矿井工作面内部构造及异常综合 CT 测试方法

在煤矿生产过程中，矿井综合机械化采煤手段对煤矿生产勘探资料的要求越来越高，其

要求对矿井工作面开采地质条件(如断层、褶皱、破碎带、煤厚变化区、构造应力区等)进行

全面了解。常规的地面三维地震勘探只能解决工作面内落差大于 5m 的断层，且在平面上有

一定的摆动幅度，而井下需对影响安全高效生产的 2-3m 落差断层等地质异常进行有效探查。

本方法利用层析成像原理，结合不同源的 CT 技术，包括地震波 CT、无线电波 CT、直流电法

CT 等多种方式实现对工作面内构造及异常的探查。通过对井下工作面双巷间数据采集与处

理，获得面内煤层构造物性参数分布图，根据煤岩物性差异特征预测面内地质异常体，能准

确地判断其构造形态和空间位置，为生产提供可靠的地质条件分布特征。

（1）地震波 CT：利用工作面上、下两条巷道进行数据采集，通常把激发点(采用矿用

炸药作为震源)布置在一条巷道，接收点布置在另一条巷道，采用“一发多收、一炮一放”

的观测方式进行地震波数据采集。炮点间距通常为 10-50m，接收点距为 5-15m，可根据现场

条件适当调整。炸药量宜为 5-20mg，接收可采用三分量检波器。

（2）无线电波 CT：工作面走向长度在 1000m 以内时，采用一发一收方式，即多个发射

点布置在矿井巷道工作面的一条巷道中，无线电波透视仪接收机的多个接收点布置在另一条

相邻巷道中；工作面走向长度在 1000m-2000m 之间时，采用一发双收方式，采用一台无线电

波透视仪发射，两个接收机接收；工作面走向长度在 2000m 以上时，采用双发双收方式，且

两台无线电波透视仪之间工作间距大于 1000m，每个发射机的发射点所发射的电磁波分别被

各自的接收机的接收点接收。发射频率根据工作面倾斜长度可选择 0.158-1.25MHz 之间不同

频段进行数据采集。

（3）直流电法 CT：探测前的准备是在需要探测区域工作面侧煤帮每 5m 打一深 0.5m 的

小眼，并用放炮用的黄泥捣实，以便探测时安装电极，使电极与煤（岩）体接触良好。现场

按方案设计位置布置采集系统，测线电极、电缆等准备好后进行测试。使用仪器为并行电法

仪采集全电场空间电位值，且在对穿两条巷道中沿侧帮腰线煤壁位置分别布置电法测线，每

站测线长度为 315m，64 个电极，每个电极之间为 5m，当探测范围大时，每巷可采集多站测

线采集数据。现场数据采集时要求工作面停电。