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槽波与纵波勘探技术对巷道掘进的影响研究

2021-04-15

西部探矿工程 2021年4期
关键词:纵波物探勘探

梁 坤

(广东省地质局第四地质大队,广东湛江524049)

针对巷道掘进的综合勘探一直是煤矿开采工作中需要重点研究的问题,一旦出现勘探数据不精准的现象,将直接影响整个煤矿的安全生产[1]。考虑到巷道掘进一般在深度较大的地下进行,地质条件十分复杂,全面了解岩性情况、地质条件变化情况是保证巷道掘进安全性的全体条件。这就意味着,对勘探技术提出了更高的要求。而现阶段的勘探技术已经无法满足巷道掘进的高精度需求,只有通过槽波与纵波勘探技术对巷道掘进做到精准的综合勘探,才能从根本上提高巷道掘进的安全系数,减少危险事故发生的几率[2]。槽波勘探技术作为一种地球物理方法,能够通过激发的导波探查巷道掘进中存在的不连续性特征,以其能够实现超远勘探距离和高抗干扰能力,成为目前应用范围最广的勘探技术。纵波勘探技术主要应用回波测量原理,通过反射的地震信号能够精准地判断出掘进头前方的具体状况,以其高精度的优势受到业界的重点关注。基于此,本文分别对两种勘探技术对巷道掘进的影响进行研究,致力于为更好的开展巷道掘进工作提供技术支持。

1 槽波勘探技术对巷道掘进的影响研究

1.1 消除巷道掘进物探盲区

在进行巷道掘进时很容易出现物探盲区的问题,主要是由于地质构造异常体的走向与巷道掘进方向偏差较大,很容易产生夹角[3]。而夹角处的反射信号过弱,无法获得精准的勘探信息。通过槽波勘探技术能够对多个采掘工作面进行槽波勘探,从而避免传统单一物探成果的物探盲区。在使用槽波勘探技术进行巷道掘进中,必须抓好中腰线管理,使巷道掘进严格按照设计好的中腰线前进。利用槽波勘探技术得到数据对巷道掘进方案进行实时的调整,建议基于槽波勘探技术采用“十字”的方式进行巷道掘进,槽波勘探技术“十字”巷道掘进方向示意图如图1所示。

图1 槽波勘探技术“十字”巷道掘进方向示意图

根据图1所示,结合槽波优势尽量采用“十字”巷道掘进的方式,精准判断巷道掘进前进方向的断层,全方位消除巷道掘进物探盲区,提高巷道掘进方向的决策精度。

1.2 扩大巷道掘进有效探测范围

基于槽波勘探技术的勘探方式属于面积性,超前探测距离可达150~200m,能够扩大巷道掘进有效探测范围。考虑到在巷道掘进过程中,巷道顶板由于受到应力产生瞬时弹性变形,并在变形时引发一系列其他继续变形[2]。利用槽波勘探技术在开挖后,巷道掘进的拉应力会集中防止围岩张拉破坏。这样以来,通过槽波勘探技术保证巷道掘进处于稳定状态,尤其在自重作用的促使下,巷道掘进的水平方向发育极其柔弱,形成数量、大小、形状各不相同的分离体。必须根据槽波勘探技术全方位的观察巷道掘进前方具体情况,最大程度上扩大巷道掘进有效探测范围,保障巷道掘进前进方向内无潜在危险。

2 纵波勘探技术对巷道掘进的影响研究

2.1 提高巷道掘进探测分辨率

使用纵波勘探技术可对巷道掘进直径不小于10m的地质构造异常体进行有效勘探,保证巷道掘进勘探资料具有较高的分辨率[4]。通过高分辨率提取具有一定强度的声波、面波,进而降低干扰波产生的随机噪声对巷道掘进造成的影响,进而提高巷道掘进探测分辨率,获得高精度的三维数据体。考虑到巷道掘进中地质构造异常体的走向与探测方向夹角会显著影响探测分辨率,因此,利用纵波勘探技术查清落差后得到的巷道掘进勘探资料可更加明显的反射波波组特征,具有高信噪比、清晰的剖面断点、连续性好等特点,能够科学的实现偏移归位。通过纵波勘探技术能够影响巷道掘进的运动轨迹,结合地震勘探规范,将使用纵波勘探技术处理后的巷道掘进探测结果与使用前进行对比,证明经过纵波勘探技术能够提高巷道掘进探测分辨率,且远远高于规范标准,具有积极正面的影响。

2.2 提高巷道掘进效率

纵波勘探技术采用线性探测的勘探方式,能够一次性的勘探在巷道掘进正前方200m 范围内的巷道地质构造信息,进而提高巷道掘进效率。研究发现,利用纵波勘探技术勘探巷道掘进,可以通过纵波变化频率、振幅强度以及同相轴波形特征,得到纵波对应的地质层位、陷落柱以及断层走向,采用“借道超前”圈出探测范围内的异常物体,弥补巷道掘进范围的局限,选择性补充实施纵波地震超前探,保证勘探信息的准确性以及有效性。通过纵波勘探技术减少由于勘探数据不准造成的不必要的安全事故,排除巷道掘进过程中存在的安全隐患,降低安全事故影响巷道掘进施工工期,全面提高巷道掘进效率[5]。

3 结束语

随着槽波与纵波勘探技术的逐步成熟,对于巷道掘进勘探信息的可靠率要求也随之提高。因此,通过本文以上进行的研究,能够取得一定的应用成果。通过研究槽波与纵波勘探技术对巷道掘进的影响:槽波与纵波勘探技术的合理运用能够促进巷道掘进的精度与效率。基于槽波与纵波勘探技术进行巷道掘进勘探是目前勘探中最实用和最可靠的方法。根据以上提出的4点影响表明,槽波与纵波勘探技术对巷道掘进的影响均是有利影响。有理由以槽波与纵波勘探技术作为巷道掘进勘探的核心技术,为巷道掘进的进一步发展提供学术意义。但本文唯一不足之处在于,没有详细说明槽波与纵波勘探技术在巷道掘进中的具体应用过程,相信这一点,有理由成为巷道掘进方面未来发展中的重点研究方向。

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