矿用钻孔探水仪---物探新技术新装备
煤矿井下探放水技术要求
煤矿井下探放水技术要求1、煤矿采掘工作面必须严格执行“物探先行，钻探验证”的探放水原则，查清采掘工作面及周边老空水、含水层富水性以及地质构造等情况，在水害隐患未查明或者未消除之前，严禁任何采掘活动。
2、掘进工作面采用瞬变电磁、直流电法等至少2种超前物探方法，采煤工作面应选择无线电坑透、槽波、音频电透、瞬变电磁等至少2种物探方法，相互验证，并由煤矿总工程师组织审批物探成果报告。
3、为进一步提高钻探精准度，要积极推广应用钻孔轨迹测量仪、窥视仪和随钻测量设备，确保钻探达到施工目的。
对于探测小窑、奥灰水FG`1237、构造水等重点探放水工程，以及不放心区域探放水作业时，必须应用钻孔轨迹测量与窥视技术对钻孔进行抽检，如发现钻孔轨迹偏差较大影响探测结果时，必须进行补孔，避免因施工偏差造成误判，导致隐患未彻底消除。
公司直属（管）矿井必须配置钻孔轨迹测量仪、窥视仪及随钻测量设备，子公司矿井由公司统一协调考虑，必须满足钻孔轨迹测量与窥视工作要求。
4、探放水工程必须由专业人员按照“一矿一策”、“一面一策”的原则，结合采掘资料、物探成果等，综合分析水文地质情况，编制探放水设计及安全技术措施，相关内容必须符合《煤矿防治水细则》、《山西省煤矿老空水害防治工作规定》及集团公司下发的编制大纲要求。
5、探放水设计及安全技术措施必须由矿井分管副职组织相关部门进行集体会审，杜绝传阅式审批。
对受水患影响严重工作面的探放水设计实行提级管控，要按程序上报上级主管部门或集团公司审批。
6、布置探放水钻孔应当遵循下列规定：（一）探放老空水和钻孔水。
老空和钻孔位置清楚时，应当根据具体情况进行专门探放水设计，经煤矿总工程师组织审批后，方可施工；老空和钻孔位置不清楚时，探水钻孔成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形，钻孔终孔位置满足水平面间距不得大于3m，厚煤层内各孔终孔的竖直面间距不得大于1.5m；（二）探放断裂构造水和岩溶水等时，探水钻孔沿掘进方向的正前方及含水体方向呈扇形布置，钻孔不得少于3个，其中含水体方向的钻孔不得少于2个；（三）探查陷落柱等垂向构造时，应当同时采用物探、钻探两种方法，根据陷落柱的预测规模布孔，但底板方向钻孔不得少于3个，有异常时加密布孔，其探放水设计由煤矿总工程师组织审批；（四）煤层内，原则上禁止探放水压高于1MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等。
煤矿物探探测报告
山西XXXXXXXX赋水性探测报告山西XXXXXXXX福州勘达源电子科技有限公司2011年12月1日下午4点赋水性TEM探测报告1山西XXXXXX 福州勘达源电子科技有限公司1、瞬变电磁基本原理概述1.1瞬变电磁法概述瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Methods)，又称时间域电磁法(Time Domain Electromagnetic Methods)，简称TEM或TDEM，它是利用不接地回线或接地线源（电极）向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间歇期间，利用线圈或接地线源（电极）观测二次涡流场的方法。
该方法是近年来国内外发展得较快、地质效果较好的一种电法勘探分支方法。
它与其它测深方法相比，具有探测深度大、信息丰富、工作效率高等优点。
自上世纪五十年代以来，该方法得到迅速发展，特别是对探测高阻覆盖层下的良导电地质体取得了显著的地质效果。
它主要应用于金属矿勘查、构造填图、油气田、煤田、地下水、地热以及冻土带和海洋地质等方面的研究，在国内外已取得了令人瞩目的效果。
综结起来，影响矿井回采及巷道掘进安全的地质因素主要是构造破碎带、裂隙发育区、岩溶、陷落柱等富水区(体)对巷道的安全掘进与生产构成严重威胁，也是煤矿发生重大突水事故的主要原因。
如何做到提前预报和及时防治，关键在于有效的超前预测。
多年来这一问题一直困扰着煤矿的基层技术人员和施工人员。
随着当今计算机水平与科学技术不断提高和发展，对这一问题的解决也陆续涌出了不少科学手段，主要包括三种手段：地质分析法、水平钻探法、物探测试方法三大类：1）地质分析法地质类方法包括利用地质工作的全部资料以及巷道掘进过程中的地质测绘、地质素描资料的分析，掌握巷道穿过段岩体的地质格局，概略地预测地质界线、大型断层、主要涌水段、破碎岩体、围岩类别等。
主要方法有地质投射法、地层层序法、巷道地质编录法、断层参数预报法、TV成像技术、不良地质作用综合分析法、地下水观测法等。
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第一章 矿井直流电法
• 第一节 矿井直流电法勘探概述 • 1、电法勘探是以介质的电性差异为基础，通过观
测和分析天然及人工电磁场的空间和时间分布规 律来查明研究对象的形态和性质的一种地球物理 方法。 • 2、矿井电法勘探是探测井下小断层、地下涌水 点、岩溶分布、煤层冲刷带和顶底板稳定性等地 质问题的有效手段之一。 • 3、常用的直流电法勘探类型：电剖面法、电测深 法、巷道层测深法、矿井高密度电阻率法、巷道 电法超前探测、矿井直流电法透视CT、三维直流 电阻率法。
二、巷道对电测深曲线的影响
• 1、巷道影响的涵义 • 巷道影响是指巷道不导电空间对全空间电流场正
常分布的一种畸变影响，它与电法装置形式、装 置大小、巷道几何尺寸、围岩导电性和布极方式 等多种因素有关。 • 2、巷道影响系数 • а>1,说明视电阻率值因受巷道的影响而增大; а<1,说明视电阻率值因受巷道的影响而减小.
差曲线为拱形，中间为极值两边对称。 • 2、作用：该方法对煤层顶底板岩性变化反
映不灵敏，而对煤层内电性变化反映灵 敏，适于探测煤层工作内岩性的变化情况, 可用于探测煤层内低阻含水、导水等构 造，以及工作面内的薄煤或无煤区探测。
应用实例
应用实例
• 本应用位于内蒙古乌海市神华集团五虎山煤矿 • 904 工作面,以该工作面的层透视为例来具体说明本方法。 • (1)物探设计。该工作面宽180 m,在904回风巷布置110 个
二、本课程各章节内容
• 矿井电磁法，包括：矿井直流电法勘探、 无线电波透视法、矿山地质雷达、瞬变电 磁法；
• 矿井地震，包括：槽波探测、巷道地震超 前探测，工作面震波CT，反射剖面探测
煤矿探水设计及安全技术措施
04
探水工程施工及安全管理
制定详细的探水工程施工计划，包括工程进度、质量控制、安全管理等方面的内容。
施工计划
进行探水工程的技术交底，确保参与施工的人员了解并掌握相关的技术要求和操作规程。
技术交底
提前准备好探水工程所需的材料、设备等物资，确保工程顺利进行。
物资准备
探水工程施工准备
钻孔施工安全管理
使用合适的支护方式
根据顶板情况选择合适的支护方式，如采用锚杆、支架等对顶板进行加固。
应急处理措施
制定详细的应急处理措施，包括人员撤离路线、应急物资储备等，确保在发生冒顶事故时能够迅速应对。
合理安排采掘顺序
合理安排采掘顺序，安全技术措施
机械设备的维护与保养
防机械伤害安全技术措施
瓦斯检测与监控
在瓦斯突出区域设置专门的瓦斯排放通道，确保瓦斯能够迅速排出。
瓦斯排放措施
加强对突出危险区域的管理，实行人员出入登记制度，限制人员出入。
突出危险区域管理
制定详细的应急处理措施，包括人员撤离路线、应急物资储备等，确保在发生瓦斯突出事故时能够迅速应对。
应急处理措施
定期检查顶板情况
定期对采掘工作面的顶板进行检查，发现有松动的岩石或即将发生冒顶的迹象时，立即采取措施进行加固。
02
对于可能存在突水危险的区域，应适当增加探水孔的数量和密度。
确定钻孔直径，一般根据地质报告和实际情况选择。
根据钻孔直径和深度，选择合适的钻头和钻具。
钻孔结构包括开孔直径、变径情况、终孔直径及孔深等参数。
探水钻孔结构
02
探水安全技术措施
防透水安全技术措施
进行全面的井下检查，包括对巷道、采空区、硐室的检查，确保没有积水、漏水现象。
井中磁测及地下物探介绍
井中三分量磁测仪器
我国采用垂向与轴向组合的系统。以前是 通过偏心摆锤使Ｙ元件保持指向仪器倾斜 方向，Ｚ元件保持垂直向下，Ｘ与Ｙ在水 平面中且互相垂直，Ｘ指向Ｙ的右侧，采 用二次谐波测磁原理进行磁场测定。
现在的仪器结构基本相同，但其优点是采 用高精度重力传感器定位，可同时获得轴 向和垂向两个座标系统的分量数据。
ΔT⊥ ΔT⊥
发收 散敛 矢矢 量量 的正 反方 方向 向一 通般 常指 指示 示矿 矿头 尾方 方向 向，
ΔT⊥ 矢量图
磁方位异常判定异常指向
矿体在东或西侧的判断
根据磁异常矢量判断矿体走向
根据磁异常矢量正反交点与勘探剖 面的相对位置,可确定真正垂直矿 体走向的方位。
重新确定的A方位计算并得出 ΔT⊥ΔT∥磁异常矢量分布图,则只有 ΔT⊥呈现收敛、发散分布特征。
-5000
-3000 -1000
1000 3000
5000 7000
9000
11000 13000 15000 17000 19000 21000 23000 25000
20
20
40
40
60
-41度剖面面矢量 擧49 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580
-4-2740000 -45-2020000 -430-200000-4100-108000-39000-1600-307000-140-3050000 -12-3030000 -1-3010000
-2890000
-2-67000
-2-45000
-23-20000 -201000
超前探测孔技术
超前探测孔施工技术措施本工程隧洞采用超前探测孔技术来推断隧洞前方的地质情况，在隧洞内安放钻机进行钻孔，钻孔数量、角度及钻孔深度根据现场实际地质情况来控制。
根据地质复杂程度分级、隧洞内地质素描、物探异常带进行超前地质钻探预报和验证，对富水岩溶发育地段，超前地质钻探必须连续重叠式进行。
超前钻探揭示岩溶后，应适当加密，必要时采用地质雷达及其他物探手段进行短距离的精细探测，配合钻探清岩溶规模及发育特征。
本工程隧洞的超前探测孔技术主要采用冲击钻、回转取芯钻和加深炮孔探测，三者合理搭配使用，提高预报准确率和钻探速度，减少占用开挖工作面的时间。
A、一般地段采用冲击钻。
冲击钻不能取芯，但可通过冲击器的响声、钻速及其变化、岩粉、卡钻情况、钻杆震动情况、冲洗液的颜色及流量变化等粗略探明岩性、岩石强度、岩体完整程度、溶洞、暗河及地下水发育情况等。
B、复杂地质地段采用回转芯钻。
回转取芯钻岩芯鉴定准确可靠，地层变化里程可准确确定，一般只在特殊地层、特殊目的地段、需要精确判定的情况下使用。
比如煤层取芯及试验、溶洞及断层破碎带物质成分的鉴定、岩土强度试验取芯等。
一般每循坏可钻30～50米，必要时也可钻100米以上的深孔，连续预报时前后两循环钻孔应重叠5～8米。
C、加深炮孔探测加深炮孔探测是利用风钻或凿岩台车等在隧道开挖工作面钻小孔径浅孔获取地质信息的一种方法。
加深炮孔探测适用于各种地质条件下隧道的超前地质探测，尤其适用于岩溶发育区。
按下列要求加深炮孔探测：①孔深应较爆破孔（或循环进尺）深3m以上；②孔径宜与爆破孔相同；③孔数、孔位应根据开挖断面大小和地质复杂程度确定；④在富水岩液发育区每循环必须按设计认真实施，发现异常情况应及时反馈信息，严禁盲目装药放炮；⑤钻到溶洞和岩溶水时，应视情况采用超前地质钻探和其他探测手段，查明情况，确保施工安全，为变更设计提供依据；⑥加深炮孔探测严禁在爆破残眼中实施；⑦揭示异常情况的钻孔资料作为技术资料保存。
物探技术现状及发展趋势
（1）综合，Western, Western Atlas等与Hukes Baker合并， 发展井下探测采油系统，以进一步降低勘探和开发成本。
（2）计算机软件技术使各个勘探部门的信息能够在统一的 平台上集成、存贮、查询或通过接口迅速交换，提高信息的 分析、综合、传递、储备和查询的速度，进一步降低了勘探 成本和风险。
(5)、判断地下介质是否为各向异性介质 各向异性介质一般表现为速度各向异性或方
位各向异性，当波在各向异性介质中传播时， 各个方向的速度明显不同，因此，到达地面接 收点的时间和接收方向也不一致。
多分量多分量地震勘探技术将为人们提供 一种认识油藏的新手段,可以确定仅靠纵波 资料无法认识的油藏特征。有了这项技术, 在从勘探到综合油藏优化的所有关键经营 决策中,地震资料都将起到非常重要的作用。 多分量地震勘探技术,其影响将不亚于地震 勘探从2D到3D的飞跃。
③可以记录隐含地质信息的直达波等各种有效 波，信噪比甚至可以提高达几个数量级；
④所得到资料分辨率通常比常规地震勘探高一 个数量级以上。
Tomoseis Corporation
共炮点道集
（A）直达纵波 （B）直达横波 （C）反射纵波 （D）反射横波 （E）管波干扰 （F）横波的多次波 （G）P-S转换波 （H）S-P转换波
物探技术现状及发展趋势
地球科学学院
2003.10.28
一、物探技术及前沿发展趋势 二、率先突破的重大技术 三、物探公司技术现状及面临的挑战 四、下一步工作设想
探放水设计及安全技术措施
探放水设计及安全技术措施一、概况1、工作面概况12020工作面里段位于我矿井田+87m水平西翼一侧，该工作面东侧为12020工作面采空区，南部（上部）为本矿上水平工作面采空区，西部、北部（下部）为原始煤层。
开采煤层为五3煤，12020工作面（里段）走向长760米，倾向长150米，煤层倾角25-30度,煤层厚度0.6—0.9m,平均厚0.69m，工作面地质储量11.7万吨。
12020上下付巷沿煤层走向掘进。
2、地质情况12020工作面上付巷掘进515米，下付巷掘进650米时揭露新F7断层，走向155°，倾向65°，倾角48°，延伸长度约350m，落差0-30m；该工作面上部最高海拔标高为+660米，最低海拔标高为+590米，相对高差70米，地面处在伏牛山的顶部，地表荒芜，无居民及建筑物存在。
3、水文地质情况①大气降水、地表水及新近系潜水本区为低山丘陵地形，地面坡度较大，冲沟发育，大气降水迳流排泄条件好，因而无常年性地表水体。
区内新近系地层呈零星发育，以坡积、洪积及冲积于沟谷、坡脚处，厚度较小，岩性复杂，含富水性差。
加之上部上石盒子组隔水层较厚，故此大气降水、地表水及新近系潜水对五3煤开采无影响。
仅在井筒揭穿层段有少量淋漓水现象。
②五3煤层顶板砂岩裂隙承压水五3煤层顶板砂岩裂隙含水层，系指煤层之上60m范围内所含砂岩裂隙含水层，岩性为中粒砂岩，一般发育2～5层，累计厚度约0～30m，一般20m左右，岩性完整致密，裂隙不发育，且部分被方解石脉所充填。
生产开采过程中该含水层裂隙承压水将首先充入矿坑，是矿坑涌水的主要充水水源之一。
由于该含水层单层厚度较薄，裂隙不甚发育，且补给条件差，裂隙水储存量有限，导、富水性弱，生产中易于疏排。
③五3煤层底板砂岩裂隙承压水主要由1～2层中粒岩屑砂岩组成，厚2.39～11.09m，平均5.70m，泥质胶结，局部含泥砾及石英细砾。
砂岩致密坚硬，裂隙不发育，含富水性弱。