槽波與縱波勘探技術(shù)對巷道掘進的影響研究

梁 坤

（廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊，廣東湛江524049）

針對巷道掘進的綜合勘探一直是煤礦開采工作中需要重點研究的問題，一旦出現(xiàn)勘探數(shù)據(jù)不精準的現(xiàn)象，將直接影響整個煤礦的安全生產(chǎn)[1]。考慮到巷道掘進一般在深度較大的地下進行，地質(zhì)條件十分復雜，全面了解巖性情況、地質(zhì)條件變化情況是保證巷道掘進安全性的全體條件。這就意味著，對勘探技術(shù)提出了更高的要求。而現(xiàn)階段的勘探技術(shù)已經(jīng)無法滿足巷道掘進的高精度需求，只有通過槽波與縱波勘探技術(shù)對巷道掘進做到精準的綜合勘探，才能從根本上提高巷道掘進的安全系數(shù)，減少危險事故發(fā)生的幾率[2]。槽波勘探技術(shù)作為一種地球物理方法，能夠通過激發(fā)的導波探查巷道掘進中存在的不連續(xù)性特征，以其能夠?qū)崿F(xiàn)超遠勘探距離和高抗干擾能力，成為目前應(yīng)用范圍最廣的勘探技術(shù)?？v波勘探技術(shù)主要應(yīng)用回波測量原理，通過反射的地震信號能夠精準地判斷出掘進頭前方的具體狀況，以其高精度的優(yōu)勢受到業(yè)界的重點關(guān)注?；诖耍疚姆謩e對兩種勘探技術(shù)對巷道掘進的影響進行研究，致力于為更好的開展巷道掘進工作提供技術(shù)支持。

1 槽波勘探技術(shù)對巷道掘進的影響研究

1.1 消除巷道掘進物探盲區(qū)

在進行巷道掘進時很容易出現(xiàn)物探盲區(qū)的問題，主要是由于地質(zhì)構(gòu)造異常體的走向與巷道掘進方向偏差較大，很容易產(chǎn)生夾角[3]。而夾角處的反射信號過弱，無法獲得精準的勘探信息。通過槽波勘探技術(shù)能夠?qū)Χ鄠€采掘工作面進行槽波勘探，從而避免傳統(tǒng)單一物探成果的物探盲區(qū)。在使用槽波勘探技術(shù)進行巷道掘進中，必須抓好中腰線管理，使巷道掘進嚴格按照設(shè)計好的中腰線前進。利用槽波勘探技術(shù)得到數(shù)據(jù)對巷道掘進方案進行實時的調(diào)整，建議基于槽波勘探技術(shù)采用“十字”的方式進行巷道掘進，槽波勘探技術(shù)“十字”巷道掘進方向示意圖如圖1所示。

圖1 槽波勘探技術(shù)“十字”巷道掘進方向示意圖

根據(jù)圖1所示，結(jié)合槽波優(yōu)勢盡量采用“十字”巷道掘進的方式，精準判斷巷道掘進前進方向的斷層，全方位消除巷道掘進物探盲區(qū)，提高巷道掘進方向的決策精度。

1.2 擴大巷道掘進有效探測范圍

基于槽波勘探技術(shù)的勘探方式屬于面積性，超前探測距離可達150～200m，能夠擴大巷道掘進有效探測范圍?？紤]到在巷道掘進過程中，巷道頂板由于受到應(yīng)力產(chǎn)生瞬時彈性變形，并在變形時引發(fā)一系列其他繼續(xù)變形[2]。利用槽波勘探技術(shù)在開挖后，巷道掘進的拉應(yīng)力會集中防止圍巖張拉破壞。這樣以來，通過槽波勘探技術(shù)保證巷道掘進處于穩(wěn)定狀態(tài)，尤其在自重作用的促使下，巷道掘進的水平方向發(fā)育極其柔弱，形成數(shù)量、大小、形狀各不相同的分離體。必須根據(jù)槽波勘探技術(shù)全方位的觀察巷道掘進前方具體情況，最大程度上擴大巷道掘進有效探測范圍，保障巷道掘進前進方向內(nèi)無潛在危險。

2 縱波勘探技術(shù)對巷道掘進的影響研究

2.1 提高巷道掘進探測分辨率

使用縱波勘探技術(shù)可對巷道掘進直徑不小于10m的地質(zhì)構(gòu)造異常體進行有效勘探，保證巷道掘進勘探資料具有較高的分辨率[4]。通過高分辨率提取具有一定強度的聲波、面波，進而降低干擾波產(chǎn)生的隨機噪聲對巷道掘進造成的影響，進而提高巷道掘進探測分辨率，獲得高精度的三維數(shù)據(jù)體。考慮到巷道掘進中地質(zhì)構(gòu)造異常體的走向與探測方向夾角會顯著影響探測分辨率，因此，利用縱波勘探技術(shù)查清落差后得到的巷道掘進勘探資料可更加明顯的反射波波組特征，具有高信噪比、清晰的剖面斷點、連續(xù)性好等特點，能夠科學的實現(xiàn)偏移歸位。通過縱波勘探技術(shù)能夠影響巷道掘進的運動軌跡，結(jié)合地震勘探規(guī)范，將使用縱波勘探技術(shù)處理后的巷道掘進探測結(jié)果與使用前進行對比，證明經(jīng)過縱波勘探技術(shù)能夠提高巷道掘進探測分辨率，且遠遠高于規(guī)范標準，具有積極正面的影響。

2.2 提高巷道掘進效率

縱波勘探技術(shù)采用線性探測的勘探方式，能夠一次性的勘探在巷道掘進正前方200m 范圍內(nèi)的巷道地質(zhì)構(gòu)造信息，進而提高巷道掘進效率。研究發(fā)現(xiàn)，利用縱波勘探技術(shù)勘探巷道掘進，可以通過縱波變化頻率、振幅強度以及同相軸波形特征，得到縱波對應(yīng)的地質(zhì)層位、陷落柱以及斷層走向，采用“借道超前”圈出探測范圍內(nèi)的異常物體，彌補巷道掘進范圍的局限，選擇性補充實施縱波地震超前探，保證勘探信息的準確性以及有效性。通過縱波勘探技術(shù)減少由于勘探數(shù)據(jù)不準造成的不必要的安全事故，排除巷道掘進過程中存在的安全隱患，降低安全事故影響巷道掘進施工工期，全面提高巷道掘進效率[5]。

3 結(jié)束語

隨著槽波與縱波勘探技術(shù)的逐步成熟，對于巷道掘進勘探信息的可靠率要求也隨之提高。因此，通過本文以上進行的研究，能夠取得一定的應(yīng)用成果。通過研究槽波與縱波勘探技術(shù)對巷道掘進的影響：槽波與縱波勘探技術(shù)的合理運用能夠促進巷道掘進的精度與效率?；诓鄄ㄅc縱波勘探技術(shù)進行巷道掘進勘探是目前勘探中最實用和最可靠的方法。根據(jù)以上提出的4點影響表明，槽波與縱波勘探技術(shù)對巷道掘進的影響均是有利影響。有理由以槽波與縱波勘探技術(shù)作為巷道掘進勘探的核心技術(shù)，為巷道掘進的進一步發(fā)展提供學術(shù)意義。但本文唯一不足之處在于，沒有詳細說明槽波與縱波勘探技術(shù)在巷道掘進中的具體應(yīng)用過程，相信這一點，有理由成為巷道掘進方面未來發(fā)展中的重點研究方向。