高密度電法探礦儀井下干擾因素分析以及解決方案

通過(guò)分析在山東唐口某礦井煤巷和巖巷不同條件下的應(yīng)用情況與井上條件對(duì)比，歸納總結(jié)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(cè)的可靠性和適應(yīng)性，為井下水害預(yù)測(cè)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(jìn)高分辨電法儀堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水原則，先后進(jìn)行高分辨超前探測(cè) 20 余次，有效探測(cè)距離達(dá) 2400m，多次準(zhǔn)確預(yù)測(cè)富水異常區(qū)。

在該技術(shù)應(yīng)用中經(jīng)過(guò)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(shè)經(jīng)對(duì)電極附近注水處理，通過(guò)調(diào)節(jié)儀器配備的限流盒阻值，能順利通過(guò)電極發(fā)射與接收檢測(cè)，且在實(shí)測(cè)中發(fā)射電極電流一般穩(wěn)定在 45～60mA，能夠采集到質(zhì)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(diào)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(gè)發(fā)射電極發(fā)射電流變化較大，即便能勉強(qiáng)通過(guò)檢查，在施工至第二個(gè)發(fā)射電極時(shí)，發(fā)射電流突然減小為 2mA 左右，甚至出現(xiàn)無(wú)法采集合格的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)反復(fù)重測(cè)方能完成一組數(shù)據(jù)的采集，而經(jīng)過(guò)反復(fù)復(fù)位，勢(shì)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(guān)科研單位聯(lián)系，均無(wú)很好的解決方案，經(jīng)歸納總結(jié)以往探測(cè)經(jīng)歷和反復(fù)進(jìn)行井下煤巖巷不同條件及地面試驗(yàn)對(duì)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(nèi)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(dǎo)致發(fā)射電流低且不穩(wěn)定的原因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境潮濕、阻值低，而無(wú)窮遠(yuǎn)距離和限流盒調(diào)節(jié)能力有限是導(dǎo)致該問(wèn)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(cè)儀器時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)限流盒的電阻值，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電阻值調(diào)節(jié)至 1KΩ 時(shí)，三個(gè)發(fā)射電極的發(fā)射電流表現(xiàn)形式和井下檢測(cè)不合格的情況一致，當(dāng)在井上增大電阻值時(shí)，發(fā)射電流就可以達(dá)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(hù)，發(fā)射電流就能控制在 30mA 以上。為驗(yàn)證這一設(shè)想，在多次探測(cè)均未成功，環(huán)境潮濕的南部回風(fēng)大巷進(jìn)行試驗(yàn)。探測(cè)分為兩次，在電極布設(shè)條件相同的前提下，第一次僅用限流盒調(diào)節(jié)阻值，經(jīng)發(fā)射電極檢測(cè)發(fā)射電流最大值在 20mA 左右，且三個(gè)電極的差距較大，無(wú)法通過(guò)檢測(cè)；第二次通過(guò)在雙回路限流盒的兩個(gè)回路上分別加設(shè) 2KΩ 電阻，限流盒只需調(diào)整至 1KΩ，三個(gè)發(fā)射電極的電流值可維持在 50~60mA 之間，且順利進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集。（兩個(gè)如表 1）

結(jié)束語(yǔ)

（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(diǎn)無(wú)法正常工作，通過(guò)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(wú)法正常工作，提高工作效率、并可及時(shí)采集高質(zhì)量的原始數(shù)據(jù)，提高高分辨電法儀的探測(cè)精度，為井下水害預(yù)測(cè)和防治提供可靠依據(jù)。

（2）高分辨電法儀電極布設(shè)中需盡量選擇干燥地點(diǎn)布設(shè)發(fā)射電極和無(wú)窮遠(yuǎn)電極。盡可能降低井下潮濕環(huán)境對(duì)數(shù)據(jù)采集和分析的干擾，以提高探測(cè)精度和質(zhì)量。

審核編輯 黃昊宇