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。
1、高分辨電法井下干擾因素發現與分析
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。
在該技術應用中經過不斷摸索和探討發現,高分辨電法儀在煤巷與巖巷中使用存在巨大的差異,主要表現在:煤巷中完成電極布設經對電極附近注水處理,通過調節儀器配備的限流盒阻值,能順利通過電極發射與接收檢測,且在實測中發射電極電流一般穩定在 45~60mA,能夠采集到質量比較高的數據;在巖巷中按與煤巷相同的操作步驟,調節限流盒阻值至最大檔 2KΩ,發射電極電流很難穩定在 30mA 以上,且三個發射電極發射電流變化較大,即便能勉強通過檢查,在施工至第二個發射電極時,發射電流突然減小為 2mA 左右,甚至出現無法采集合格的數據,經過反復重測方能完成一組數據的采集,而經過反復復位,勢必影響數據的可靠程度,且大大降低了工作效率。
期間經多次于相關科研單位聯系,均無很好的解決方案,經歸納總結以往探測經歷和反復進行井下煤巖巷不同條件及地面試驗對比分析,發現儀器出現發射電流在 30mA 以下的情況,主要出現在巷道大面積積水、頂板淋水較大、水溝內水流不斷等潮濕環境,且以孔隙率較高的砂巖層位為主的全巖巷道。經分析得出,導致發射電流低且不穩定的原因為現場環境潮濕、阻值低,而無窮遠距離和限流盒調節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,通過調節限流盒的電阻值,發現當電阻值調節至 1KΩ 時,三個發射電極的發射電流表現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,發射電流就可以達到30mA 以上,也就是井下潮濕環境中,只要加大電阻值,限制發射限流保護,發射電流就能控制在 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阻值,經發射電極檢測發射電流最大值在 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,三個發射電極的電流值可維持在 50~60mA 之間,且順利進行了數據采集。(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,可有效避免因作業環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據,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。
(2)高分辨電法儀電極布設中需盡量選擇干燥地點布設發射電極和無窮遠電極。盡可能降低井下潮濕環境對數據采集和分析的干擾,以提高探測精度和質量。
審核編輯 黃昊宇
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