便攜式礦井地質探測儀在永煤公司的應用
李志保 （同煤集團永煤公司地測科）
摘 要：便攜式礦井地質探測儀解決與采空區(qū)貫通，頂板支護選擇、探測地質構造，減少掘進廢巷和解決采掘銜接緊張等方面不失為有效方法。
關鍵詞：單點探測
一、永煤公司地質構造
永煤公司井田位于大同向斜東南翼，主向斜軸在井田西部邊緣通過。地層呈現東南高、西北低的趨勢。巖層總體走向為東西向。井田內斷裂構造較多，斷裂構造在地面勘探階段難于用鉆探和物探手段查明，在掘進巷道時，一旦遇到這類構造就需要采取破頂、臥底等措施。每過一條斷層，如措施不到位，就會造成漏頂，增加噸煤成本。如果這些構造在巷道沒有揭露，而隱伏在工作面內，就會導致綜采停產搬家，影響礦井產量，造成巨大浪費。其次，目前永煤公司14＃層317盤區(qū)內賦存14-2和14-3兩層煤，煤厚不均勻，層間距薄，而地質鉆孔密度不夠，不能較準確的確定開采層位，達不到集團公司的“精采細采”的理念。因此準確探測煤層厚度和地質構造，合理分層，布置回采巷道，對礦井回采率提高起著決定性作用。
二、技術簡介
KDZ1114-3型系列便攜式礦井地質探測儀是福州華虹智能科技開發(fā)有限公司和安徽理工大學聯合開發(fā)的新一代多功能智能微電子產品。該產品整體技術處于領先水平，采用了多項最新的微電子技術。由于儀器的探測方法和解析算法是基于十多年礦井資源探測和工程勘察檢測的實踐經驗和實際探測的大量數據的基礎上分析提煉而來。因此，特別適用于淺層地質勘探，是目前礦井資源探測（尤其是礦層、煤層剩余厚度探測、超前探測、巷道松動技術參數測試）和工程勘察檢測的理想儀器。
儀器采用彈性波勘探原理，利用震波（地震及聲波）為彈性波波源，對被測介質的厚度（距離）和進行探測，采用自激自收解析法、瑞雷面波解析法、折射解析法及反射解析法進行數據采集和解析。這四種解析方法設置于儀器內芯，即單點探測、雙點探測、折射探測與反射探測，分別可用全自動、半自動、手動探測、解析。目的是使儀器適用性更廣泛，突破了以往使用探測儀器只能由專業(yè)人員介入的局面。
三、探測應用效果
2006年利用此儀器在永煤公司礦井進行了實地探測，探測結果敘述如下：
在14＃317盤區(qū)51715軌道順槽的頂煤厚度探測。
1、探測方法：采用單點探測，它是利用聲波在介質界面反射原理來探測介質厚度和速度，它采用單個檢波器檢測單次錘擊所反射回來的聲波，并用自激自收解析法對聲波數據進行解析。這種方法要求震源與檢波器之間的距離盡可能減?。ㄈ鐖D）
單點探測檢波器和震源的關系
Y X
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△X |
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注：△X應接近于零 Y：檢波器 X：震源
此種探測方法要求檢波器、震源插入介質內或與介質充分接觸
2、探測目的：目前該巷道沿著14-3＃層掘進，煤厚逐漸變薄，探測上方14-2＃煤層厚度，以便指導生產。
3、儀器工作主要參數：
采樣間隔 20－60μs 采樣點數 512個 已知傳播速度 0.8-1m/ms
低截頻率 60HZ 高截頻率 300HZ
采集到的信號如圖所示：
4、探測結果
單點探測的煤層結構為(2.5)1.6，而用鉆探實測的巷道上方煤層結構為(2.3)1.8。
在14#414盤區(qū)81406面超前探測老空區(qū)
1、探測方法：單點探測
2、探測目的：在14-414-21406巷道迎頭測距范圍內是否存在老空區(qū)
具體采集到波型如圖：
3、探測結果如下：在便攜儀測距范圍40米內前方未發(fā)現老空區(qū)，而實際鉆探42米未見老空區(qū)，因此可視為相當準確。
結束語：從目前KDZ1114-3型儀器在永煤公司使用情況來看有以下特點：
1、該儀器對永煤公司的煤巖層的物性變化反應靈敏。
2、輕巧便攜，適合井下使用。
3、使用人工錘擊作為震源，安全、激發(fā)方便。
4、探測結果顯示直觀，現場可出結果。
5、效益顯蓍。
總之，對我公司解決與采空區(qū)貫通、頂板支護選擇、探測地質構造，減少掘進廢巷和解決采掘銜接緊張等方面不失為有效方法。
2007年5月17日
作者介紹：李志保 1968年6月出生
1994年同煤集團職工大學畢業(yè) 大專文化
現永煤公司地測科工程師
