TRT 预报技术指导新安煤矿探放水施工应用实践

冯 波

（枣庄矿业集团新安煤业有限公司，山东 枣庄 277642）

新安煤矿井田区域河流纵横交错，部分区域地质构造发育、裂隙、岩溶空洞发育。复杂的地质条件给巷道掘进施工带来了较大的施工风险。

TRT 超前地质探测技术在我国很多工程中都有成功的应用[1-3]。该探测技术使用方便，探测时间短，探测可靠性高。探测成果图为三维成果，相比其他的探测技术，分析的成果更加立体，可以更好地判断异常体的发育范围和发育位置[4-5]。

本文以新安煤矿3#煤层正在掘进的巷道为工程背景，以掘进巷道其中一次施工为例，利用TRT 探测技术对该区域的含水体进行探测，利用探测成果指导探放水施工，来有效解决施工时存在的水害风险，保障施工安全，减少无效钻孔时间，提高工期。

1 工程水文地质

1.1 水文情况

施工巷道为新安煤矿3#煤层正在掘进的运输巷，巷道为马蹄形巷道，长5.4 m、宽3.65 m。3#煤层开采冒裂带高度波及到上侏罗统一段砂砾岩含水层、石灰岩裂隙以及岩溶含水层。突水原因主要是由于巷道开挖造成的，由于断层之间的相互作用使原本没有关联的含水构造产生了相关的水力联系，致使水文地质条件复杂化。降深比拟法预测正常涌水量为167.5 m3/h。根据生产资料显示，在施工过程中出现过多次小规模突水情况，但危害较小，属于中等类型。

1.2 地质情况

根据资料以及煤矿生产揭露情况来看，施工区域地质条件复杂，软岩破碎段发育，探测区域内主要以石灰岩、泥岩、细粒砂岩为主，由于受酸性水的影响区段内也存在一定数量的岩溶空洞。

2 探测技术原理

TRT 技术是利用地震波在探测介质中传播的透射与反射现象来反映探测岩体中不良地质体的位置、范围。在使用时，利用地震波激发锤锤击岩体产生地震波，波在岩体中传播时再遇到异常体时会产生反射和透射现象，反射回来的波被接收器接收，再由设备主机输出探测三维成果图[6]。

3 工程应用实例

3.1 测线布置

选用的TRT 设备为目前应用比较成熟的TRT6000 超前地质预报系统，包括传感器、主机、激发锤以及数据采集和分析软件。在4 个横截面上共布设10 个传感器，每个横截面之间距离5 m，通过膨胀螺丝将传感器固定在墙壁和顶部，用速凝水泥进行两者间的耦合。震源点在左右两侧各布置两排，第一排距离掌子面1.5 m 布置，每排布置3 个，使用8 磅重的铁锤激发地震波。传感器布置及相关参数如图1、图2 所示。

图1 测线布置

3.2 成果分析

由于该区域地下水比较发育，对波有一定的衰减作用，因此判定有效距离为80 m 以保证可靠性。三维探测成果如图3 ～图5 所示。

图4 探测成果左视图

根据以上解译成果图可以得出：该80 m 预报区域总体上软岩破碎带较多，地下水复杂，岩溶比较发育。该段具体地质情况如表1 所示。

图5 探测成果立体图

表1 探测区域情况表

4 指导施钻情况

选用ZDY-1250 型矿用钻机，孔径为Φ76 mm，钻孔水平深度为30 m。施工时每循环均在掌子面中间位置进行一次钻孔，为取芯孔，其余钻孔根据TRT 超前地质预报分解结果进行合理分配。具体施钻情况如图6 所示。

图6 钻孔布置图

根据该探测区段开挖过程的资料显示，施工过程中未出现突水透水情况，含水异常体及破碎带发育位置与预报位置高度一致。

5 结论

（1）工程实践证明，TRT 超前探测技术对地质条件复杂、地下水发育以及岩溶区发育的地质体探测效果好，可靠性较高，其三维成果分析比其他技术对不良地质体的空间位置及范围判断更加准确。

（2）探放水钻孔结果显示，根据TRT 探测成果分析得到的岩体情况确定的探放水施钻位置具有高度的可靠性，使探放水施钻更加科学合理，减少了无效钻孔，提高了钻孔利用率，保证了安全高效的施工。

表2 施钻情况表