地质与勘测透射槽波在煤矿陷落柱探测中的应用李刚（中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安710077）［摘要］分析了常规物探手段探测陷落柱时存在的缺点与不足，介绍了透射槽波探测的方法原理，通过煤矿陷落柱模型的3D 数值模拟，采用CT 成像技术研究，证实了透射槽波对煤矿陷落柱探测的可行性。以山西某矿陷落柱探测为例，探测成果的探采对比表明：透射槽波探测技术是探测煤矿工作面内部陷落柱的有效手段，该方法具有良好的应用效果及发展前景。［关键词］透射槽波；煤矿陷落柱；3D 数值模拟；CT 成像［中图分类号］TD15；P631.8［文献标识码］A［文章编号］1006-6225（2016）03-0039-04Application of Transmission Channel Wave Exploration of Collapse Column in Coal MineLI Gang（Xi ’an Ｒesearch Institute ，China Coal Technical ＆Engineering Group ，Xi ’an 710077，China ）Abstract ：Deficiencies of conventional geophysical prospecting means ，which applied in collapse column were analyzed.The method and principle of transmission channel wave exploration were introduced ，on the basis of detailed 3D numerical model of coal mine col-lapse column ，CT Imaging Technology was applied in studied ，the results proved the feasibility of transmission channel wave explora-tion in collapse column ，it taking collapse column exploration of one coal mine in Shanxi province ，the exploration results illustrated transmission channel wave exploration technology was an effective method that detected collapse column inside of working face ，the method has good application and development prospect.Key words ：transmission channel wave ，coal mine collapse column ；3D numerical simulation ；CT imaging technology［收稿日期］2015－11－06［DOI ］10.13532/j.cnki.cn11－3677/td.2016.03.010［基金项目］“十三五”国家科技重大专项资助项目（2016ZX05045003－005）；中煤科工集团西安研究院有限公司技术创新项目（2015XAYZD12；2016XAYMS25）［作者简介］李刚（1978－），男，陕西凤翔人，硕士，副研究员，从事煤矿井下槽波探测技术的科研及管理工作。［引用格式］李刚.透射槽波在煤矿陷落柱探测中的应用［J ］.煤矿开采，2016，21（3）：39－42.岩溶陷落柱是我国华北煤田广泛发育的一种极富区域特色的地质现象［1］。在山西、河南、河北、安徽等省20多个煤田中，已发现有陷落柱的煤田45处，陷落柱总数已超过3000个［2］，特别是山西、河北较多，以汾河沿岸、太行山东麓与西麓矿区最为发育［3］。陷落柱对煤矿安全、高效开采影响较为严重，主要表现为：一方面工作面采掘过程中遇到陷落柱时会降低工作效率、增加生产成本、严重影响采掘工作；另一方面对于部分承压开采矿井，陷落柱的存在可能导通煤层底板承压含水层，采煤过程中揭露陷落柱可能导致煤矿淹井引发灾难事故，直接威胁矿工的生命安全［4］。因此，在工作面回采前，探明工作面内部可能存在的陷落柱位置和范围，对保障煤矿企业安全高效生产具有重大意义。目前，煤矿井下通常采用无线电波坑道透视技术（简称坑透）探测陷落柱，但受无线电波自身的能量限制其传播距离短、受铁磁屏蔽严重，导致坑透技术对超大、超宽、锚网锚索支护的工作面内部构造探测效果不理想。研究表明，透射槽波探测技术是探测工作面内陷落柱发育情况的有效手段［5］。1透射槽波探测原理煤层与其围岩相比，具有很好的波阻抗界面，且煤层属低速层，在煤层中激发地震波后，以震源为中心，地震波按照不同的角度入射到顶底板界面，产生全反射，来自顶底界面的全反射波相互干涉、叠加，最后禁锢在煤层之中，并以低速沿着煤槽向前传播就形成了槽波［6］（图1）。图1槽波的形成与传播过程示意93第21卷第3期（总第130期）2016年6月煤矿开采COAL MINING TECHNOLOGY Vol.21No.3（Series No.130）June 2016中国煤炭期刊网 w w w .c h i n a c a j .n e t
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