综合探测技术在煤矿断层探测中的应用研究

曹桂芳

（大同煤矿集团有限公司煤峪口矿，山西 大同 037041）

1 矿井概况

煤峪口矿410 盘区面积约5 km2，有11#、12#可采煤层。其中，81022 工作面煤层的平均倾角为2°，平均煤层厚度为8.1 m，工作面的整体走向长度为146.2 m，煤层开采长度为730 m，可采储量约82.6 万t，煤硬度为2.6。11#、12#煤层81022 工作面在掘进期间顶板裂隙发育，揭露落差在0.1～4.0 m之间的断层约27 条。其中，落差在1.0 m 以上的断层约10 条，影响范围高达350 m。为此研究使用综合探测技术[1]，对工作面的构造发育特征进行探测。

2 槽波地震探测技术

2.1 槽波地震探测

槽波地震探测技术是使用煤层作为波导，沿着煤槽的方向进行传输，其形成示意图如图1[2]。当震源发生震动，激发出的槽波沿着煤层的方向传输，在遇到断层界面后，会自动改变槽波的传输方向，经煤层反射后得到反射槽波信号。同一煤侧帮的检波器会接收反射后的槽波信号，通过分析和处理反射槽波信号，采用共中心点叠加的方式来判断断层的位置。

图1 槽波形成示意图

2.2 观测系统设计

在81022 工作面皮带巷的内帮设计透射观测控制系统，在轨道巷的外帮设计反射观测控制系统，以实现对工作面断层构造的综合探测。透射法是在皮带巷的内帮布设炮孔，共施工38 个炮孔，每个炮孔之间留有10 m 的孔距，使用矿用炸药和1 段雷管放炮作为震源，在轨道巷内帮布设检波器孔，共施工30 个检波器孔，每个检波器孔之间留15 m的孔距，槽波接收信号是通过双分量型检波器来接收。反射法是在轨道巷的外帮布设检波器孔，共施工14 个检波器孔，每个检波器孔之间留有15 m 的孔距，在皮带巷的外帮布设炮孔，共施工14 个炮孔，每个炮孔之间留有15 m 的孔距，其中炮孔和检波器孔相互交错布置。……