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高密度电法探矿仪井下干扰因素分析及解决方案

2019-06-18 16:22
岩联技术
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通过分析在山东唐口某矿井煤巷和岩巷不同条件下的应用情况与井上条件对比,归纳总结出井下环境的主要干扰因素,并提出有效便捷的解决方案,提高了高密度电法探矿仪检测的可靠性和适应性,为井下水害预测和防治提供可靠依据。

1、高分辨电法井下干扰因素发现与分析

自引进高分辨电法仪坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则,先后进行高分辨超前探测 20 余次,有效探测距离达 2400m,多次准确预测富水异常区。

在该技术应用中经过不断摸索和探讨发现,高分辨电法仪在煤巷与岩巷中使用存在巨大的差异,主要表现在:煤巷中完成电极布设经对电极附近注水处理,通过调节仪器配备的限流盒阻值,能顺利通过电极发射与接收检测,且在实测中发射电极电流一般稳定在 45~60mA,能够采集到质量比较高的数据;在岩巷中按与煤巷相同的操作步骤,调节限流盒阻值至最大档 2KΩ,发射电极电流很难稳定在 30mA 以上,且三个发射电极发射电流变化较大,即便能勉强通过检查,在施工至第二个发射电极时,发射电流突然减小为 2mA 左右,甚至出现无法采集合格的数据,经过反复重测方能完成一组数据的采集,而经过反复复位,势必影响数据的可靠程度,且大大降低了工作效率。

期间经多次于相关科研单位联系,均无很好的解决方案,经归纳总结以往探测经历和反复进行井下煤岩巷不同条件及地面试验对比分析,发现仪器出现发射电流在 30mA 以下的情况,主要出现在巷道大面积积水、顶板淋水较大、水沟内水流不断等潮湿环境,且以孔隙率较高的砂岩层位为主的全岩巷道。经分析得出,导致发射电流低且不稳定的原因为现场环境潮湿、阻值低,而无穷远距离和限流盒调节能力有限是导致该问题的主要原因。

2、高分辨电法井下干扰因素解决方案

在井上检测仪器时,通过调节限流盒的电阻值,发现当电阻值调节至 1KΩ 时,三个发射电极的发射电流表现形式和井下检测不合格的情况一致,当在井上增大电阻值时,发射电流就可以达到30mA 以上,也就是井下潮湿环境中,只要加大电阻值,限制发射限流保护,发射电流就能控制在 30mA 以上。为验证这一设想,在多次探测均未成功,环境潮湿的南部回风大巷进行试验。探测分为两次,在电极布设条件相同的前提下,第一次仅用限流盒调节阻值,经发射电极检测发射电流最大值在 20mA 左右,且三个电极的差距较大,无法通过检测;第二次通过在双回路限流盒的两个回路上分别加设 2KΩ 电阻,限流盒只需调整至 1KΩ,三个发射电极的电流值可维持在 50~60mA 之间,且顺利进行了数据采集。(两个如表 1)

结束语

(1) 高密度电法仪由于自带的限流电阻盒最大电阻为 2KΩ,在井下潮湿的工作地点无法正常工作,通过在双回路加装同阻值电阻,可有效提高高分辨电法仪的适用范围,可有效避免因作业环境恶劣造成仪器无法正常工作,提高工作效率、并可及时采集高质量的原始数据,提高高分辨电法仪的探测精度,为井下水害预测和防治提供可靠依据。

(2)高分辨电法仪电极布设中需尽量选择干燥地点布设发射电极和无穷远电极。尽可能降低井下潮湿环境对数据采集和分析的干扰,以提高探测精度和质量。


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