工程物探技术在井下突水破碎带治理中的应用

添加人：admin 发布时间：2015/7/31 9:48:37 来源：中国破碎机网

　　工程物探技术在井下突水破碎带治理中的应用朱学胜铜陵中都矿山建设公司浆松句报结果进行对比，并与实际情况进亍了对照，显其实用性和推广价值。
　　1工程概况冬瓜山出风井是冬瓜山铜矿专用出风井，井深935，在井筒施工结束转入850，中段回风道开扣时。遇到了十大的含水破碎带，突水试最大达到5处站孔孔径42.由于突水量大压力高静水压力达到8，来得突然，尽管采取了系列的抢险措施，但终因灾情严重而发生了淹井事故。
　　含水破碎带所处地层为迭系栖霞组灰岩大理岩化灰岩。
　　治理方案采用的是帷幕注浆法。其具体实施步骤是先从回风道的进风侧施工至距出水点801处，停止掘进；在工作面布置钻机进行帷幕注浆诂孔的施工；然后次施帷幕注浆；科施工放水钻孔，泄出出风井井筒内的储水。
　　2采用物探技术的目的由于本次遇到的含水破碎带具有埋藏深94加压力大且治理条件差等特点，从安全角度讲，治理方案必须做到万无失。为此施工单位在此次水害治理工作中引进了在铁道部门隧道施工中普遍采用的地质超前预报物探技术。目的足在帷幕注浆前探测注浆段的导水构造的总体产状走向倾向倾角位置及厚度等要素，从而给帷幕注浆提供技术上的支持；并且在注薪崾，蠖，注行Ч，僖淮谓，形锾剑，魑，兰圩⑿效果的重要依据。
　　3帷幕注浆前的物探工作3.1工作方法句测线布置因井下巷道狭窄干扰源多，物探采用地震单点反射法和地质雷达反射法即电磁波法两种方法综介探测。以付比分析相印证，期，达到较为埋想的探测效果，地震单点反射波法。在工作面布置8个接收点在其上放置28高灵敏检波器，在其周围以不同距离偏移距采用锤击激发地震波，单点接收来破碎带的反射波。多方向激发接收的目的在于由于地下巷道施工点多，对接收机随机干扰较大，有些记录的有效信号会被干扰掉，故采用多个方向激发接收以保证能记录到有效信号，并且不同方向激发接收因反射点位置上巷逍两侧各布置条测线，来求取完整基岩的地谩波速度，土确定反射时间后用来汁算工作面至破碎带距离。
　　社，1999. 4钮强。岩石爆破机理灿。沈阳东北工学院出版社，2管伯伦。爆破工程旭。北京冶金工业出版社，2003. 1989.
　　3陶颂霖。爆破工程以。北京冶金工业出版社，1979.收稿日期20041044朱学胜，男，工程师，项目部经理，244000安徽省铜陵市铜陵矿业快报地质雷达探测法。在工作面布置纵横各2条测线2，另在相应地震波反射法13点，7偏左和85偏右位迓布置43和共4个点做定点采集。地质雷达测点布置较密，每个测线是由较密的单反射组成，目的是多收集资料便于分析。
　　和15.5，1两者的差位为3.5，为破碎带反射波法直接测到，只能根据多年积累的经验估计，考虑埋深较大，应高于般地面测到的速度，结合本工程的实际情况，取3.0，18.由此可得1点至破碎带的距离。为331；破碎带厚度为5.21 3.2资料采集与质量评定2地质雷达4接收点。4点接收反射时间1现场数据采集。根据检测目标及其现场工作条件，地震反射法选用28出检波器，采样间隔为0.005米样记录长度40地质雷达采用50添出天线，采样间隔为8008，采样记录长度为1.有效探测深度达到探测目的。
　　2资料质量评定。本次所测地震反射法和地质雷达记录均进行实时监视，确保资料原始采集的正确与准确性。并随机制取测点进行复测，复测记录13个，占总测量数9，重复测量记录与原测记录波形相似初至时间吻合。
　　3.3资料处理〃分祈将接收的地招波号进斤谱分析及滤波处理后，分别得到各接收点破碎带两侧的反射波信号并读取反射时间。根据同接收点破碎带两侧的反射时间来确定工作面距第反射面的距离及破碎带的厚度，两接收点之间的水平距离及时差确定破碎带走向，两接收点的高差及时确定破碎带地质雷达解释方法与地震反射法较为相似，同样的需要滤波识别反射信号及读取时间，不同的是它以纳秒计，速度与地震波速度不样，因为它是电磁波在岩体中的行走速度。
　　下面以地说反射波地质心达点为重点，分别识别和计算破碎带反射波旅行时间并求取破碎带位置和厚度。
　　为万如呢点至破砂带的距尚为。，用同样的方法求得分别与378和万，⑦各点对应的破碎带距离及破碎带厚度。
　　地震反射法与地质雷达的分别计算结果基本是吻合的，不同位置考虑走向与倾角引起的正常差，其最大的差值小于0.5，破碎带厚度根据地震反射法和地质雷达结果综合求取。根据计算结果绘制物探平剖面和物探纵剖面纵剖面以坑道测量中线为准。
　　3.4注浆前物探检测结论主破碎带平均厚度为5.2，走向与坑道位夹约为80，倾角约为65根据地质雷达资料分析，在未开挖的段坑道内还存在6条小裂隙，这些裂隙大致平行，掌子面，因裂隙太小致使波形迭加无法找出第2个面的初至时间，故不能给出具体的宽度。但根据经验，这些裂隙的宽度不会超过1.4帷幕注浆后的物探工作4.1地质条件及物探判断条件分析注浆前物探探测结果得出距工作面分别为10，的裂隙和33，38！的主破碎带。从物探水泥，充填，与岩体胶结，使原有的反射面消失。
　　检；则，如检测不到上述位置竹反射信号，则说明注浆效果好，反之则差。根据钻探结果分析，原断层破碎带重新胶结桂质胶结速度很高，注，后如果靠近工作面的主破碎带界面反射波信号消失，而桂质胶结面与主破碎带界面的反射信号能量减弱，则说明注浆效果好，反之则差。另外若工作面个酬质胶结面这段离内岩体整体速度比注浆前岩体整体速度提高较大，说明这范围内裂隙有效充填，便可判断出注浆效果好，反之则差，4.2工作方法与测点布置1地震反射法15接收点。地边反射法15接检测方法与探测破碎带的方法是样的，只收点破碎带两侧反射波的旅行时间分别为12，是取得资料的判断与分析方法+样，仍然采用地震点反射法和地质雷达检测。测点布置与第次基本致。
　　由于工作面上埋设了许多钢管钢筋，对雷达信号干扰很大，地质雷达只能勉强在水平方向上布置条测线，雷达记录干扰较大，故这次检测工作主要坫地震反射波法，4.3物探资料采集地震反射波法采用的美国疋0河3公4屯产的1.此1.724甩商分辩率岛精度高保真地震仪，采用281检波器，采样间隔为0.0318，采样录长度18，地质雷达采用加拿大生产的怎18疋，100型地质雷达主机，选用50出天线，采样间隔为8008，采样记录长度为101.
　　4.4资料处理分析与结果将接收到的的地震信号进行谱分析及反复的滤波处理后，分别得到各反射点信息。从各反射点3.1处裂隙没有反射信叼。别尽矜山达记。奸扰较大，但这些裂隙也没有反射信号，主破碎带靠近工作面侧的反射信号也己消失。检测记录有两反射信号存在，个出现在51左右，另个5，处反射信号对应于第次探测时15，处裂隙，反射信号能量相对较强，且每个反射点反射时间都差不多，应当不是含水裂隙，而是地层中这点。
　　12.51处的反射信号对应于主破碎带的娃质胶结面。其反射位号能量较弱。是闪为硅质胶结面的速度很高，它仍然能构成个反射面，是因为破碎带注浆后提高了速度，使得其与硅质胶结面相对变小。
　　由钻孔资料得知，破碎带硅质胶结面至工作面的距离为38，注浆后其反射时间为12.5，速度，为61.注浆前工作面至硅质胶结面的速度是550注浆后工作面至硅质胶结面的速度为6 000，8，也就是说，注浆后工作面至桂质胶结面的整体速度提高了500，18.4.5注浆后物探检测结论处裂隙没有反射信号，说明导水裂隙已被充填，注！处裂隙仍存在反射信号结合钻孔资料分析此处应为地层夹层而不是导水裂隙。
　　主破碎带靠近掌尸面侧的反射0兮诮失，另侧的硅质胶结面反射信号也很弱，注浆后掌子面至主破碎带的硅质胶结面岩体整体速度提高了每秒50加提高了近10，充分体现了主破碎带已彼奋效允填。
　　5实际结果验证钻孔资料验证。由于本次物探工作是该技术第次在深井平巷中应用，其适用性与准确忡吖必，通过实戕进打检验为此我们在注浆前物探结束后，在施工帷幕注浆钻孔时，对其中个钻孔岩芯靠近工作面中下部进行了取样记录，结果明钻孔在9.81处遇到了含水裂隙，涌水量50，1.1钻孔孔6，实施1注铰。寸堵岩芯取样明在10.85，12，1段是含水裂隙。然后继纹钻进，义分别在32.8，37.51段遇了非含水破碎带，在38.8，1处遇到主含水裂隙，涌水秋1 0001钻孔孔径6，静水！卡力达8，随后付其进。国帷幕注浆，达到设计汗浆结山标推后停止注浆，巷道开挖结果验证。注，施工结束后，对该段巷道又次进行了物探验证工作，结果明注行Ч，己猫上述章节己经记述，在此基础上，对该段巷道进1开挖施工，开挖结果明。物探结果与实际揭露的岩层情况基本吻合，尤其是是碎带实际揭露宽度不均，1.55.2，不等处的物探结果实际结果非常接近。允分显了此次物探结果的科学价值。
　　6结论1通过此次物探技术在深儿巷含水破碎带突水治理中的应用，可以探索出条物探超前地质预报技术在矿井建设中的应用途径。
　　21木次物探结果明该项技水在探测较矿沮矿沮矿沮矿沮矿沮矿沮矿沮矿鞠狭小裂隙时存在定的误差，这主要是受检测器材本身的灵敏度限制。
　　下步应更深入地研卟下环境条件分别对地震反射波探测及地质雷达探测两种物探手段的影响程度，并找出减小其影响的办法，从而研制出更适合于井下环境的物探设备器材。
　　收稿日期2004104，效果良好。