在陜西省某煤礦的1509工作面，由于煤層埋藏較深，其直接充水含水層為煤系上覆地層的砂巖裂隙含水層。這些含水層的補給條件較差，富水性通常較弱。然而，煤系沉積基底奧陶系灰?guī)r的含水空間主要以溶蝕裂隙為主，其富水性表現(xiàn)出明顯的不均一性。此外，巖溶水的連通性良好，具有區(qū)域性的水位標高+370.00m。由于水頭壓力大，1509工作面的5#煤層位于+370.00m以下，因此屬于承壓開采。
武漢地大華睿地學(xué)技術(shù)有限公司于2024年4月3日對該煤礦1509進風(fēng)順槽進行了瞬變電磁超前物探實驗工作。本次實驗的主要目的是為了探測巷道前方的含水構(gòu)造形態(tài)和水力聯(lián)系，以便為煤礦的安全生產(chǎn)提供重要的水文地質(zhì)信息。
本次物探使用的儀器型號為YCS200(B)礦用本安型瞬變電磁儀，該儀器適用于礦井下的復(fù)雜環(huán)境。瞬變電磁法勘探裝置采用重疊回線組合裝置，能夠有效提高探測的分辨率和信噪比。本次探測的范圍設(shè)定為100米，以確保能夠充分覆蓋巷道前方的關(guān)鍵區(qū)域。在1509進風(fēng)巷掘進頭前方，共布置了4條測線，分別包括頂板斜向上45°、頂板斜向上30°順層、底板30°。每條測線上布置了9個物理點，共計36個測點。通過在掘進頭移動發(fā)射接收線圈，我們形成了4條超前探測的實測剖面，這些剖面將為我們提供巷道前方的含水構(gòu)造形態(tài)和水力聯(lián)系的詳細信息。
YCS200B礦用本安型瞬變電磁儀
1、數(shù)據(jù)采集與分析：
1）1509進風(fēng)巷掘進頭視電阻率斷面扇形圖45°斜向上（頂板）資料解釋
圖1 1509進風(fēng)巷掘進斜向上45°（頂板）視電阻率斷面圖圖1展示了1509進風(fēng)巷掘進頭前方45o斜向上（頂板）的視電阻率探測扇形剖面。根據(jù)資料解釋，該探測角度的扇形區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯的低阻異常。
2）1509進風(fēng)巷掘進頭視電阻率斷面扇形圖30°斜向上（頂板）資料解釋
圖2 1509進風(fēng)巷掘進頭視電阻率斷面扇形圖30°斜向上（頂板）
圖2呈現(xiàn)了1509進風(fēng)巷掘進頭前方30o斜向上（頂板）視電阻率探測的扇形剖面。根據(jù)資料解釋，探測區(qū)域內(nèi)右側(cè)出現(xiàn)了一處顯著的 高阻異常，這推測是由于右側(cè)的采空區(qū)所引起。高阻異常表明采空區(qū)內(nèi)部相對干燥，沒有明顯的水體存在。
3）1509進風(fēng)巷掘進頭視電阻率斷面扇形圖順層方向資料解釋
圖4 1509進風(fēng)巷掘進頭視電阻率斷面扇形圖（順層）
圖4展示了1509進風(fēng)巷掘進頭前方（順層）的視電阻率探測扇形剖面。根據(jù)資料解釋，探測區(qū)域內(nèi)存在兩處異常：YC1附近的多個測道顯示出明顯的電阻率抬升，這可能是由于左后方鐵器的影響，因為鐵器的距離探測位置較近，并且存在較高的浮煤。這種高阻異?？赡苁氰F器造成的，但也不能完全排除頂板裂隙富水的可能性。YC2區(qū)域顯示出明顯的高阻異常，這推測是由于右側(cè)的采空區(qū)所引起。高阻異常表明采空區(qū)內(nèi)部相對干燥，沒有明顯的水體存在。
4）1509進風(fēng)巷掘進頭視電阻率斷面扇形圖30°斜向下（底板）資料解釋
圖5 1509進風(fēng)巷掘進頭視電阻率斷面扇形圖30°斜向下（底板）
圖5呈現(xiàn)了1509進風(fēng)巷掘進頭前方30°斜向下（底板方向）的視電阻率探測扇形剖面。分析結(jié)果顯示，在探測區(qū)域內(nèi)識別出一個低阻區(qū)域。同時，在YC4附近的多個測道中觀察到了顯著的電阻率升高現(xiàn)象。這一高阻異?？赡苁怯筛浇蔫F器干擾造成的，因為鐵器距離探測點較近，且該區(qū)域的浮煤較厚。盡管鐵器的干擾是一個可能的解釋，但底板富水的可能性也不能完全排除。
根據(jù)以上的探測結(jié)果及內(nèi)容，我們可以得知以下幾點：
在45°斜向上（頂板）的探測中，未發(fā)現(xiàn)明顯的低阻異常，表明在該角度的頂板方向上，沒有顯著的含水構(gòu)造或水體存在。
在30°斜向上（頂板）的探測中，右側(cè)出現(xiàn)的高阻異常推測是由于右側(cè)采空區(qū)所引起，表明采空區(qū)內(nèi)部相對干燥。
在順層方向的探測中，YC1附近的電阻率抬升可能是由于左后方鐵器的影響，但不能完全排除頂板裂隙富水的可能性。YC2區(qū)域的明顯高阻異常同樣推測為右側(cè)采空區(qū)引起，表明采空區(qū)內(nèi)部相對干燥。
在30°斜向下（底板）的探測中，識別出的低阻區(qū)域和YC4附近的高阻異常可能是由附近的鐵器干擾造成的，但底板富水的可能性也不能完全排除。
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