三維地震反射波異常區實踐

經驗人：王 兵 李 帥 李華利 王素軍

三維地震反射波異常區實踐

經驗人：王 兵 李 帥 李華利 王素軍

口孜東礦111301工作面切眼東側存在3#三維地震反射波異常區，采用物探與鉆探相結合手段進行的綜合探查，結果表明向前掘進不存在水害威脅，保證了安全掘進。

口孜東礦工廣標高+27m，該礦111301工作面位于礦井一水平（-967m）中央（13-1）采區東翼，工作面整體布置近東西走向，走向長度1604.2m（風巷）～1784.9m（機巷），切眼斜長185m，開采標高范圍為-843.0m～-938.0m。根據已有資料分析，111301工作面切眼東側存在3#三維地震反射波異常區，雖前期從井上下采用了鉆探及物探手段對其進行了探查，但由于井下空間及技術手段的限制，探查范圍未對其全覆蓋，因此該反射波異常區含導水性不清，可能對111301工作面機巷掘進造成一定的安全隱患，故需對前方巖層賦水性進行探查。

防水煤（巖）柱留設

由于反射波異常區含水情況不清楚，因此3#三維地震反射波異常區防水煤（巖）柱必須按照含、導水斷層煤（巖）柱留設，計算公式為

式中：

L— 煤（巖）柱留設寬度，m；

K— 安全系數，一般取2～5，本次取4；

M— 巷高，取4.3m；

P— 水頭壓力，取9.65 MPa；

KP— 煤的抗拉強度，根據口孜東礦勘探報告，取0.2 MPa。

計算得：L=102.4m

探查警戒線

3#三維地震反射波異常區特性在未探查清楚之前，按含（導）水斷層預留設的防水煤（巖）柱其寬度為102.4m，依據《安徽省煤礦防治水和水資源化利用管理辦法》第29條規定，掘進工作面在距離異常區安全煤（巖）柱邊界80m時，超前對異常區頂底板進行探查，因此在距離3#三維地震反射波異常區182.4m起必須進行探查工作。為確保巷道施工安全，本次探查警戒線為距離111301工作面設計切眼向西200m位置。

鉆孔施工情況

鉆孔參數及施工情況

鉆場位于111301工作面機巷，距111301設計切眼200m處，鉆場內設計3個鉆孔，共施工探查鉆孔3個，其中3#鉆孔要求全孔取芯，巖芯采取率＞60％，取出的巖芯必須按順序排列在巖芯箱內，不得隨意亂放，并對鉆孔軌跡進行測量；若鉆進過程中鉆孔出水，須保持正常放水，同時，對鉆孔出水深度、水量、水壓、水溫等進行嚴格觀測和記錄，若達到設計孔深后鉆孔無水，則須立即全孔封閉。鉆孔施工具體情況見表1。

鉆孔出水情況

本次探查工程所施工的3個鉆孔，僅2#鉆孔有出水現象，在2#鉆孔鉆進至40m位于細砂巖層時鉆孔出水，水量0.5m3/h，水溫41.5℃，至終孔水量無變化；對2#鉆孔采取水樣，并經公司水化學實驗室進行水質分析，水質類型為HCO3-Na。對比111303工作面頂板淋水、底板出水等鉆孔出水的水質化驗結果，各類水質參數基本一致且差值較小，各陰、陽離子含量毫克當量百分比基本一致，可以判定出水為13-1煤層底板砂巖裂隙水。

表1　111301工作面機巷3#三維地震反射波異常區探查鉆孔施工統計表

物探探查情況

為保證巷道安全掘進，111301工作面機巷距切眼197m處向前方采用瞬變電磁和地震msp進行物探探查工程，瞬變電磁探查成果表明，探查點向前方100m范圍內巖層視電阻率值總體較高（基本大于12?·m ），為正常地層反映，地層總體富水性較弱，無明顯強含水體。探測范圍內巷道上幫側巖層總體視電阻率值較下幫側偏高，迎頭前方25～45m、頂板上3m、底板下15m范圍內巖層視電阻率值相對偏低，巖層可能少量含水；地震msp物探成果表明，切眼向后154m處存在1個反射界面R1，該處可能為煤巖分界面、巖石破碎帶或斷層位置。

探查總結與評價

本次循環探查采用物探與鉆探相結合手段進行的綜合探查，物探與鉆探成果資料相互吻合，均表明巷道前方不受水害威脅。探查工程覆蓋范圍平面上查明了巷道前方及兩側巖層賦水性，縱向上查明了巷道采掘影響范圍內的煤層頂底板巖層的賦水性均較差。根據綜合探查成果資料分析，111301工作面機巷自本次探查位置前方125m范圍僅有少量砂巖裂隙水影響，不存在水害威脅，巷道向前掘進100m是安全的，巷道向前掘進100m后再次開展探查工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.17.045