雙巷并行交替式定點(diǎn)透射施工法及其應(yīng)用

史心全，劉勇，程為，曹兆飛

淮南礦業(yè)集團(tuán)地質(zhì)勘探處物探隊(duì)，安徽 淮南 232052

雙巷并行交替式定點(diǎn)透射施工法及其應(yīng)用

史心全，劉勇，程為，曹兆飛

淮南礦業(yè)集團(tuán)地質(zhì)勘探處物探隊(duì)，安徽 淮南 232052

在無(wú)線電波透視探測(cè)中，因工作面回采接替日益緊張，傳統(tǒng)的“發(fā)射+搬站”施工法由于占用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不利于礦方生產(chǎn)，從而變得越來(lái)越不適用，為解決這個(gè)問(wèn)題，減輕礦方生產(chǎn)壓力，我們提出“雙巷并行交替式定點(diǎn)透射施工法”。實(shí)踐證明，“雙巷并行交替式定點(diǎn)透射施工法”能大大地縮短探測(cè)時(shí)間，提高工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約時(shí)間成本。

無(wú)線電波透視；“發(fā)射+搬站”施工法；雙巷并行交替式定點(diǎn)法；縮短探測(cè)時(shí)間

1.無(wú)線電波透視探測(cè)簡(jiǎn)介

無(wú)線電波透視技術(shù)是煤礦中常用的一種物理勘探技術(shù)，它對(duì)工作面內(nèi)陷落柱、斷層、薄煤區(qū)等地質(zhì)異常體探查效果良好。礦井下無(wú)線電波透視在兩巷道間進(jìn)行，如在回風(fēng)巷布置發(fā)射點(diǎn)，向煤層中發(fā)射某一頻率的電磁波，在運(yùn)輸巷安置接收機(jī)觀測(cè)電磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)H信號(hào)，電磁波在煤層中傳播時(shí)遇到介質(zhì)電性變化時(shí)，電磁波被吸收或屏蔽，接收信號(hào)顯著減弱或收不到有效信號(hào)，若沿巷道多點(diǎn)觀測(cè)，會(huì)形成所謂的透視異常，發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)通常布置在回風(fēng)巷、運(yùn)輸巷等易于通行和干擾較小的地段。

2.傳統(tǒng)的“發(fā)射+搬站”施工法

目前無(wú)線電波透視技術(shù)在煤礦探測(cè)應(yīng)用時(shí)，其收發(fā)方式為定點(diǎn)法，即一臺(tái)發(fā)射機(jī)在巷道一個(gè)點(diǎn)固定發(fā)射時(shí)，接收機(jī)在另一個(gè)巷道對(duì)應(yīng)的接收點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，而施工方法采用“發(fā)射+搬站”施工法。若發(fā)射點(diǎn)間距為50m，接收點(diǎn)間距10m，每個(gè)發(fā)射點(diǎn)接收機(jī)對(duì)應(yīng)采集11個(gè)點(diǎn)，則“發(fā)射+搬站”施工法的工作過(guò)程為發(fā)射機(jī)在第一個(gè)發(fā)射點(diǎn)發(fā)射3分鐘，同時(shí)接收機(jī)在3分鐘內(nèi)采集11個(gè)點(diǎn)（行走100m），發(fā)射結(jié)束后發(fā)射機(jī)在2分鐘內(nèi)移動(dòng)到下一個(gè)發(fā)射點(diǎn)（行走50m，2分鐘即為搬站時(shí)間），與此同時(shí)，接收機(jī)在2分鐘內(nèi)移動(dòng)到下一個(gè)發(fā)射點(diǎn)對(duì)應(yīng)的接收點(diǎn)（退后50m），然后發(fā)射機(jī)在第二個(gè)發(fā)射點(diǎn)發(fā)射3分鐘，接收機(jī)在3分鐘內(nèi)完成對(duì)相應(yīng)接收點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集，同理，發(fā)射3分鐘后，發(fā)射機(jī)在2分鐘內(nèi)搬到第三個(gè)發(fā)射點(diǎn)，接收機(jī)在2分鐘內(nèi)搬到第三個(gè)發(fā)射點(diǎn)對(duì)應(yīng)的接收點(diǎn)，按此方法逐步完成對(duì)整個(gè)工作面的數(shù)據(jù)采集（如圖1所示）。這種“發(fā)射+搬站”的施工方法，對(duì)于完成走向長(zhǎng)小于1000m工作面的數(shù)據(jù)采集問(wèn)題不大，但對(duì)于走向長(zhǎng)度超過(guò)1000m的工作面，占用的時(shí)間就過(guò)長(zhǎng)，甚至需要兩個(gè)工作日才能完成探測(cè)。目前各礦工作面接替十分緊張，這就要求坑透探測(cè)能在更短的時(shí)間內(nèi)完成，為縮短數(shù)據(jù)采集時(shí)間，能在較短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)較長(zhǎng)甚至超長(zhǎng)工作面的坑透探測(cè)，我們對(duì)數(shù)據(jù)采集方法進(jìn)行改進(jìn)，提出“雙巷并行交替式定點(diǎn)透射施工法”。

3.雙巷并行交替式定點(diǎn)透射施工法

圖1 “發(fā)射+搬站”施工法示意圖

圖2 雙巷并行交替式定點(diǎn)透射法示意圖

雙巷并行交替式定點(diǎn)透射施工法需要兩套儀器，每套儀器為一臺(tái)發(fā)射機(jī)和一臺(tái)接收機(jī)，兩套儀器之間需要校正，該方法的工作過(guò)程為：回風(fēng)巷和運(yùn)輸巷隊(duì)員分別攜帶一套儀器，為方便表述，回風(fēng)巷內(nèi)儀器為H1發(fā)射機(jī)和H2接收機(jī)，運(yùn)輸巷內(nèi)儀器為Y1發(fā)射機(jī)和Y2接收機(jī)，如圖2所示，發(fā)射機(jī)在圖中I、II、III、IV、V、VI所示位置依次順序發(fā)射，即H1發(fā)射機(jī)在FH1點(diǎn)發(fā)射時(shí)，Y2接收機(jī)在運(yùn)輸巷對(duì)應(yīng)的接收點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，發(fā)射t1分鐘后關(guān)閉發(fā)射機(jī)，然后Y1發(fā)射機(jī)在FY1點(diǎn)開(kāi)始發(fā)射（發(fā)射t2分鐘），H2接收機(jī)在回風(fēng)巷對(duì)應(yīng)的接收點(diǎn)采集數(shù)據(jù)（t2分鐘內(nèi)，H1移動(dòng)到FH2點(diǎn)，Y2移動(dòng)到FY1點(diǎn)），Y1發(fā)射t2分鐘后關(guān)閉，而后H1在FH2點(diǎn)發(fā)射，Y2在運(yùn)輸巷對(duì)應(yīng)的接收點(diǎn)接收，以此類(lèi)推，逐步向前推進(jìn)，直至完成對(duì)整個(gè)工作面的探測(cè)，從圖2可知，該方法相對(duì)于“發(fā)射+搬站”施工法，省去發(fā)射機(jī)從FH1點(diǎn)移動(dòng)到FH2點(diǎn)所需的時(shí)間。以走向長(zhǎng)2000m的工作面為例，兩種數(shù)據(jù)采集方式主要參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1，從表中可以看出來(lái)，雙巷并行交替式定點(diǎn)法較“發(fā)射+搬站”施工法大大地縮短了探測(cè)時(shí)間。

表1 兩種施工方法對(duì)比一覽表

表2 兩套儀器接收數(shù)據(jù)對(duì)比表

圖3 潘北1223（3）工作面試驗(yàn)段收發(fā)設(shè)計(jì)圖

4.儀器校正

雙巷并行交替式定點(diǎn)法需要兩套儀器，兩套儀器接收的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)校正才能使用，為檢查兩套儀器是否存在差異，我們?cè)诰箩槍?duì)性的做了試驗(yàn)：兩套儀器編號(hào)為1007#和1008#，在同一發(fā)射點(diǎn)及該發(fā)射點(diǎn)對(duì)應(yīng)的接收點(diǎn)，分別用1007#和1008#儀器發(fā)射接收，通過(guò)比較兩組數(shù)據(jù)來(lái)檢查兩套儀器之間是否存在差異，如表2所示，從表中可以得知，兩套儀器接收的數(shù)據(jù)相差小于3db，相對(duì)于接收?qǐng)鰪?qiáng)值很小，對(duì)最后的結(jié)果影響很小，屬于可接收范圍

這里需要說(shuō)明的是，表2是兩套儀器接收數(shù)據(jù)的對(duì)比，即兩套儀器的比較，該表還不足以說(shuō)明兩套儀器可以混用。

5 “雙巷并行交替式定點(diǎn)透射施工法”現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

為驗(yàn)證該方法的可行性，檢查實(shí)際操作過(guò)程中有無(wú)不足，2011年6月7日我們?cè)谂吮钡V1222（3）工作面進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)段長(zhǎng)度約200m，如圖3所示。試驗(yàn)段共14個(gè)發(fā)射點(diǎn)，采用“雙巷并行交替式定點(diǎn)透射施工法”，每點(diǎn)發(fā)射3分鐘，42分鐘完成該試驗(yàn)段探測(cè)，而采用“發(fā)射+搬站”施工法，每點(diǎn)發(fā)射3分鐘，搬站2分鐘，則70分鐘完成該段探測(cè)，兩者相比，前者節(jié)約28分鐘。采用“雙巷并行交替式定點(diǎn)透射施工法”時(shí)，為防止上風(fēng)巷和下順槽相鄰發(fā)射點(diǎn)發(fā)射時(shí)間重合，我們探測(cè)前約定，各個(gè)發(fā)射點(diǎn)發(fā)射開(kāi)始時(shí)間比設(shè)計(jì)時(shí)間推遲10秒，本次試驗(yàn)過(guò)程順利，達(dá)到了預(yù)期目的。

6.結(jié)論

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，雙巷并行交替式定點(diǎn)透射施工法是可行的，為今后無(wú)線電波透視的數(shù)據(jù)采集提供一種新方式，在今后的坑透工作中可大力推廣，使用該方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，要求兩巷隊(duì)員嚴(yán)格按約定時(shí)間發(fā)射和接收，以保證數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。

該方法最大的優(yōu)點(diǎn)就是極大地縮短了探測(cè)時(shí)間，提高勞動(dòng)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，有力促進(jìn)了礦方生產(chǎn)。工作面越長(zhǎng)，采用這種方法節(jié)省的時(shí)間就越多，該方法相對(duì)于“發(fā)射+搬站”施工法每千米節(jié)約近1. 5小時(shí)，每面節(jié)約時(shí)間成本約21萬(wàn)元，每年淮南局所有工作面節(jié)約時(shí)間總成本約908萬(wàn)元。

[1]張平松，劉盛東，等.地球物理勘探教程[M].安徽：安徽理工大學(xué)出版社. 2007

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.17.014

史心全（1983—），男，安徽亳州人，助理工程師，本科學(xué)歷，在淮南礦業(yè)集團(tuán)長(zhǎng)期從事煤礦井下物探工作。