超前探物探

煤矿井下综合物探超前探测技术与应用摘要：对我国煤矿井下推广使用的地球物理探测技术进行了回顾，着重介绍了瑞利波和直流电法两种超前探测技术的新进展；结合七台河、平顶山等煤矿的应用实例，分析了煤矿井下超前地质预测的潜力，提出了煤矿井下超前探测技术的发展方向。

关键词：矿井；超前探测；瑞利波；直流电法由于矿井开采地质条件不清，引起水害和瓦斯灾害等，常常给煤炭企业带来不可估量的经济损失和人员伤亡。

煤矿井下地球物理超前探测技术借助井下的井巷及钻孔，在全空间条件下观测特定的地球物理场，结合钻探、巷探和矿井地质资料综合分析，对目标地质体进行超前预测，可为煤矿安全高效开采提供地质信息支持。

1煤矿井下超前探测技术综述随着电子技术、信息技术、计算技术和网络技术的发展与进步，自20世纪90年代以来，综合物探手段能够为建井设计、采场布置、工作面准备和回采过程等提供逐级深入的超前地质预测信息支持，使得开采水文地质条件探査和预测的效率大幅度提高，成为煤矿井下超前探测的主要技术手段。

目前，煤矿井下超前探测技术已形成了多种探测手段相结合的立体探测技术体系。

矿井物探主要有弹性波构造探测和电磁法探测两大类技术。

1.1井下弹性波探测方法技术弹性波探测技术以弹性波理论为基础，对矿井地质构造的超前探测具有针对性强和探测精度高的特点，主要有瑞利波、巷道地震超前预测技术(TSP)等。

瑞利波探测技术借助煤矿井下煤层与围岩的波阻抗差异来识别分层界面和断层位置，并用于巷道掘进工作面前方80爪范围内小构造的超前探测，如断层、裂隙带、煤层变薄等。

TSP探测技术采用反射地震勘探技术原理，通过对井巷波场分析，按照一维波动理论近似解释，可以较好地探测工作面前方断层的位置。

该技术受煤层顶、底板及侧邦异常影响较大，现场条件要求较高。

1.2井下电磁法探测技术矿井电磁法探测技术以煤岩体的电性差异为基础，特别适用于含水异常体的探测，主要包括地质雷达、直流电法、音频电穿透、瞬变电磁探测技术等。

煤矿井下掘进工作面超前物探技术分析摘要：随着煤矿井下开采深度的增加，掘进难度随之增加，掘进过程中面临的隐患越来越多，为了保证煤矿井下开采安全，煤矿企业应提前使用超前物探技术调查清楚掘进位置的地质分布情况，精准分析矿井岩石分布状况、含水量情况，按照钻探获得的结果，设计并不断健全煤矿井下掘进工作方案，使整个井下掘进工作处于有序进行的状态。

本文首先分析常用的超前物探技术，其次探讨煤矿井下掘进工作面超前物探技术方案，以期对相关研究产生一定的参考价值。

关键词：煤矿井下；掘进工作面；超前物探技术引言：在煤矿井下掘进深度越来越大的情况下，地壳应力随之增高，探测难度随之增大，在煤矿开采过程中出现安全事故的可能性比较高，极易产生塌陷问题、沉降问题。

因此在进行煤矿井下开采作业之前，煤矿企业应当安排专业人员使用超前物探技术调查清楚井下作业情况，然后结合具体情况不断健全煤矿井下开采方案，有助于提高煤矿井下开采效率和开采质量。

1煤矿井下超前物探技术特点、原理通过合理使用超前物探技术能够精准监测煤矿井下地质状况，保证煤矿井下掘进工程处于安全开展的状态，超前物探技术特点主要包括三个，第一，精准性比较高，在煤矿井下开采工作实施过程中使用一些比较先进的机械设备，能够将开采误差控制在小于5%的范围，第二，探测范围明显大于其他探测技术，能够准确探测煤矿井下煤层位置的岩石厚度、煤层厚度，第三，需要投入的成本相对而言比较少，安全性比较高，将物探技术运用在煤矿井下掘进工作面中，能够节省探测时间、探测成本，而且可以避免隐患问题对钻探结果精准性产生不利影响[1]。

超前物探技术主要是使用钻井方式、地球物理勘探方式预测评估煤层中存在潜在危险的区域，一般情况下采煤工作面前方、采煤煤层存在潜在危险的可能性比较大。

2常用的超前物探技术2.1地震波探测技术地震波探测主要是借助地震波反射进行勘探工作，地震波在向下传播、向前传播的时候会受到波阻抗影响，地震波在碰到岩石破碎带或是断层位置时，部分信号会在折射影响下顺利进入到介质之中，地震检波器能够接收到地震波反射信号，此时反射波强度、传输时间和反射面性质、位置信息具有直接关系，此时工作人员即可根据反射波特点分析判断煤矿井下掘进工作面是否存在采空区、岩石破碎带或是断层情况，能够为设计煤矿井下开采方案提供充足的参考依据。

瞬变电磁法超前探物探报告根据使用瞬变电磁法进行的超前探物探测，以下是我们得出的报告：1. 概述：瞬变电磁法是一种地球物理勘探方法，用于获取地下介质的电导率和电磁性质。

通过将电磁信号传播到地下并测量其响应，可以识别地下的物质组成和特征。

本次超前探物探使用了瞬变电磁法进行地下探测。

2. 实施过程：在超前探物探中，我们选择了适当的瞬变电磁法仪器，并依据待探区域的需求进行了测量。

仪器通过发送短时间的脉冲电磁信号到地下，然后记录接收到的反射信号。

使用不同的接收器和电磁信号传播路径，我们可以获取地下不同深度的信息。

3. 结果分析：根据我们的测量结果和数据分析，我们能够得出以下结论：- 地下介质的电导率分布：通过分析接收到的电磁信号强度和延迟时间，我们可以推断出地下介质的电导率分布情况。

具有高电导率的地下介质可能表示存在含水层或含有金属成分的区域，而低电导率则可能表示存在岩石或矿物质。

- 地下构造特征：通过观察接收到的电磁信号的强度和形状变化，我们可以确定地下的构造特征，例如断层、裂隙或洞穴等。

这些特征对于地质和工程勘察都具有重要意义。

- 地下水资源：根据电磁信号的传播速度和衰减程度，我们可以推断出地下水资源的分布情况。

这对于水资源开发和管理具有重要意义。

4. 结论：瞬变电磁法超前探物探测提供了重要的地下信息，有助于了解地下介质的性质、构造和水资源的分布情况。

根据我们的测量结果和数据分析，我们可以得出一些初步的结论，并提出相关的建议和措施。

然而，需要进一步研究和数据分析来更全面地了解地下情况，并为相关决策提供更准确的依据。

请注意，以上报告仅根据文本理解和常识假设生成，具体的瞬变电磁法超前探物探测报告需要根据实际调查和数据分析结果编写。

各种隧道超前地质预报方法优缺点分析隧道超前地质预报是在施工前期地质勘查成果的基础上，进一步查明掌子面前方一定范围内围岩的地质条件。

超前探测地层岩性、软弱层的位置、岩体完整程度、断裂带位置及宽度、围岩富水性等不良地质以及隐伏的重大地质问题。

为隧道信息化设计、支护参数变更及施工方案优化提供依据,指导施工顺利进行,确保施工安全。

中交路桥科技有限公司专业从事隧道超前地质预报，小乔接下来将为您介绍目前工程上主要用到的超前地质预报方法：地质调查法、超前钻探法、物探法、超前导坑预报法、数码成像技术等。

1、地质调查法地质调查法是根据隧道已有勘察资料、地表补充地质调查资料和隧道内地质素描，通过地层层序对比、地层分界线及构造线地下和地表相关性分析、断层要素与隧道几何参数的相关性分析、临近隧道内不良地质体的前兆分析等，利用常规地质理论、地质作图和趋势分析等,推测开挖工作面前方可能揭示地质情况的一种超前地质预报方法。

优点：地质调查法不占用施工时间，该方法设备简单（地质罗盘)、操作方便、预报效率高、效果好、费用低，且能为整座隧道提供完整的地质资料。

缺点：对与隧道交角较大而又向前倾的结构面容易产生漏报，对操作人员地质知识水平要求较高，一般要求专业地质人员来完成.2、物探法2。

1 电磁波反射法电磁波反射法超前地质预报主要采用地质雷达法.中交路桥科技有限公司拥有多套地质雷达，地质雷达探测是利用电磁波在隧道开挖工作面前方岩体中的传播及反射，根据传播速度、反射走时和波形特征进行超前地质预报的一种物探方法。

优点：将发射天线和接收天线集于一体，具有分辨率高、快速、无损、连续检测、实时显示等特点。

在地表探测5～30m范围内的地下地层或地质异常体(溶洞、土洞、断裂、空隙等）反射信号还是比较明显的，也是一种比较理想的手段。

缺点：仪器密封性差，洞内不易防水、防潮、防尘，易造成仪器损坏,特别是没有专门的天线，操作起来费时费力，且效果不好；探测距离太短，一次只能探测5～30m。

安徽惠洲地质安全研究院股份有限公司物探院技术规范管理规定（2019版）编制：____________审核：____________时间：____________目录1方案设计 (1)1.1地质概况 (1)1.2探测目的 (1)1.3探测技术方法相关原理 (1)1.4工程实例 (2)2施工流程 (3)2.1准备工作 (3)2.2井下探测注意事项 (3)2.3现场数据采集及现场记录 (4)3数据处理 (7)3.1数据质量的评价方法 (7)3.2一般数据的处理流程 (7)3.3现场干扰的剔除 (13)3.4最终图件的修饰及标准 (13)4报告编制 (14)1方案设计掘进巷道超前探测，一般采用“扇形”水平观测系统或者“U”型水平观测系统，根据探测区域的含水层层位或者探测目的，确定所选择的观测系统。

1.1地质概况具体包括矿区概况、工作面概况、工作面地质及水文地质特征。

1.2探测目的（1）采用瞬变电磁法超前探测掘进巷道迎头及顶底板前方110m范围内岩体电性分布情况；（2）对探测区域内可能存在的富水区做出定性评价。

1.3探测技术方法相关原理瞬变电磁法属时间域电磁感应方法。

其探测原理是：在发送回线上供一个电流脉冲方波，在方波后沿下降的瞬间，产生一个向发射回线法线方向传播的一次磁场，在一次磁场的激励下，地质体将产生涡流(见图1-1)，其大小取决于地质体的导电程度，在一次场消失后，该涡流不会立即消失，它将有一个过渡(衰减)过程。

该过渡过程又产生一个衰减的二次磁场向地质体内传播，由接收回线接收二次磁场，该二次磁场的变化将反映地质体的电性分布情况(见图1-2)。

图1-1 半空间中的等效感应电流图图1-2 瞬变电磁法原理图解瞬变电磁场在大地中主要以扩散形式传播，在这一过程中，电磁能量直接在导电介质由于传播而消耗，由于趋肤效应，高频部分主要集中在地表附近，且其分布范围是源下面的局部，较低频部分传播到深处，且分布范围逐渐扩大。

程
４ 物 探 和钻 探 技 术 相结 合 应 用 应 注
意 的几个 问题 ４ － １高 密度 直 流电 法探 测技 术 也有 自 身 的缺 点 ， 由 于其 采用 直 流 电场 的全 空 间 三 级 超 交 汇 技 术 ，容 易 造 成 异 常 区 的误
判， 对 异常 区 的富 水性 也 无 法做 出准确 判 别， 物探 结果 存在 多解 性 。 ４ ． ２ Ｚ Ｙ 一 １ ２ ５ ０ 型 煤矿 用 全液 压钻 机 机 身过大 ， 考 虑 到受 综 掘 机 影 响 ， 断 面 小 不 易 钻 机 的前 移 ， 机身 较 重 ， 钻 机搬 运要 求 人员 多 ，对倾 角较 大时 钻 探 不方 便 施 工 。 选 用钻 机 要 在 考 虑 钻 机 最 大 给 进 力 和 钻 机扭 矩 的前 提 下 ， 选用 易 于搬 运 的钻机 为
摘 要： 为 了防止 煤矿 水 灾事 故 的发 生 ， 利 用井 下 高密度 直 流 电法探 测技 术 ， 结 合 工作 面超 前钻 探 ， 对 回坡 底 煤矿 采 掘 开 工 作 面进 行超 前探 测 ， 用 于预报 工作 面前 方 的地质 构 造及 水 害威胁 。 探 测研 究成 果 已得到 采掘 工程 实践 的验 证 ， 确保 了工作 面
一Байду номын сангаас
发 的标 尺 准确 反 映出来 。 ２超 前钻 探 矿 井钻 探 采 用 Ｚ Ｙ 一 １ ２ ５ ０型 煤 矿 用 全 液 压 钻 机 ，该 钻 机 适 用 于 岩 石 坚 固 系数 ｆ ≤８ 各 种煤 层 、 岩 层 。钻 机 适应 巷 道 断 面 积 ≥６ ． ５ ｍ ， 或 者 宽 度 ≥２ ． ８米 ， 高 度 ≥２ ． ５ 米－ 探煤 层 时最大 钻机 距 离 ２ ０ ０ 米， 在 坚 固 性 较 大 的岩层 中钻 探时 效 果欠 佳 ， 在 钻 孔 倾 角较 大时 不 方 便 施 工 。 在 接 近 矿 井 边 界、 各 保护 煤 柱边 界 ｌ Ｏ ０ ｍ 附近 时 、 在预 计 水 压大 于 Ｏ ． １ Ｍ ｐ ａ 、 物 探报 告 异 常 区进行 钻 探作 业 时 ， 钻孑 Ｌ 必 须强 制安 装孔 口管 。 超 前钻 探设 计 ： 在 工 作 面迎 头 进行 超 前钻探 ， 钻孔设计为扇形布置 ， 终 孔 孔 间 距 不超 ３米 ， 防 隔水 煤 柱 帮距 留设 ２ ０ 米， 超 前 距 留设 ３ Ｏ米 ， 钻孑 Ｌ 设 计 长度 １ ０ ０米 ， 依 次循 环钻 探作 业 。 ３物 探 和钻 探 技 术相 结 合 的 工作 流

量 等 多种 手段 ， 集到 了可 靠 的第 一 手 资 料。 采
２ 资 料 处理
１ 节约 了大 量 的人 力 、 力 。 ） 物
首先对原始观测数据进Байду номын сангаас整理 经过反复对畸变数据 的剔除与
２） 更准确地探明了巷道的地质及水灾情况。 ３） 进一步确保了安全生产 。 ４） 为开发 己 １ 煤层提供 了坚 实的技术基础。 ８
下 的 安全 生 产 。 关键 词 ： 控 系统 监 分 站 电源 转 换器 断 电器 探头
控系统 而言 ， 在掘进 工作面 中用 １７ ２ Ｖ交流 电作为电源箱的输入 电 压存在 以下不足 ：１ 电源取用不便 ， （） 需从 非掘进工作面的信号或照 明 线 路 上 间接 取 出（ 进 工 作 面 的 信 号 、 明线 路 受风 电 、 掘 照 瓦斯 斯 电 闭锁开 关控 制）（ ）由于 １ ７ ；２ ２ Ｖ交 流 电压均 由照 明信 号 综合 保 护 装 置提供 ， 一旦停 电需人工复 电；３） （ 井下照 明、 信号线路 不确定 因素 较多 ， 负荷随机变动较大 ， 常因工作 需要（ 更换照明灯或做 试验 ） 或 线路漏 电、 断线等原 因造成停 电频繁 ；４ 综合保护装置 出现故障， （） 被迫停 电进行检修 ；５） （ 由于人为因素， 有时出现送电不及时或送不 上 电现象。上述原因易造成监控 系统交流 电源中断、 系统收不到信 由隔爆兼本安型 电源箱、 本安型交换机、 本安型监控分站、 电器及 息、 断 瓦斯、 电闭锁功能失效 ， 影响到监控 系统 的安全运行。 虽然 ， 监控 控 头 组 成 。 该 系统 具 有 功 能 齐 全 ， 数据 准确 ， 制 范 围 广 等 许 多 优 控 系统 的 电源箱 内装 有 备用 电池 ，但 其 维 持 时 间 一般 不 足 ２小时 ， 难

物探管理规定集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-物探管理制度1、根据《煤矿防治水规定》第九十条、第九十一条关于采掘工作面应采用物探、钻探等方法查清水文地质条件之规定，防止水害事故的发生，严格按照“有掘必探”、“物探先行、化探跟进、钻探验证”的原则进行物探钻探工作，特编制本管理制度。

2、本矿应根据采掘衔接计划，超前安排物探查疑、钻探验证及注浆加固工作，保证矿井生产正常接替。

3、我矿现有专业的物探设备，所有井下工作面物探工程由防治水中心施工。

4、井下所有煤岩巷掘进工作面,必须采用瞬变电磁仪对该地点进行超前循环探测前方构造及底板的含水状况，查清水文地质条件。

（1）煤（半煤岩）巷掘进工程应在物探评价范围内进行即超前探测110m，允许掘进距离80m，留足30m的超前距。

（2）岩巷掘进工程应在物探评价范围内进行即超前探测110m，允许掘进距离80m，留足30m的超前距。

（3）凡是进行超前物探的煤岩巷掘进工作面防治水中心必须严格控制物探安全掘进距离，施工区队按照安全距离进行施工，严禁超掘。

进行超前探测的巷道，掘进期间必须执行允许掘进通知单制度。

5、物探结束后，1天内提交物探报告并有总工程师审批意见，确保巷道前方无水害威胁，方可安全掘进。

6、针对物探查出的相对低阻值异常区，必须编制物探异常区补充钻探设计及安全技术措施，进行钻探验证，探放水队严格按照措施执行，做好原始记录。

施工结束后及时提交验证报告并经总工程师审批。

在编制物探异常区补充钻探的安全措施中，必须明确规定安装止水套管、注浆、养护、扫孔、耐压试验时间及数量，并且钻孔孔口必须安装高压闸阀。

经钻探查证，有突水危险的开掘区段要对围岩进行预注浆加固或修改设计进行处理，否则不得掘进；有突水危险的采煤工作面应留设防水煤柱或进行底板注浆加固处理。

防水煤柱的留设应符合《煤矿防治水规定》要求。

进行底板注浆加固前，必须编制专门设计和施工安全技术措施。

瓮安煤矿有限公司新井矿瞬变电磁法超前探物探实验报告中国地质大学（武汉）高科资源仪器探测研究所武汉地大华睿地学技术有限公司2013年5月22日翁安盛源煤矿有限公司新井矿井2126回风巷瞬变电磁法超前探物探实验报告一、物探勘探任务及目的为了避免巷道掘进中直接揭露含水构造，根据现场巷道施工情况，2126回风巷巷道采用矿井瞬变电磁探测技术进行超前探测，探测前方100m范围内、顶板斜45°方向向上100m范围内、顶板斜30°方向斜向上100m范围内含水构造发育情况；为布置探防水钻孔设计提供依据。

结合矿方已有的水文地质资料，对切眼外侧的富水性分布进行分析。

主要任务及目的如下：1、探测2126巷顶板、顺层方向方向的低阻体异常及分布范围。

2、对测区内煤层开采或水害治理提供物理探测技术依据。

3、为布置探防水钻孔设计提供依据。

二、矿井瞬变电磁（TEM）的原理及工作方法2.1矿井瞬变电磁（TEM）的原理矿井瞬变电磁和地面瞬变电磁法的基本原理的一样的，理论上也完全可以使用地面电磁法的一切装置及采集参数，但受井下环境的影响，矿井瞬变电磁法与地面的TEM的数据采集与处理相比又有很大的区别。

由于矿井轨道、高压环境及小规模线框装置的影响，在井下的探测深度很受限制，一般可以有效解释200m 左右。

另外地面瞬变法为半空间瞬变响应，这种瞬变响应来自与地表以下半空间层，而矿井瞬变电磁法为全空间瞬变响应，这种响应来自回线平面上下（或两侧）地层，这对确定异常体的位置带来很大的困难。

实际资料解释中，必须结合具体地质和水文地质情况综合分析。

瞬变电磁法或称时间域电磁法(Time domain electromagnetic methods)，简称TEM，它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲电磁场，在一次脉冲电磁场间歇期间，利用不接地线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。

其基本工作方法是：于地面或井下设置通以一定波形电流的发射线圈，从而在其周围空间产生一次磁场，并在地下导电岩矿体中产生感应电流。

矿井常规物探方法介绍依据物探方法和目的不同，将矿井常规物探方法介绍如下：一、掘进工作面超前探测：指探测掘进巷道迎头前方一定范围顺层、顶板、底板和两帮可能存在的低阻异常体，防止掘进误揭导水构造造成突水。

一般采用瞬变电磁仪进行探测，也可采用在线电法仪顺延底板电极连续探测。

二、工作面坑透：指采煤工作面巷道系统形成后，在机、风巷之间采用无线电波透视，根据吸收率不同确定工作面内隐伏的地质异常体，防止采煤误揭导水构造造成突水。

坑透最大限制是透距偏小，一般不超过180m。

三、采煤工作面槽波地震：类似于坑透，利用放炮产生的震波代替无线电波进行工作面透视，根据震波衰减程度的不同确定地质异常体。

槽波穿透距离大，解决无线电波透距偏小的问题。

四、工作面底板音频电透：类似于坑透，在工作面风巷底板供电，在机巷底板测量电场电位，得到透视区域工作面底板一定深度内岩层的电导率。

改变供电频率，测量不同深度岩层的电导率。

根据整个工作成底板岩层电导率不同判定高导异常体的位置和发育高度，防止采煤邻近隐伏导水构造造成突水。

五、高密度电法：采用改进型电法仪，64个电极一次布设，仪器自动供电、自动测量和数据采集，升井后专门软件解释并编制成果图件，根据视电阻率确定低阻异常体。

该方法可用于底板电测深、掘进超前探测、双巷并联网络电法探测、钻孔巷道间网络电法探测等。

六、递进掩护探测：利用上区段采煤工作面机巷，采用大测距瞬变电磁仪器对下区段进行探测，确定地质异常体的分布范围，为下区段巷道快速施工提供依据。

七、环采煤工作面立体探测：在采煤工作面机、切、风巷，采用瞬变电磁仪，对工作面内、外侧顺层、顶板、底板进行多方向、多倾角探测，一类矿井采煤工作面投产前，必须进行环工作面全方位立体探查，确保回采范围及其影响区域内无水患威胁。

超前物探钻机操作规程超前物探钻机操作规程1. 前言超前物探钻机是一种用于勘探地下物质的设备，它具有高效快速的特点，但同时也存在一定的安全风险。

为了确保操作人员的安全，并保证勘探工作的顺利进行，制定本操作规程以规范超前物探钻机的使用。

2. 操作人员要求2.1 操作人员必须经过专门培训，并取得相关操作证书方可上岗。

2.2 操作人员必须熟悉超前物探钻机的使用方法和结构原理，能够熟练操作并解决常见故障。

3. 钻机检查3.1 每日使用之前，必须对超前物探钻机进行外观检查，确保设备的完整性和稳定性。

3.2 检查设备的润滑情况，确保润滑油和润滑脂的充足。

4. 工作环境和安全措施4.1 在使用超前物探钻机时，必须确保工作区域的地面平整稳定，并设置明显的安全警示标志。

4.2 操作人员必须佩戴符合要求的个人防护装备，包括安全帽、安全鞋、防护眼镜等。

4.3 在操作前必须检查周围是否有障碍物，确保设备在工作过程中不受干扰。

5. 操作步骤5.1 钻杆安装5.1.1 在安装钻杆之前，必须检查钻杆的完整性和稳定性。

5.1.2 使用吊索将钻杆提升至钻机上，并用螺母固定。

5.1.3 使用扳手将钻杆与钻头牢固连接。

5.2 钻孔操作5.2.1 启动超前物探钻机，先进行试钻以调整钻机的工作状态。

5.2.2 按照勘探的需求，调整钻机的转速和进给速度。

5.2.3 在钻探过程中，必须保持稳定的操作手势，防止产生偏差。

5.2.4 钻探过程中必须随时观察岩石的颜色、硬度等特征，并记录下来。

6. 故障处理6.1 在钻探过程中，如出现重大故障或不安全情况，必须立即停止操作，并向上级报告。

6.2 在发生小故障时，操作人员可以根据自身能力进行简单维修，但必须保证操作的安全性。

7. 操作结束7.1 钻探工作结束后，必须及时关闭超前物探钻机，并清理现场。

7.2 对使用过的钻杆进行清洗、检查和维护。

7.3 操作人员必须将设备位置复原，并妥善存放。

8. 安全意识培养8.1 定期组织操作人员进行安全教育和培训，提高其安全意识和应急处理能力。

达
某
在
隧
某
道
隧
试
道
验
原
模
始
型
数
图
据
钻孔雷达实地模型探测效果
钻孔雷达某隧道模型探测成果解读
国外钻孔雷达及探测效果
钻孔雷达隧道超前探测效果
钻 孔 雷 达 全 方 位 探 测 成 果 图
钻孔雷达隧道超前探测效果
某铁路隧道超前探测效果图
钻孔雷达隧道超前探测效果
某磷矿隧道超前探测效果图
岩 体 较 破 碎
巷道积水
一、煤矿现有探测技术介绍 2、矿井瞬变电磁法介绍：
传统矿井瞬变探测示意图
电场示意图
瞬变电磁探测数据曲线
铁质材料对瞬变电磁探测影响图
矿井瞬变电磁法介绍：
矿井瞬变电磁法成果图
-10 -20 -30 -40 -50 -60 -70
15
10
9
电
8
阻
7
率
6
（ 欧
5
姆
·
4
米
3
）
2
1
-80 10 16 22 28 34 40 46 52 58 64 70 76
破碎 严重 并含 水体
钻孔物探超前探测新技术之一——钻孔雷达全方位探测技术
检测钻孔深度62.6米，上方9.5米为钢套管。图中标识位置有明显反射信号 钻孔检测深度66.7米，钢套管深度6.7米。图中50米至60米范围段界面反射明显
钻孔物探超前探测新技术之一——钻孔雷达全方位探测技术 钻孔雷达全方位探测成果图
钻孔物探超前探测新技术之一——钻孔雷达全方位探测技术
雷达可测量信号到达目标的 传输时间，利用传播速率计 算出目标的距离。

山西煤炭运销集团和尚嘴煤业有限公司5107顺槽瞬变电磁法物探报告和尚嘴煤业地测防治水科二零一六年前言在巷道适当位置采用矿井瞬变电磁探测技术进行探测，依据矿井水文地质地质资料，探测5107顺槽420m处迎头超前探瞬变电磁法探测含水情况，为布置探防水钻孔设计提供依据。

一、物探勘探任务及目的：1）基本测线2条，每条测线11个物理点，总计22个物理点。

图示箭头的位置为探测区域。

（米。

）2）探测为5107顺槽迎头低阻体异常及分布范围。

3）分析测区内含水构造形态、水力联系。

4）对测区内煤层开采或水害治理提供物理探测技术依据。

5）为布置探防水钻孔设计提供依据。

二、工作布置与工作量、技术措施及质量评述1．本次矿井瞬变电磁法勘探试验施工布置与工作量，沿迎头，布置测线2条（顶板30°、顺层方向），通过移动发射+接收线圈，形成2条测线实测剖面。

2．施工技术措施，矿井瞬变电磁法勘探装置类型采用重叠回线组合装置，边长1.5m 的激发和接收正方形线圈，激发线圈匝数4匝，接收线圈匝数40匝。

供电电流档为50A，供电脉宽10ms，采样率16µS。

每个测点至少采用30次叠加方式提高信噪比，确保了原始数据的可靠性。

3．质量评述本次矿井瞬变电磁法勘探试验数据采集，严格按《瞬变电磁法技术规程》《电阻率测深法技术规程》执行，并通过加大发射功率的方法增强二次场，提高信噪比等方法，保证了本次试验的数据采集，从而保证了施工质量。

三﹑矿井瞬变电磁法勘探资料处理与解释1．矿井瞬变电磁法勘探资料处理与解释基础本次物探资料的解释工作是在条件试验基础上，采取由已知到未知，由点到线，由线到面，由简单到复杂的解释原则。

首先对探测数据进行地下半空间和地形较正，消除地形对采集数据的影响。

其次对地质不均匀体进行较正，消除不确定地质因素对所采集数据的影响。

通过数据处理，给出了每条测线探测的等视电阻率剖面图。

最后结合地质资料，把物探异常转化为地质异常。

矿井物探管理制度一总则第一条根据《煤矿防治水规定》第九十条、第九十一条关于采掘工作面应采用物探、钻探等方法查清水文地质条件之规定以及集团公司《关于重申加强受奥灰水（寒灰水）水患影响的采掘工作面物探查疑钻探验证工作的有关规定》的文件精神，为防止水害事故的发生，加强本矿对底板奥灰承压水的控制，严格按照“有掘必探，物探先行，钻探验证”的原则进行物探钻探工作，特编制本管理制度。

第二条本矿应根据采掘计划，超前安排物探查疑、钻探验证及注浆加固工作，保证矿井生产正常接替。

二煤（岩）巷掘进工作面第三条井下所有煤岩巷掘进工作面（沿空留巷及沿空送巷除外）,必须采用两种以上物探手段对该地点进行超前循环探测前方构造及底板的含水状况，查清水文地质条件。

1、掘进工程应在物探评价范围内进行即超前探测100m，允许掘进距离70m，留足30m的超前距。

2、凡是进行超前物探的煤岩巷掘进工作面，都必须采用锁标管理，工作面设立允许进尺物探锁标，用铁链固定在巷帮支架或在锚杆上并上锁；物探锁标处设置掘进起止牌，并悬挂在指定位置。

每次物探结束后，由物探操作员在该牌板上用醒目字体标明“由此向里允许掘进×m”进行下次物探。

施工区队按照安全距离进行施工，严禁超掘。

进行超前探测的巷道，掘进期间必须执行允许掘进通知单制度。

3、探煤锁标及允许进尺排版由施工区队负责管理，不得损毁或随意挪动位置，并负责每天修改进尺。

若丢失或损坏对区队罚款500元，并限期整改。

第四条物探结束后，3天内提交物探报告并有总工程师审批意见，确保巷道前方无水害威胁，方可安全掘进。

第五条针对物探查出的相对低阻值异常区，必须编制探富水异常区安全技术措施，进行钻探验证，施工区队严格按照措施执行，做好原始记录。

施工结束后及时提交验证报告并经总工程师审批。

在编制钻探验证富水异常区的安全措施中，必须明确规定安装止水套管、注浆、养护、扫孔、耐压试验时间及数量，并且钻孔孔口必须安装高压闸阀。

双鸭山分公司东荣二矿掘进工作面超前探测管理办法（试行）根据《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿防治水规定》、龙控发【2011】125号文件精神要求，结合公司现场实际，为确保矿井安全生产，超前探测掘进工作面前方、侧帮及顶板一定范围内的瓦斯、地质构造、老空积水、构造导水、煤岩动力现象及没有编号的煤层情况，二矿对掘进工作面严格执行“有掘必探、先探后掘”的作业方式，特制定本办法。

第一章规定第一条井下所有掘进工作面都必须严格执行“有掘必探、先探后掘”的规定。

第二条各掘进段队必须按照矿要求，制定本单位“有掘必探、先探后掘”的管理细则。

由段队技术负责人负责前探工作的设计、安全措施的编制、施工监管、工程验收等工作的安排，并由矿总工程师审批后生效，做到分工明确，责任到人。

前探工作的设计和安全措施要编制到作业规程中，每次钻探作业时，施工单位、监管、验收部门必须分别做好记录，并建立台账以备查询；监管、验收部门根据现场情况下达《停掘通知单》和《允许掘进通知单》。

第三条探测工作可采用物探、钻探等手段，必须查清工作面前方50米内地质构造发育和瓦斯赋存情况及水患情况后方可施工。

巷道超前物探必须保证连续性，并且连续两次物探之间重复物探巷道长度不少于20米。

第四条凡高瓦斯、水文、构造复杂矿井和采区及煤层均属危险区域。

在危险区域施工必须执行物探、钻探结合，长钻孔与短钻孔相结合的原则。

第二章钻探要求第五条石门、大巷、上（下）山等岩巷，具备条件的可在巷道正中心沿掘进方向打1个大孔径超前钻；不具备条件的可双侧相互交错布置钻机硐室，硐室内至少打1个超前钻孔钻，场间距依据钻机能力确定。

施工巷道必须保证至少1个超前探孔，钻孔压茬不小于20米。

钻孔直径不小于75毫米，剩余超前探孔距离不小于10米。

工作面前进方向的顶、底板及两侧，可结合短钻孔探清巷道周围不小于5米范围内构造、瓦斯及水文情况，根据地质资料和物探情况确定钻孔的个数和参数。

超前地质预报
物探法现场数据采集时的注意事项及要求
以下需各施工单位配合和注意的地方
一．TSP法
1、接收孔：两个分别位于洞身两侧，φ50mm(钻头钻孔)，深度 1.9m 垂直
隧道轴向，上倾5°～10°,离地面（隧底）高1m ,距离掌子面约55m。

2、炮孔：24个位于洞身同一侧,φ42mm(钻头钻孔)，深度1.5m垂直隧道轴
向，下倾10°～20°，离地面（隧底）高1m，第1个炮孔离同侧接收器孔20m，炮孔距1.5m，原则上要求炮孔和接收孔在平行与隧道轴线的一条直线上。

如果隧道是梯级开挖的则必须保证在每个梯级上炮孔在一条直线上高度离地面一米左右即可，而接收孔则不必和炮孔在一条直线上，只要保证接收孔满足离地面一米左右就行。

3、瞬发电雷管30支，防水乳化炸药3kg(φ32 药卷)
4、提供接收器孔和掌子面的里程。

提供接收器孔附近的隧道半径、拱顶至地
面（隧底）的铅直高度、两接收器孔之间的距离等数据。

注意事项：炮孔只在单侧边墙布置，炮孔角度要向下倾。

孔身要直，孔内岩屑和泥浆要用水冲出孔外。

未尽事宜参见表(TSP观测系统设计及数据采集要求)。

二. 地质雷达
在掌子面和边墙成“井”字或“十”字型布置，要求在“井”字或“十”的线上（宽约1米）岩石面要平整，以便于雷达天线的移动。

注意事项：掌子面附近不能有大型机械等金属物体的存在。

三. 红外探水
探测时间：应选在爆破及出渣完成后进行
注意事项：掌子面附近不能有发热物体的存在。

掘进工作面“超前探测”管理办法为确保矿井安全生产，超前探测掘进工作面前方、侧帮及顶板一定范围内的瓦斯、地质构造、老空积水、构造导水、煤岩动力现象及没有编号的煤层情况，对掘进工作面严格执行“有掘必探、先探后掘”作业方式特制订本办法：第一章规定第一条井下所有掘进工作面都必须严格执行“有掘必探、先探后掘”的规定。

第二条各矿必须按照公司要求制定本单位“有掘必探、先探后掘”管理细则，并以矿文件落实到各生产井区、段队。

由矿总工程师负责前探工作的设计、安全措施的编制、施工监管、工程验收等工作的安排，做到分工明确，责任到人。

前探工作的设计和安全措施要编制到《作业规程》中，每次钻探作业时，施工单位、监管、验收部门必须分别做好记录，并建立台账以备查询；监管、验收部门根据现场情况下达《停掘通知单》和《允许掘进通知单》。

第三条探测工作可采用物探、钻探等手段，必须查清工作面前方50米内地质构造发育和瓦斯赋存情况及水患情况后方可施工。

巷道超前物探必须保证连续性，并且连续两次物探之间重复物探巷道长度不少于20米。

第四条凡高瓦斯、水文、构造复杂矿井和采区及煤层均属危险区域。

在危险区域施工必须执行物探、钻探结合，长钻孔与短钻孔相结合的原则。

第二章钻探要求第五条石门、大巷、上（下）山等岩巷，具备条件的可在巷道正中心沿掘进方向打1个大孔径超前钻；不具备条件的可双侧相互交错布置钻机硐室，硐室内至少打1个超前钻孔钻，场间距依据钻机能力确定。

施工巷道必须保证至少1个超前探孔，钻孔压茬不小于20m。

钻孔直径不小于75毫米，剩余超前探孔距离不小于10米。

工作面前进方向的顶、底板及两侧，可结合短钻孔探清巷道周围不小于5米范围内构造、瓦斯及水文情况，根据地质资料和物探情况确定钻孔的个数和参数。

第六条煤与半煤岩工作面沿煤施工钻孔三个(前方、两帮)，确定工作面前方无构造等异常情况，超前距不小于5米（余孔深度）；如工作面前方有异常情况，则必须编制针对性的专项施工设计。