)

36、范圍較小，異常位于巷道底板下 5585m 附近。3 號(hào)異常區(qū)范圍較小，異常位于巷道底板下 3560m 附近，異常中心位于 2628 號(hào) 測點(diǎn)巷道底板下 4050m 附近。2）運(yùn)輸順槽底板視電阻率斷面異常特征如附圖 2 所示， 1064 工作面運(yùn)輸順槽本次探測的底板下方主要發(fā)育有 3 處低阻異常 區(qū)，分別位于 7 號(hào)11 號(hào)測點(diǎn)之間（運(yùn)輸順槽巷口向切眼方向 90130m ），20 號(hào) 25 號(hào) 測點(diǎn)之間（運(yùn)輸順槽巷口向切眼方向 220270m ），26 號(hào)30 號(hào)測點(diǎn)之間（運(yùn)輸順槽巷 口向切眼方向 280320m ），依次命名為 1 、2、3 號(hào)異常區(qū)。1 號(hào)異常區(qū)范圍中等，異常位于巷道底板下

37、20100m 附近，異常中心位于 10 號(hào)測 點(diǎn)巷道底板下 45m 附近。2 號(hào)異常區(qū)異常范圍相對(duì)中等，異常位于巷道底板下 45100m 附近，異常中心位于 2123 測點(diǎn)底板下 4555m 、 80100m 。3 號(hào)異常區(qū)范圍較小，異常位于巷道底板下 3570m 附近，異常中心位于 2930 號(hào) 測點(diǎn)巷道底板下 4050m 附近。4.2 平面異常特征1 ）1604 工作面瞬變電磁探測平面異常特征抽取某一深度的視電阻率低阻異常值，投放到 1604 工作面平面圖上就形成了某一深 度的視電阻率低阻異常趨勢平面圖，該圖可從宏觀上指導(dǎo) 1604 工作面的防治水工作。為 了探查工作面底板下低阻異常區(qū)的平

38、面分布形態(tài)以及潛在的含水通道，對(duì)泥砂巖層段切出 了底板下 20m 附近平面異常圖（16 煤底板下砂巖含水層） ，對(duì)奧灰頂界面切出底板下 40m 附近平面異常圖。對(duì)奧灰內(nèi)部切出底板下 60m 附近平面異常圖工作面底板下 20m 附近視電阻率低阻異常平面圖如附圖 3 所示，它反映的是 16 煤層 底板下 20m 附近砂巖段的富水情況。 從平面圖上可以看出該層段低阻異常區(qū)主要有 1 處， 編號(hào)為 1 號(hào)異常區(qū)。 1 號(hào)異常區(qū)位于工作面回風(fēng)順槽 35 號(hào)測點(diǎn)附近、運(yùn)輸順槽 57 號(hào) 測點(diǎn)附近，且異常主要在兩順槽附近。工作面底板下 40m 附近視電阻率低阻異常平面圖如附圖 4 所示，它反映的是奧灰頂 界面附近巖層富水情況。從平面圖上可以看出該層段低阻異常區(qū)主要有 2 處，依次編號(hào)為 1、3 號(hào)異常區(qū)。其中， 1 號(hào)異常區(qū)位于工作面回風(fēng)順槽 24 號(hào)測點(diǎn)附近、運(yùn)輸順槽 7