通過分析在山東唐口某礦井煤巷和巖巷不同條件下的應用情況與井上條件對比,歸納總結出井下環(huán)境的主要干擾因素,并提出有效便捷的解決方案,提高了高密度電法探礦儀檢測的可靠性和適應性,為井下水害預測和防治提供可靠依據(jù)。
1、高分辨電法井下干擾因素發(fā)現(xiàn)與分析
自引進高分辨電法儀堅持“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水原則,先后進行高分辨超前探測 20 余次,有效探測距離達 2400m,多次準確預測富水異常區(qū)。
在該技術應用中經(jīng)過不斷摸索和探討發(fā)現(xiàn),高分辨電法儀在煤巷與巖巷中使用存在巨大的差異,主要表現(xiàn)在:煤巷中完成電極布設經(jīng)對電極附近注水處理,通過調節(jié)儀器配備的限流盒阻值,能順利通過電極發(fā)射與接收檢測,且在實測中發(fā)射電極電流一般穩(wěn)定在 45~60mA,能夠采集到質量比較高的數(shù)據(jù);在巖巷中按與煤巷相同的操作步驟,調節(jié)限流盒阻值至最大檔 2KΩ,發(fā)射電極電流很難穩(wěn)定在 30mA 以上,且三個發(fā)射電極發(fā)射電流變化較大,即便能勉強通過檢查,在施工至第二個發(fā)射電極時,發(fā)射電流突然減小為 2mA 左右,甚至出現(xiàn)無法采集合格的數(shù)據(jù),經(jīng)過反復重測方能完成一組數(shù)據(jù)的采集,而經(jīng)過反復復位,勢必影響數(shù)據(jù)的可靠程度,且大大降低了工作效率。
期間經(jīng)多次于相關科研單位聯(lián)系,均無很好的解決方案,經(jīng)歸納總結以往探測經(jīng)歷和反復進行井下煤巖巷不同條件及地面試驗對比分析,發(fā)現(xiàn)儀器出現(xiàn)發(fā)射電流在 30mA 以下的情況,主要出現(xiàn)在巷道大面積積水、頂板淋水較大、水溝內水流不斷等潮濕環(huán)境,且以孔隙率較高的砂巖層位為主的全巖巷道。經(jīng)分析得出,導致發(fā)射電流低且不穩(wěn)定的原因為現(xiàn)場環(huán)境潮濕、阻值低,而無窮遠距離和限流盒調節(jié)能力有限是導致該問題的主要原因。
2、高分辨電法井下干擾因素解決方案
在井上檢測儀器時,通過調節(jié)限流盒的電阻值,發(fā)現(xiàn)當電阻值調節(jié)至 1KΩ 時,三個發(fā)射電極的發(fā)射電流表現(xiàn)形式和井下檢測不合格的情況一致,當在井上增大電阻值時,發(fā)射電流就可以達到30mA 以上,也就是井下潮濕環(huán)境中,只要加大電阻值,限制發(fā)射限流保護,發(fā)射電流就能控制在 30mA 以上。為驗證這一設想,在多次探測均未成功,環(huán)境潮濕的南部回風大巷進行試驗。探測分為兩次,在電極布設條件相同的前提下,第一次僅用限流盒調節(jié)阻值,經(jīng)發(fā)射電極檢測發(fā)射電流最大值在 20mA 左右,且三個電極的差距較大,無法通過檢測;第二次通過在雙回路限流盒的兩個回路上分別加設 2KΩ 電阻,限流盒只需調整至 1KΩ,三個發(fā)射電極的電流值可維持在 50~60mA 之間,且順利進行了數(shù)據(jù)采集。(兩個如表 1)
結束語
(1) 高密度電法儀由于自帶的限流電阻盒最大電阻為 2KΩ,在井下潮濕的工作地點無法正常工作,通過在雙回路加裝同阻值電阻,可有效提高高分辨電法儀的適用范圍,可有效避免因作業(yè)環(huán)境惡劣造成儀器無法正常工作,提高工作效率、并可及時采集高質量的原始數(shù)據(jù),提高高分辨電法儀的探測精度,為井下水害預測和防治提供可靠依據(jù)。
(2)高分辨電法儀電極布設中需盡量選擇干燥地點布設發(fā)射電極和無窮遠電極。盡可能降低井下潮濕環(huán)境對數(shù)據(jù)采集和分析的干擾,以提高探測精度和質量。
審核編輯 黃昊宇
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