隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)

隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第1頁/共62頁技術(shù)研究報告分七部分1、緒論2、鉆孔超前探水的理論基礎(chǔ)和方法

3、礦用本安型鉆孔探水儀研制4、礦井實測試驗5、問題及建議

隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司第2頁/共62頁第一章緒論武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第3頁/共62頁一、引言

隧道洞建設(shè)中對工程地質(zhì)條件的認知和掌握程度是確?？焖佟踩藿ǖ臎Q定性因素之一。盡管施工前進行了大量的地質(zhì)勘察工作，但由于當(dāng)前勘察技術(shù)手段和方法技術(shù)的限制，加上地質(zhì)體的復(fù)雜多變，期望在施工前完全查明工程巖體的狀態(tài)、特性，準確地預(yù)測隧洞施工中可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的位置、性質(zhì)和規(guī)模是十分困難的。因此，世界各國隧洞工程界都十分重視超前預(yù)報工作。而對于隧道掘進超前探水問題一直沒有很好的方法，雖然采用一些直流電法的三極三點源法和礦井瞬變電磁法，因各種干擾因素較多，效果不是很理想，所有隧道還是以鉆孔超前探為主；但是，電法還是物探行業(yè)公認的用于找水最好的方法之一。

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電法勘探：

是利用巖石和礦石的物理性質(zhì)，其物理性質(zhì)主要有四種：導(dǎo)電性、激電性、介電性、導(dǎo)磁性，不同巖石和礦石在這些性質(zhì)的差異，能夠在巖礦中電磁場（人工的和天然的）空間和時間分布方面表現(xiàn)出來。一般說，巖礦的物理參數(shù)值改變的越明顯，則電磁場的相應(yīng)變化也越強烈；因此，人們便可通過對電磁場空間和時間分布狀態(tài)的觀測和研究，可查明巖礦或?qū)ふ业刭|(zhì)對象在地中存在的狀態(tài)（大小、形狀、埋藏深度）以及物理參數(shù)值的大小，以達到電法勘探的地質(zhì)目的。

電法勘探大體分兩大類：①傳導(dǎo)類電法勘探；②感應(yīng)類電法勘探。前者以利用地中傳導(dǎo)電流為主，后者以利用地中渦旋感應(yīng)電流為主。

電法勘探的異常一般存在多解性，在許多情況下，由于巖礦地質(zhì)條件及其他各種干擾因素的復(fù)雜性，單一參數(shù)方法，往往不易獲得肯定的地質(zhì)結(jié)果；因此，對于電法勘探要想取得較肯定的結(jié)果，必須采用多參數(shù)進行觀測和分析評價。武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第5頁/共62頁隧道的錨桿和錨網(wǎng)支護隧道掘進機隧道物探探水干擾因素問題（1）隧道排水設(shè)備和管道隧道軌道、鋼管及雜物武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第6頁/共62頁二、巷道掘進超前探測技術(shù)現(xiàn)狀

1、超前探水鉆孔

為了確保在掘進過程中的生產(chǎn)安全，在一些現(xiàn)行規(guī)定中，突出了鉆孔超前探測的重要性，一方面主要得益于超前鉆孔的直觀性，另一方面，是目前還沒有非?？煽康奈锾椒椒軌驕蚀_探明掘進頭前方的水文地質(zhì)情況。

巷道鉆探探放水鉆孔布置示意圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第7頁/共62頁2、礦井直流電法——三極三點源法（傳導(dǎo)類電法）

“三點源法”，是在巷道中設(shè)A、B兩極為供電點，其中B點設(shè)在無窮遠（5-10倍的探測距離)，就形成了以A點為中心穩(wěn)定的球形電場。設(shè)3個不同球形電場A1、A2、A3進行測試，可以得到3組前方相切的介質(zhì)的視電阻率，經(jīng)過軟件處理，消除其他方向上的干擾，得到前方切點處的視電阻率。

點源場原理圖不均勻巖層實際電流場分布圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第8頁/共62頁三極三點源法超前探原理：

三極三點源法超前探原理示意圖三極三點源法井下超前探測工作方法示意圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第9頁/共62頁三極三點源法超前探原理：

觀測數(shù)據(jù)曲線圖三極超前探測成果圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第10頁/共62頁說明：三點源法超前探原理是建立在測量巷道是均勻介質(zhì)情況下的以映象原理，在巷道進行測量，以供電A點為映象原點，推斷掘進前方的地質(zhì)情況，但在巷道觀測段有巷道地質(zhì)差異、掘進機、運輸皮帶架、錨桿錨索、支護鋼帶鋼網(wǎng)等干擾影響，上述的影響可能遠大于掘進前方的地質(zhì)體的影響。三極三點源法缺點：⑴探測參數(shù)單一：只利用電阻率一個參數(shù)，排除多解性能力差。⑵探測復(fù)雜：現(xiàn)場施工設(shè)計、數(shù)據(jù)觀測及成果分析、解釋復(fù)雜，需物探專業(yè)人士才能使用好。⑶環(huán)境干擾較大：巷道內(nèi)掘進機、巷道底板的鐵軌、工字鋼支護、錨桿支護、運輸皮帶支架等各種金屬設(shè)施對觀測結(jié)果影響較大。

武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第11頁/共62頁3、礦井瞬變電磁法：（感應(yīng)類電法）

礦井瞬變電磁法（簡稱TEM）是利用不接地回線或電極向地下發(fā)送脈沖式一次電磁場，用線圈或接地電極觀測由該脈沖電磁場感應(yīng)的地下渦流產(chǎn)生的二次電磁場的空間和時間分布，來解決有關(guān)地質(zhì)問題的時間電磁法。瞬變電磁法與其它電法相比，具有以下特點：⑴觀測斷電后的二次場，克服了復(fù)雜的一次場補償問題。⑵可采用不接地回線裝置，適宜于各種地理環(huán)境下的野外工作。⑶在高阻圍巖地區(qū)不會產(chǎn)生地形起伏的假異常，巖石電阻越高，探測深度越深。（對高阻圍巖中的低阻體反應(yīng)較敏感）⑷若采用較小線圈回線，工作較方便。

武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第12頁/共62頁巷道迎頭面T1T1T2T2T3T3地下全空間瞬變電磁法(TEM)接收框發(fā)射框2m×2m中心觀測方式發(fā)射－接收武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第13頁/共62頁瞬變電磁阻抗曲線圖

探測表面的高低阻（也就是相對含水程度）對瞬變電磁探測影響很大，也就是低阻地表對瞬變效果很差，以至于不能使用。武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第14頁/共62頁瞬變電磁有鐵質(zhì)材料影響曲線圖

探測表面的附近若有鐵質(zhì)材料對瞬變電磁探測影響非常大，探測信號基本上全是鐵質(zhì)材料引起的變化，因此，瞬變探測時周圍不能有鐵質(zhì)材料。武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第15頁/共62頁瞬變電磁法各測點的觀測數(shù)據(jù)曲線圖

瞬變電磁法超前探測工作布置圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第16頁/共62頁隧道瞬變電磁法成果圖：

距離（m）電阻率（歐姆·米）武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第17頁/共62頁礦井瞬變電磁法的缺點：⑴測量信號弱：工作裝置主要有重疊回線裝置和偶極裝置二種，應(yīng)用重疊回線測量，其優(yōu)點是地質(zhì)異常響應(yīng)大、施工方便；缺點是線圈互感、自感效應(yīng)強，一次場影響嚴重。⑵人文設(shè)施影響較大：掘進機、巷道底板的鐵軌、工字鋼支護、錨桿支護、運輸皮帶支架等各種金屬設(shè)施，這些金屬設(shè)施在井下瞬變電磁法探測中能產(chǎn)生很強的瞬變電磁響應(yīng)。⑶有盲區(qū)：瞬變電磁法關(guān)斷時間的影響，與其它物探相比，無法探測到更淺部的異常體，往往在淺部形成20米左右的盲區(qū)。⑷數(shù)據(jù)分析復(fù)雜：要有較好的電磁場理論和反演解釋知識，對使用人員要有較好的物探理論。

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第二章鉆孔超前探水的理論基礎(chǔ)武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第19頁/共62頁一、研發(fā)鉆孔超前探水儀的起因之一——目前的巷道探測技術(shù)問題超前探測主要上在掘進巷道迎頭利用直接或間接的方法向巷道掘進方向進行探測，探測前方是否存在地質(zhì)構(gòu)造或富水體及導(dǎo)水通道，為巷道的安全掘進提供詳細的探測資料。目前用于隧道超前探水的直接方法是鉆探方法，鉆探結(jié)果比較可靠，但施工周期較長，費用較高，對巷道的正常生產(chǎn)影響較大。超前探測的間接方法即采用物探方法進行探測?？捎糜诔疤綔y的物探方法主要有：三點——三極法超前探測方法、礦井瞬變電磁法。武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第20頁/共62頁研發(fā)鉆孔超前探水儀的起因之二——物探的探測分辨率問題：

所有的物探方法對被探測物體的分辨率有一定的要求，被探測的物體大小、埋深、物體與圍巖介質(zhì)的物性差異大小和探測儀器的精度有關(guān)。以被探物體為球型水體為例，一般電法的探測物體的埋深是物體直徑的2~5倍（h/r＝2~5倍,h－為埋深，r－球體半徑），物體越大，介質(zhì)物性差異越大、儀器精度越高，則探測深度越深。因此，三極法和瞬變電磁法用于超前深部探測時，常常被認為探測效果不佳。

武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第21頁/共62頁研發(fā)鉆孔超前探水儀的起因之三——鉆探與物探的結(jié)合

受施工空間的限制，巷道掘進中的前方水文地質(zhì)一直沒有有效的手段，普遍采用的手段就是在可疑區(qū)域打探孔，但是數(shù)量有限的探孔推斷前方水文地質(zhì)情況具有很大的局限性；針對這種情況，我們提出了利用有限數(shù)量的探孔進行電法超前探水預(yù)報，以評價掘進前方的水文地質(zhì)情況。鉆孔物探：利用巷道超前的鉆孔進行物探，對鉆孔周圍和孔底20~30米范圍內(nèi)進行精細掃描近距離探測，是鉆探和物探有機的結(jié)合，這樣既可提高物探的探測精度又可減少鉆探的鉆孔數(shù)量，做到掘進巷道超前精準探測。武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第22頁/共62頁

二、電阻率法理論基礎(chǔ)：

假設(shè)在均勻各向同性半空間巖體（電阻率ρ１）中，巷道（掌子面）前方的地下隱患為一球體結(jié)構(gòu)構(gòu)造，其內(nèi)充填介質(zhì)電阻率為ρ２。當(dāng)充填介質(zhì)為水或泥時，ρ２<ρ１，為低阻異常體，當(dāng)充填介質(zhì)為空氣時，ρ２>ρ１，為高阻異常體。原理見上圖。左圖：原理圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第23頁/共62頁

假設(shè)球心電位為零電位，可以計算地下介質(zhì)中球外順電流場方向指向球心的任意一點P的電位：式中，r0為球體隱患的半徑，r為觀測點距離球體中心的距離，h為p點到球體表面的距離，j0為均勻電流場的電流密度，方向為隧道走向x。式中第一項為球體存在時背景電位，第二項為異常電位。(1)電流場觀測示意圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第24頁/共62頁如果取電場強度為觀測信號，其表達式：可求出電場強度異常百分比：對地下空間任意一點，在電法勘探中存在電場強度與視電阻率關(guān)系：ρs＝E/j0

(4)

因此，電場強度的測量數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換成視電阻率結(jié)果，電場強度的異常變化率也可以相當(dāng)于視電阻率異常的變化率。(2)(3)武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第25頁/共62頁

對于儲水隱患，如球體隱患半徑?。得祝瑑?nèi)充填水體電阻率５０歐姆米，圍巖電阻率為1000歐姆米，電流密度取0.1mA/m2，r?。睹讆100米，如圖中所示橫坐標(biāo)。根據(jù)公式３可計算觀測點P的電場強度。對于上述模擬隱患，在掌子面迫近隱患時，如圖中40米至6米時，電場強度急劇變化。計算電場強度值圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第26頁/共62頁

對于無充填溶洞等球狀隱患，球體隱患半徑取５米，空腔球體電阻率為無窮大（∞），圍巖電阻率為1000歐姆米，電流密度取0.1mA/m2，r?。睹讆100米，如圖中所示橫坐標(biāo)。根據(jù)公式３可計算觀測點P的電場強度。對于上述模擬隱患，在掌子面迫近隱患時，如圖中40米至6米時，電場強度急劇變化。計算電場強度值圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第27頁/共62頁1、激發(fā)極化效應(yīng)及其成因法國地球物理學(xué)家c.schlumberger于1912年第一次觀察到激發(fā)極化現(xiàn)象，在1920年發(fā)表了經(jīng)典著作《電法勘探的研究》，并對激發(fā)極化效應(yīng)進行了確切的描述。到六十年代，激發(fā)極化法已成為有色金屬找礦的主要方法之一。激發(fā)極化法找水的研究始于50年代的美國和蘇聯(lián)學(xué)者；我國自六七十年代開始，側(cè)重于理論和應(yīng)用研究，發(fā)展迅速，并作為“找水新方法”得到大量實際應(yīng)用。激發(fā)極化效應(yīng)（IP）是由于外電流通過固、液相界面時引起可極化介質(zhì)的電荷轉(zhuǎn)化和遷移引起的，這一過程非常復(fù)雜而又多種多樣。目前把這一形成機制分為電子導(dǎo)體的激發(fā)極化和離子導(dǎo)體的激發(fā)極化。三、激發(fā)極化法理論基礎(chǔ)：武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第28頁/共62頁激發(fā)極化現(xiàn)象示意圖激發(fā)極化時間域觀測結(jié)果示意圖

時間域激發(fā)極化法是在穩(wěn)定電流（或直流脈沖）的激發(fā)下，電流場中可極化介質(zhì)產(chǎn)生激發(fā)極化效應(yīng)，研究電場隨時間變化(充電和放電過程)的特性，又稱為直流激發(fā)極化法。2、時間域激發(fā)極化法：武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第29頁/共62頁

頻率域激發(fā)極化是在交變電流激發(fā)下產(chǎn)生的激發(fā)極化效應(yīng)，研究電場隨供電頻率變化的特性。當(dāng)供電頻率很高時，激電效應(yīng)趨向于零，總場等于一次場；當(dāng)供電頻率很低時，相當(dāng)于長時間單向供電，激發(fā)極化達到飽和。在頻率域，主要觀測視復(fù)電阻率（ρ）和視幅頻率（F）。四、技術(shù)方法的選取1選取頻率域激發(fā)極化法

理想條件下的時間域與頻率域的激電效應(yīng)在本質(zhì)上是一致的，在數(shù)學(xué)上是等效的。在時間域本身，充電曲線和放電曲線是等效的；在頻率域本身，振幅與相位是等效的，實分量與虛分量是等效的；時間域的放電曲線與頻率域的幅頻特性曲線是直接等效的，時間域發(fā)電曲線的微分與頻率域相頻特性曲線是直接等效的。但由于兩者采取了不同的方法和技術(shù)，在實際應(yīng)用中，兩者又有差異性。3、頻率域激發(fā)極化法武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第30頁/共62頁頻率域IP相對于時間域IP，有以下優(yōu)點：⑴頻率域測量的是總場，在較弱的二次場信號條件下也可以進行有效的測量。在相同條件下，頻率域IP所需的供電電流一般只要幾十毫安，只有時間域的幾十分之一。⑵時間域IP易受環(huán)境和偶然因素的干擾；同步收發(fā)的頻率域IP同時測高頻和低頻的總場，并作相關(guān)運算，因此高低頻的干擾信號可以相互抵消，提高了抗干擾能力。⑶頻率域IP降低了對電極的要求，可以采用任何電極，而時間域IP必須采用不極化電極；時間域IP要求供電電極接地良好，頻率域?qū)﹄姌O接地要求相對要低。⑷高低頻分別供電、分別接收的變頻法要求供電電流有較高的穩(wěn)定性；而高低頻同時供電同時接收的雙頻或多頻法要求供電電流的穩(wěn)定性不高。

綜合比較這幾種IP方法，在本研究中，最后選取高低頻同時供電同時接收的頻率域IP法。武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第31頁/共62頁2裝置選取：

電極排列形式指的是電極A、B、M、N這四個電極的在實際工作中的組合方式。電極排列的形式是多種多樣的，常用的有“中間梯度”、“偶極-偶極”、“對稱四極”、“三極”以及“測深”等多種形式。在隧道內(nèi)，鉆孔沿巷道延伸的方向鉆進，鉆孔超前探測的電極只能布置在巷道和鉆孔內(nèi)，為達到超前探測鉆孔周圍30米左右的探測距離，選擇了類似于偶極裝置，但與偶極裝置有所不同的是，該供電B極在鉆孔口后方100~150米左右并在巷道內(nèi)固定不動，A、M、N電極組成的探測探頭放置在鉆孔中，每觀測一個記錄點，探測探頭的A、M、N電極一起同步推進，一般每推進一米觀測一個測點。電極布置方式如下圖。電極布置方式示意圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第32頁/共62頁

3電流場分布示意圖鉆孔探水電流場示意圖（均勻介質(zhì)）電流場示意圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第33頁/共62頁五、鉆孔超前探水方法及預(yù)報方式：隧道鉆孔超前探水預(yù)報儀是利用掘進隧道迎頭的鉆孔進行鉆孔物探探測，將測量探頭從孔口慢慢推到孔底進行探測，就可以對鉆孔周圍和孔底20~30米范圍內(nèi)進行探測預(yù)報，實現(xiàn)鉆孔全方位超前探水功能，探測時儀器自動利用電導(dǎo)率法和激發(fā)極化法同時進行，并得到多種參數(shù)的探測數(shù)據(jù)，能將數(shù)據(jù)自動進行處理、分析和預(yù)報，可以對富水體及導(dǎo)水通道等有害地質(zhì)體進行精細有效的探測預(yù)報，是一種全新的隧道超前探水預(yù)報儀。

現(xiàn)場工作示意圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第34頁/共62頁

鉆孔探水預(yù)報方式：

現(xiàn)場鉆孔探水?dāng)?shù)據(jù)曲線圖

現(xiàn)場鉆孔探水?dāng)?shù)據(jù)曲線圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第35頁/共62頁六、主要技術(shù)特點

1、巷道掘進鉆孔探水專用：

專對隧道掘進鉆孔的探水預(yù)報；其探水預(yù)報儀收、發(fā)一體，高度集成，并配備專用測試探頭及推進裝置，不需變換測試裝置；一個多小時就能完成100多米深的鉆孔探測；既減輕勞動強度、提高功效，并可探測鉆孔周圍和孔底20至30米范圍內(nèi)地層的水文情況，實現(xiàn)鉆孔全方位超前探水功能；可大大減少鉆孔探測數(shù)量，節(jié)省時間和成本，提高工作效益，同時又提高隧道掘進隱伏水患的排除能力，確保巷道掘進的安全。

武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第36頁/共62頁2、多頻點多參數(shù)測試：

采用多頻點同時發(fā)射，等頻點同時接收的探測工作方式，既避開井下人文和自然的強干擾背景，提高微弱信號的識別和處理能力，同時又測試地層的電阻率和激化率參數(shù)（俗稱找水新方法），克服了現(xiàn)有大多數(shù)礦井物探僅用單一電阻率參數(shù)的探測方式，而激化率參數(shù)又是探測評價含水地層的主要特性；因此，為掘進探測含水地質(zhì)體能提供更好的準確性，為指導(dǎo)掘進鉆孔探水提供更科學(xué)的決策。3、自動分析解釋預(yù)報：

探水預(yù)報儀現(xiàn)場測試時實時顯示探測結(jié)果，自動分析成圖并進行預(yù)報，無需復(fù)雜的人工數(shù)據(jù)分析和處理階段；因儀器專為鉆孔全方位探水設(shè)計，既專業(yè)，而操作又簡單實用，系統(tǒng)有高度智能集成的數(shù)據(jù)處理軟件，從而能為一般地質(zhì)探測人員快速給出可靠的分析預(yù)報資料。因此，隧道鉆孔超前探水預(yù)報儀具備以下三個特性：可操作性、有效性、實用性。

武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第37頁/共62頁4、鉆孔探水含水地質(zhì)體的方位確定：

若某一鉆孔超前探水時確定鉆孔周圍有水害地質(zhì)體，可以再鉆一到二個鉆孔進行鉆孔超前探水，根據(jù)每一個鉆孔超前探水資料就完全可以把水害位置確定。

+21度鉆孔探水資料－10度鉆孔探水資料推斷含水地質(zhì)體的位置的成果圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第38頁/共62頁第三章鉆孔超前探水預(yù)報儀研制

武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第39頁/共62頁

整套儀器設(shè)計圖鉆孔超前探水預(yù)報儀包括無窮遠電極、孔中探頭、儀器主機和電纜，整套儀器如下圖所示；其中，無窮遠電極為一不銹鋼或銅等金屬桿，與主機連接的為一單芯礦用電纜。無窮遠電極結(jié)構(gòu)很簡單，不作詳細介紹，下面分別介紹孔中探頭、主機和分析軟件作詳細介紹。武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第40頁/共62頁一、孔中探頭研制：1、孔中電極研制1.1技術(shù)要求：A、具有良好的接地性能；B、除了接地點外和內(nèi)部連接電纜外，電極不與外界其他部分構(gòu)成電性通道；1.2實現(xiàn)方法毛細滲透管電極結(jié)構(gòu)示意圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第41頁/共62頁2、孔中探頭研制2.1技術(shù)要求：a)

確保電極接地良好；b)既要保證一定的探測深度，又要便于攜帶，操作方便；2.2實現(xiàn)方法孔中探頭結(jié)構(gòu)示意圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第42頁/共62頁電極和探頭實物鉆孔探水預(yù)報儀主機武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第43頁/共62頁儀器內(nèi)軟件設(shè)計

儀器內(nèi)軟件主要由以下功能模塊組成：檢測模塊、校準模塊、查詢模塊、文件和系統(tǒng)模塊。儀器功能界面武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第44頁/共62頁分析軟件設(shè)計

分析軟件主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)編輯、成圖、計算分析、處理預(yù)報、生成探測報告、打印等功能。分析軟件界面武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第45頁/共62頁第四章礦井實測試驗

武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第46頁/共62頁一、鉆孔探水預(yù)報模擬試驗：

試驗場地測線剖面布置圖

模擬鉆孔前方有含水地質(zhì)體模擬鉆孔旁邊有含水地質(zhì)體武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第47頁/共62頁鉆孔探水預(yù)報模擬試驗：模擬鉆孔前方有水的探水預(yù)報效果圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)第48頁/共62頁鉆孔探水預(yù)報模擬試驗：模擬鉆孔旁邊有水的探水預(yù)報效果圖武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司隧道鉆孔超前探水預(yù)報新技術(shù)