【摘要】通過綜合勘探技術在2608工作面防治水中的應用,查明瞭異常區、判別了水源,並通過有效的鑽探,疏放了含水層積水,為安全生產創造了良好的生產環境。
【關鍵詞】綜合勘探 防治水 應用
2003年4月12日,東龐礦在2903工作面下巷掘進到750m時,發生了我國罕見的上組煤2#煤層陷落柱特大突水災害,最大峰值突水量70000m3/h,導致礦井被淹,致使東龐礦開採2#煤層水文地質條件因陷落柱導水而複雜化與特殊化。
鑑於開採2#煤層過程中,突遇導水陷落柱突水災害這一現實,東龐礦採取“科學找疑、以防為主,有疑必探,查治結合,綜合治理”的方針,利用綜合勘探技術指導防治水工作,實現了地質災害的綜合探測、綜合分析,提高了地質和水文地質預測預報的準確率,最大限度地減少或避免了礦井災害的發生。
一、擬採用的勘探方法、手段和措施
根據勘探報告,東龐井田構造導水有兩大特點,其一,斷層導水。該井田內斷層多為張性斷裂,角度大、破碎頻寬,充填較好時導水性較弱,但在掘進或開採條件下,地應力急劇變化,斷層導水性也會發生變化。其二,陷落柱導水。礦井雖揭露了多個陷落柱,絕大部分不含水或不導水,但也有強導水陷落柱分佈,2003年2903工作面陷落柱導水引發的突水災害,足以引起防治水和安全工作的高度重視。因此,在工作面採掘前對內部構造、構造導、含水性及含水層富水性分佈規律進行探測,是預防水害發生的有效措施。
1.地面勘探
根據國內煤田地質和水文地質勘探新技術的應用情況,結合我礦多年來綜合勘探方法的優化組合情況,尤其是我礦下組煤的井上下綜合勘探成果,針對影響採掘生產的地質因素和勘探區特點,選用地面高密度三維地震方法,對礦井地震勘探空白區進行全面覆蓋,選點補漏有重點地佈置地面鑽探工程,以達到控制構造、控制煤層,提高採區勘探程度的目的,最大限度地查明礦井採區地質構造。
對於地震勘探發現的`異常地區、可疑區,採用大功率直流電法覆蓋,對於直流電法發現的可疑區使用大功率瞬變電法進行綜合勘探,查明導水構造和過水通道。
2.井下勘探
在地面綜合勘探發現的地質災害隱患和突水危險區,當井下采掘工程接近時,採用直流電法、水化學和鑽探相結合的綜合勘探方法,查明水源、導水通道和含水構造規模及影響範圍。
工作面貫通後回採前在無線電坑透工作的基礎上,對於坑透發現的異常區採用音訊電透視、鑽探技術進行鍼對性的勘探,查明工作面內部隱伏地質構造,尤其是導含水構造性質、形態和規模,為礦井水害的治理提供依據。
二、2608工作面綜合勘探技術的應用
1.地面三維地震探測
1994年5月,對六採區進行了三維地震勘探工作,查明瞭該採區2#煤、9#煤賦存狀態及構造發育形態。
2.地面可控源音訊大地電磁測深、瞬變電磁法探測
2004年5月,在三維地震資料基礎上,在地面利用可控源音訊大地電磁測深法、瞬變電磁法對工作面範圍斷層導、含水性及含水層富水分佈規律進行了探測,查明4個主要低阻異常區。
3.井下超前直流電法、紅外測溫探測
在地面綜合物探的基礎上,針對地面物探異常區,利用直流電法、紅外測溫進行了井下物探驗證,至工作面掘進完成共進行了72次物探工作,其中電法超前探18次,探測異常4次,與鑽探驗證及巷道揭露比較吻合;紅外測溫超前探測54次,探測異常12次,與直流電法異常及鑽探驗證比較吻合。
4.井下超前鑽探探測
根據井上下綜合物探成果,合理佈置鑽探進行驗證,並按設計要求下孔口管試壓,保留60m超前距。
至工作面掘進完成,共施工了超前鑽孔及疏放水鑽孔31個,總鑽探進尺2747米,單孔最大疏放水量達20m3/h。
5.水化學勘探技術
該工作面掘進過程中,針對出水點,及時取水樣進行水質化驗分析,判別水質型別,判定出水水源,為下一步防治水工作提供了依據
6.音訊電透視、無線電波坑道透視探測
該面採掘前,對工作面內部進行了無線電波坑道透視探測,並對切眼150m範圍重點防治水地區進行了音訊電透視探測。無線電波坑道透視探測結果:圈定1個異常區域;音訊電透視探測結果:在切眼內側存在一異常區,後經鑽探驗證,該異常為斷層附近頂板砂岩水引起。
三、結論
1.通過2608工作面綜合勘探技術的應用,查明瞭異常區、判別了水源,並通過有效的鑽探,疏放了含水層積水,為生產創造了良好的生產環境。
2.限於物探的準確率及侷限性,在生產中,最好考慮應用兩種以上物探,以提高探測的準確率,而且為確保掘進正常進行,要將物探、鑽探、化探綜合勘探技術有機結合起來。首先,在地面物探基礎上,對井下物、鑽探進行優化,在鑽探不能滿足巷道超前進尺情況下,及時安排物探進行超前探測。其次,在鑽探大距離超前探測後,減少超前物探工作量,並在巷道施工過程中臨時遇到異常情況,及時安排物探進行超前探測,並對井下出水點及時取水樣進行化驗。