[发明专利]一种基于多手段的残采区复杂条件探测方法

说明书

本发明公开了一种基于多手段的残采区复杂条件探测方法，涉及残煤复采领域，针对采用旧式房柱式、巷柱式等不规范开采方法造成的大量资源破坏及浪费等问题。本发明集成地面瞬变电磁法勘探、工作面瞬变电磁法、音频电透法、无线电波坑道透视法、单点震波法、槽波地震法探测、煤体破坏数值模拟分析等技术。不仅为残煤区的煤层赋存、空巷分布、积水情况探测提供了手段，而且大幅度的提高了煤炭的回收率。

技术领域

本发明涉及残煤复采技术领域，尤其涉及一种基于多手段的残采区复杂条件探测方法。

背景技术

我国煤炭总体回收率偏低，以山西为例，早期由于技术条件限制，仅有主要的国有及地方国营煤矿采用了综采、高档普采等先进的长壁机械化开采工艺，大量的个体小型矿井，采用了非正规的房柱式开采体系，技术体系陈旧，机械化程度低，为了提高产量及效率，主要以煤柱作为支撑体，残留的大量煤炭资源不纳入矿井开采系统而全部浪费。这种“采易弃难”粗放的煤炭开采模式，以高资源占有率、低采出率为特点。浪费了宝贵的煤炭资源，缩短了矿井的服务年限，残留的煤炭资源采空区存在积水积气，成为矿井的安全隐患。

旧采残煤区由于开采年代较早，保留积水资料不全，搞清楚残煤区的赋存、空巷分布、积水情况是实施开采的重要条件。找到一种系统性的探测残煤区赋存状态的方法，不但可以大幅度的提高煤炭回收率，而且可以提升企业的经济效益。

发明专利CN104533419B公开了一种安全、高效、成本低的部分回采煤矿大煤柱残煤的开采方法；发明专利CN106014412B、CN106121645B分别公开了一种梯式和台阶式构造充填复采残采区遗留煤柱群的方法，不仅能实现煤炭资源采出率的提高和企业经济效益的提升，而且能避免多因素耦合作用下采场柱式充填体发生瞬时失稳或“多米诺骨牌”失稳等动力灾害；发明专利CN1963149B公开了一种建筑物下矸石置换条带煤柱的开采方法，利用矸石直接井下充填作为地下结构支撑体，既回收利用了矸石减少了环境污染，又对建筑物下条带煤柱实施二次部分回收。发明专利CN109339787A公开了一种复合垮落式残采区中层弃煤回采巷道合理布设方法，解决传统煤层群上行或下行开采时回采巷道合理位置的确定方法已不能满足复合垮落式残采区中部整层弃煤回采巷道理布设位置确定的需要的问题。虽然残煤复采已经取得了不少成果，但是这些研究主要集中在利用充填置换的方式来回收利用残采区遗留煤柱的问题、复合垮落式残采区弃煤回采巷道的合理布置、回收大煤柱残煤的方法等，却很少有旧采残煤区多手段探测的研究方法。

发明内容

本发明旨在提供一种基于多手段的残采区复杂条件探测方法，不仅为残煤区的煤层赋存、空巷分布、积水情况探测提供了手段，而且大幅度的提高了煤炭的回收率。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于多手段的残采区复杂条件探测方法，包括步骤：

（1）结合已有的矿井资料，对残煤复采区域顶底板及积水赋存情况进行地面探测；

（2）通过掘进已探巷的方式，确定残煤复采区域复采工作面空巷的赋存情况；

（3）对工作面区域进行地球物理勘探；

（4）对通过不同方式进行的地球物理勘探产生的结果综合对比、分析，对异常区域进行解释；

（5）采用数值模拟实验研究残煤复采区域遗留煤柱的状态和旧采巷道的状态，为进行残煤复采区域二次回采提供基础。

优选地，步骤（1）中，地面探测采用瞬变电磁法为主，高密度电法勘探为辅的方式进行综合勘探，再加以直流电测深进行对比验证。

优选地，步骤（2）中，分别掘进已探巷中的回风巷、措施联络巷、运输顺槽、回风顺槽和工作面切眼，以探明工作面范围内空巷的位置、方位和断面尺寸以及空巷所处层位、顶板冒落、积水和积气情况。