[發明專利]一種基于多手段的殘采區復雜條件探測方法

在審

• 申請號: 201910873270.6
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN110609335A
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 段東;弓培林;樊卓乾;王開;連清旺;李建忠;張小強
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00
• 代理公司: 14110 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 任林芳

本發明公開了一種基于多手段的殘采區復雜條件探測方法，涉及殘煤復采領域，針對采用舊式房柱式、巷柱式等不規范開采方法造成的大量資源破壞及浪費等問題。本發明集成地面瞬變電磁法勘探、工作面瞬變電磁法、音頻電透法、無線電波坑道透視法、單點震波法、槽波地震法探測、煤體破壞數值模擬分析等技術。不僅為殘煤區的煤層賦存、空巷分布、積水情況探測提供了手段，而且大幅度的提高了煤炭的回收率。

技術領域

本發明涉及殘煤復采技術領域，尤其涉及一種基于多手段的殘采區復雜條件探測方法。

背景技術

我國煤炭總體回收率偏低，以山西為例，早期由于技術條件限制，僅有主要的國有及地方國營煤礦采用了綜采、高檔普采等先進的長壁機械化開采工藝，大量的個體小型礦井，采用了非正規的房柱式開采體系，技術體系陳舊，機械化程度低，為了提高產量及效率，主要以煤柱作為支撐體，殘留的大量煤炭資源不納入礦井開采系統而全部浪費。這種“采易棄難”粗放的煤炭開采模式，以高資源占有率、低采出率為特點。浪費了寶貴的煤炭資源，縮短了礦井的服務年限，殘留的煤炭資源采空區存在積水積氣，成為礦井的安全隱患。

舊采殘煤區由于開采年代較早，保留積水資料不全，搞清楚殘煤區的賦存、空巷分布、積水情況是實施開采的重要條件。找到一種系統性的探測殘煤區賦存狀態的方法，不但可以大幅度的提高煤炭回收率，而且可以提升企業的經濟效益。

發明專利CN104533419B公開了一種安全、高效、成本低的部分回采煤礦大煤柱殘煤的開采方法；發明專利CN106014412B、CN106121645B分別公開了一種梯式和臺階式構造充填復采殘采區遺留煤柱群的方法，不僅能實現煤炭資源采出率的提高和企業經濟效益的提升，而且能避免多因素耦合作用下采場柱式充填體發生瞬時失穩或“多米諾骨牌”失穩等動力災害；發明專利CN1963149B公開了一種建筑物下矸石置換條帶煤柱的開采方法，利用矸石直接井下充填作為地下結構支撐體，既回收利用了矸石減少了環境污染，又對建筑物下條帶煤柱實施二次部分回收。發明專利CN109339787A公開了一種復合垮落式殘采區中層棄煤回采巷道合理布設方法，解決傳統煤層群上行或下行開采時回采巷道合理位置的確定方法已不能滿足復合垮落式殘采區中部整層棄煤回采巷道理布設位置確定的需要的問題。雖然殘煤復采已經取得了不少成果，但是這些研究主要集中在利用充填置換的方式來回收利用殘采區遺留煤柱的問題、復合垮落式殘采區棄煤回采巷道的合理布置、回收大煤柱殘煤的方法等，卻很少有舊采殘煤區多手段探測的研究方法。

發明內容

本發明旨在提供一種基于多手段的殘采區復雜條件探測方法，不僅為殘煤區的煤層賦存、空巷分布、積水情況探測提供了手段，而且大幅度的提高了煤炭的回收率。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種基于多手段的殘采區復雜條件探測方法，包括步驟：

（1）結合已有的礦井資料，對殘煤復采區域頂底板及積水賦存情況進行地面探測；

（2）通過掘進已探巷的方式，確定殘煤復采區域復采工作面空巷的賦存情況；

（3）對工作面區域進行地球物理勘探；

（4）對通過不同方式進行的地球物理勘探產生的結果綜合對比、分析，對異常區域進行解釋；

（5）采用數值模擬實驗研究殘煤復采區域遺留煤柱的狀態和舊采巷道的狀態，為進行殘煤復采區域二次回采提供基礎。

優選地，步驟（1）中，地面探測采用瞬變電磁法為主，高密度電法勘探為輔的方式進行綜合勘探，再加以直流電測深進行對比驗證。

優選地，步驟（2）中，分別掘進已探巷中的回風巷、措施聯絡巷、運輸順槽、回風順槽和工作面切眼，以探明工作面范圍內空巷的位置、方位和斷面尺寸以及空巷所處層位、頂板冒落、積水和積氣情況。