李春洋
黑龙江鹤岗矿业有限责任公司振兴煤矿 黑龙江鹤岗154100
摘要：受井下环境及地质条件的影响，物探和钻探在井下探测均有一定的局限性。为发挥其互补性，文章采用物探和钻探相结合的办法来判断断层的位置。经过互相印证，此方法能够有效的利用物探和钻探的各自优点，对断层进行准确的控制。
关键词：物探 钻探 多解性 直观性
1、地质概况
振兴煤矿位于鹤岗市北部区，本矿现主采煤层为3#，3#层煤层厚度在6米左右，煤层倾角25～18°，层理较发育。3#南二段底分层机道、3#南二段底分层切眼已掘送完毕，现掘送3#层南二段底分层风道。该区巷道主要受大断层F29断层影响，F29断层为逆断层，断层走向近南北与煤层走向相近，倾向方向为东，倾角21°，落差在10-20m。受该断层影响施工巷道可能存在派生小断层。
2、施工背景
由于3#南二段底分层机道、3#南二段底分层切眼已掘送完毕，因此综合地质资料来看，设计掘送的3#南二段底分层风道两端都有实践控制点，因此按设计正常施工（如图4左图）。但受F29大断层影响，按原设计掘送一段距离后工作面遇断层，该断层摆动范围未知。为了确定该断层摆动范围和不影响工作面施工，经领导研究决定利用物探的简单、快捷、高效率的特点对底板及侧帮进行初步物探，受断层影响，该区域煤岩层破碎，离层严重，首次探测效果不是很好。后又经过掘进队的配合，对各个探测点进行清理扩帮，扩至钢钎子能插到实处的位置。此次探测决定利用物探和钻探相结合的方式进行互相验证，使采集到的数据更有参考价值，从而能更好的对断层摆动范围进行掌控。
2、物探和钻探的优缺点
因钻探资料具有直观、可靠的特点而使钻探成为最常用的勘探手段，但由于钻探只是在点线上揭示目的物，在一些较复杂的地质条件下很难完整地反映地下煤岩层的变化情况，为查清煤岩层在地下空间的展布情况，往往需施工大量钻孔，费时费力，效率较低。而物探可以以极高的效率完成对地下煤岩层的形态、规模、分布的探查，为设计、施工部门提供一些物理学参数和资料，但由于物探方法的多解性、复杂性使物探工作很难单独地进行。为确定我矿3#南二段改造风道的开门位置及F29断层的波及范围。将钻探手段和物探方法有机地结合起来是一个较好的办法。下面对物探技术的原理、工作方法、资料处理及与钻探相结合在工作中一些实际应用效果作简单的介绍，具体步骤如下。
4、工程施工
①物探施工：地震波勘探的原理是利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下煤岩层的性质和形态的物探方法。由于区外回风道标高与设计3#层改造风道相近，因此在区外回风道每隔30米布置一个物探点，共5个测点（如图1）。每个物探点用铜锤产生震源信号，用两个检波器从震源开始沿垂直于测线方向直线布置，对一定频率范围内的地震波信号进行记录、提取，并利用专门软件解析。区外回风道为煤巷，通过对5个测点方向上的数据进行解析得出物探结果图如下, 异常点位置如（图2）。
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②钻探施工：遵循“物探先行，钻探验证”的原则。在物探5个测点位置布置钻场，对物探结果进行实测验证，打钻顺序从测点1～测点5。为更准确了解断层的展布情况，一个测点设2个钻孔进行验证，钻探结果如（图3）：
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5、综合分析
通过分析物探结果及钻探数据得出，在同一测点物探异常位置与钻探见岩位置基本相符。通过这两种手段相互印证后，基本能确定断层的展布位置及落差范围。能更好的为设计、施工部门提供准确可靠的地质资料。从而说明，在相同埋深且岩性相同的区域对大型断层的探查中，利用物探和钻探手段的互补性，互相印证互相支持是探查断层位置及其属性的一种非常有效的方法。此种方法有利于在钻孔确定断层位置有困难时，利用物探手段直观的判断断层位置，减少识别范围，降低困难，从而提高工程效率。带给了我们从以往单一靠钻探手段探查到现在物探钻探结合法的一种理念上的转变。由费时费力到简便快捷，对勘察工作起到了事半功倍的效果。探测前后设计对比（图4）
图4
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6、经济价值
该技术有效地减少了巷道掘送量210米，提高了掘进速度和单进。确保了工程按期交工，稳定了接续，节省了大量材料费、人工费，提前完工20多天，多出煤2万余吨。通过该技术的实施共节省资金20多万元，创利润200余万元。
①节省材料费：110m3×540元/m3=5.94万元
②节省人工费：210m×1000元/m =21万元
③创利润：2万t×100元/t=200万元。
7、结束语
随着近几年物探技术的发展及先进仪器设备的引进，应用传统勘探手段与物探相结合来解决井下水文地质问题已经是大势所趋。物探有简便、快速、分辨率高的优点。钻探能够有效地证实物探方法的准确度，并对物探方法起到补充作用，两者结合使工程地质勘察的准确度有了进一步的提高。经过实践证明将钻探手段和物探方法有机地结合起来是一个较好的办法，此方法能应用于井下开掘巷道的超前预测；判断大中型断层的摆动范围及煤层厚度的探测。可大量应用于井下地质条件较复杂的矿井，为安全快速生产提供保障。
参考文献：
［1］刘盛东，郭立全，张平松.巷道前方地质构造MSP法超前
探测技术与应用研究[J].工程地球物理学报，2006。
［2］刘复兰.YDZ(A)型直流电法仪在煤层底板含(导)水构造探
测中的应用[J].媒炭工程，2012。
［3］胡明，廖太平.构造地质学「M].北京:石油工业出版社，2007。
作者简介：李春洋,男，中级工程师 ，2011年毕业于黑龙江科技学院，专业为资源勘查，现在振兴矿地测大队主管物探工作。