雙巷并行交替式定點透射施工法及其應用

史心全，劉勇，程為，曹兆飛

淮南礦業(yè)集團地質(zhì)勘探處物探隊，安徽 淮南 232052

雙巷并行交替式定點透射施工法及其應用

史心全，劉勇，程為，曹兆飛

淮南礦業(yè)集團地質(zhì)勘探處物探隊，安徽 淮南 232052

在無線電波透視探測中，因工作面回采接替日益緊張，傳統(tǒng)的“發(fā)射+搬站”施工法由于占用時間過長，不利于礦方生產(chǎn)，從而變得越來越不適用，為解決這個問題，減輕礦方生產(chǎn)壓力，我們提出“雙巷并行交替式定點透射施工法”。實踐證明，“雙巷并行交替式定點透射施工法”能大大地縮短探測時間，提高工作效率，降低勞動強度，節(jié)約時間成本。

無線電波透視；“發(fā)射+搬站”施工法；雙巷并行交替式定點法；縮短探測時間

1.無線電波透視探測簡介

無線電波透視技術是煤礦中常用的一種物理勘探技術，它對工作面內(nèi)陷落柱、斷層、薄煤區(qū)等地質(zhì)異常體探查效果良好。礦井下無線電波透視在兩巷道間進行，如在回風巷布置發(fā)射點，向煤層中發(fā)射某一頻率的電磁波，在運輸巷安置接收機觀測電磁場場強H信號，電磁波在煤層中傳播時遇到介質(zhì)電性變化時，電磁波被吸收或屏蔽，接收信號顯著減弱或收不到有效信號，若沿巷道多點觀測，會形成所謂的透視異常，發(fā)射點和接收點通常布置在回風巷、運輸巷等易于通行和干擾較小的地段。

2.傳統(tǒng)的“發(fā)射+搬站”施工法

目前無線電波透視技術在煤礦探測應用時，其收發(fā)方式為定點法，即一臺發(fā)射機在巷道一個點固定發(fā)射時，接收機在另一個巷道對應的接收點采集數(shù)據(jù)，而施工方法采用“發(fā)射+搬站”施工法。若發(fā)射點間距為50m，接收點間距10m，每個發(fā)射點接收機對應采集11個點，則“發(fā)射+搬站”施工法的工作過程為發(fā)射機在第一個發(fā)射點發(fā)射3分鐘，同時接收機在3分鐘內(nèi)采集11個點（行走100m），發(fā)射結(jié)束后發(fā)射機在2分鐘內(nèi)移動到下一個發(fā)射點（行走50m，2分鐘即為搬站時間），與此同時，接收機在2分鐘內(nèi)移動到下一個發(fā)射點對應的接收點（退后50m），然后發(fā)射機在第二個發(fā)射點發(fā)射3分鐘，接收機在3分鐘內(nèi)完成對相應接收點的數(shù)據(jù)采集，同理，發(fā)射3分鐘后，發(fā)射機在2分鐘內(nèi)搬到第三個發(fā)射點，接收機在2分鐘內(nèi)搬到第三個發(fā)射點對應的接收點，按此方法逐步完成對整個工作面的數(shù)據(jù)采集（如圖1所示）。這種“發(fā)射+搬站”的施工方法，對于完成走向長小于1000m工作面的數(shù)據(jù)采集問題不大，但對于走向長度超過1000m的工作面，占用的時間就過長，甚至需要兩個工作日才能完成探測。目前各礦工作面接替十分緊張，這就要求坑透探測能在更短的時間內(nèi)完成，為縮短數(shù)據(jù)采集時間，能在較短的時間內(nèi)完成對較長甚至超長工作面的坑透探測，我們對數(shù)據(jù)采集方法進行改進，提出“雙巷并行交替式定點透射施工法”。

3.雙巷并行交替式定點透射施工法

圖1 “發(fā)射+搬站”施工法示意圖

圖2 雙巷并行交替式定點透射法示意圖

雙巷并行交替式定點透射施工法需要兩套儀器，每套儀器為一臺發(fā)射機和一臺接收機，兩套儀器之間需要校正，該方法的工作過程為：回風巷和運輸巷隊員分別攜帶一套儀器，為方便表述，回風巷內(nèi)儀器為H1發(fā)射機和H2接收機，運輸巷內(nèi)儀器為Y1發(fā)射機和Y2接收機，如圖2所示，發(fā)射機在圖中I、II、III、IV、V、VI所示位置依次順序發(fā)射，即H1發(fā)射機在FH1點發(fā)射時，Y2接收機在運輸巷對應的接收點采集數(shù)據(jù)，發(fā)射t1分鐘后關閉發(fā)射機，然后Y1發(fā)射機在FY1點開始發(fā)射（發(fā)射t2分鐘），H2接收機在回風巷對應的接收點采集數(shù)據(jù)（t2分鐘內(nèi)，H1移動到FH2點，Y2移動到FY1點），Y1發(fā)射t2分鐘后關閉，而后H1在FH2點發(fā)射，Y2在運輸巷對應的接收點接收，以此類推，逐步向前推進，直至完成對整個工作面的探測，從圖2可知，該方法相對于“發(fā)射+搬站”施工法，省去發(fā)射機從FH1點移動到FH2點所需的時間。以走向長2000m的工作面為例，兩種數(shù)據(jù)采集方式主要參數(shù)對比見表1，從表中可以看出來，雙巷并行交替式定點法較“發(fā)射+搬站”施工法大大地縮短了探測時間。

表1 兩種施工方法對比一覽表

表2 兩套儀器接收數(shù)據(jù)對比表

圖3 潘北1223（3）工作面試驗段收發(fā)設計圖

4.儀器校正

雙巷并行交替式定點法需要兩套儀器，兩套儀器接收的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過校正才能使用，為檢查兩套儀器是否存在差異，我們在井下針對性的做了試驗：兩套儀器編號為1007#和1008#，在同一發(fā)射點及該發(fā)射點對應的接收點，分別用1007#和1008#儀器發(fā)射接收，通過比較兩組數(shù)據(jù)來檢查兩套儀器之間是否存在差異，如表2所示，從表中可以得知，兩套儀器接收的數(shù)據(jù)相差小于3db，相對于接收場強值很小，對最后的結(jié)果影響很小，屬于可接收范圍

這里需要說明的是，表2是兩套儀器接收數(shù)據(jù)的對比，即兩套儀器的比較，該表還不足以說明兩套儀器可以混用。

5 “雙巷并行交替式定點透射施工法”現(xiàn)場試驗

為驗證該方法的可行性，檢查實際操作過程中有無不足，2011年6月7日我們在潘北礦1222（3）工作面進行了試驗，試驗段長度約200m，如圖3所示。試驗段共14個發(fā)射點，采用“雙巷并行交替式定點透射施工法”，每點發(fā)射3分鐘，42分鐘完成該試驗段探測，而采用“發(fā)射+搬站”施工法，每點發(fā)射3分鐘，搬站2分鐘，則70分鐘完成該段探測，兩者相比，前者節(jié)約28分鐘。采用“雙巷并行交替式定點透射施工法”時，為防止上風巷和下順槽相鄰發(fā)射點發(fā)射時間重合，我們探測前約定，各個發(fā)射點發(fā)射開始時間比設計時間推遲10秒，本次試驗過程順利，達到了預期目的。

6.結(jié)論

通過現(xiàn)場試驗，雙巷并行交替式定點透射施工法是可行的，為今后無線電波透視的數(shù)據(jù)采集提供一種新方式，在今后的坑透工作中可大力推廣，使用該方法進行數(shù)據(jù)采集時，要求兩巷隊員嚴格按約定時間發(fā)射和接收，以保證數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。

該方法最大的優(yōu)點就是極大地縮短了探測時間，提高勞動效率，減輕勞動強度，有力促進了礦方生產(chǎn)。工作面越長，采用這種方法節(jié)省的時間就越多，該方法相對于“發(fā)射+搬站”施工法每千米節(jié)約近1. 5小時，每面節(jié)約時間成本約21萬元，每年淮南局所有工作面節(jié)約時間總成本約908萬元。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.17.014

史心全（1983—），男，安徽亳州人，助理工程師，本科學歷，在淮南礦業(yè)集團長期從事煤礦井下物探工作。