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1、(10)申请公布号 CN 103901503 A (43)申请公布日 2014.07.02 CN 103901503 A (21)申请号 201410113061.9 (22)申请日 2014.03.25 G01V 11/00(2006.01) (71)申请人 中冶集团武汉勘察研究院有限公司 地址 430080 湖北省武汉市青山区冶金大道 17 号 (72)发明人 李国祥 杜坤乾 赵建海 展国伟 李志朋 李庆功 张红旗 王静 (74)专利代理机构 武汉金堂专利事务所 42212 代理人 胡清堂 (54) 发明名称 矿山地下巷道掘进时对前方不良地质体的一 种综合探测方法 (57) 摘要 本发明矿。
2、山地下巷道掘进时对前方不良地 质体的一种综合探测方法， 巷道没有开挖前在地 表进行 “工程地质测绘 + 氡气测量 +CSAMT” 的综 合探测 ； 在巷道掘进施工时进行 “工程地质素描 +TSP+GPR” 的综合探测 ； 在探测布局上形成立体 空间交叉探测体系， 可以精准的探测到不良地质 体的存在空间形态及其规模。其优点是 ： 避免了 单一物探或化探方法的局限性， 或单一进行地表 或单一进行地下测探的不合理性， 可以通过从地 表到地下， 从短距离到长距离所形成的立体空间 探测体系， 较为准确的测得巷道前方的不良地质 体的分布位置及空间形态特征， 为巷道的掘进、 支 护提供可靠的技术情报与服务支。
3、撑。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 103901503 A CN 103901503 A 1/1 页 2 1. 矿山地下巷道掘进时对前方不良地质体的一种综合探测方法， 其特征在于 ： 包括有 步骤 S1 和步骤 S2， 共两个步骤 ： 所述的步骤 S1 为在巷道的设计位置确定后， 没有进行施工开挖前在地表进行探测 ； 所述的步骤 S2 为在巷道开始掘进时， 在巷道内进行探测。 2. 根据权利要求 1 所述的矿山地下巷道掘进时对前方不良地质体的一种综合探。
4、测方 法， 其特征在于 ： 所述的步骤 S1 又包含步骤 101 至步骤 103， 共三个步骤 ： 步骤 101 ： 在工程区进行工程地质调查与测绘， 了解区域地质构造、 地层岩性及厚度， 岩石结构面特征、 大的断裂构造及节理裂隙的发育程度等 ； 步骤 102 ： 垂直巷道的走向布设氡气测量线， 进行浅部土壤的氡气测量， 目的是探测地 下巷道深度内是否存在断层， 及其活动性如何 ； 步骤 103 ： 垂直巷道的走向布设 CSAMT 测线， 测线位置与氡气测量线的位置重合， 这样 化探和物探结果可以相互验证， 进行地下不良地质体的探测， 探测深度在 2km 左右。 3. 根据权利要求 1 所述的。
5、矿山地下巷道掘进时对前方不良地质体的一种综合探测方 法， 其特征在于 ： 所述的步骤 S2 又包括步骤 201 至步骤 203， 共三个步骤 ： 步骤 201 ： 在巷道掘进掌子面进行地质素描， 掌握巷道围岩是否存在不良地质体， 以及 不良地质体的基本特征 ； 步骤 202 ： 在巷道掌子面进行长距离， 探测有效距离 100 m， TSP 地质超前预报， 初步掌 握巷道前方不良地质体的存在位置及形态特征 ； 步骤 203 ： 在巷道掌子面每掘进 20m 左右， 即进行短距离， 探测有效距离 20 m， GPR 地质 超前预报， 可以精确掌握巷道前方不良地质体的存在及形态特征。 4. 根据权利要。
6、求 1 所述的矿山地下巷道掘进时对前方不良地质体的一种综合探测方 法， 其特征在于 ： 所述的 TSP 地质超前预报和 GPR 地质超前预报可以相互印证。 权 利 要 求 书 CN 103901503 A 2 1/3 页 3 矿山地下巷道掘进时对前方不良地质体的一种综合探测方 法 技术领域 0001 本发明涉及地球物理勘探和化探领域， 具体地说是矿山地下巷道掘进时对前方不 良地质体的一种综合探测方法。 背景技术 0002 矿山地下巷道在掘进时， 需对巷道前方的不良地质体， 如 ： 断层破碎带、 软弱夹层、 溶 （空） 洞、 突水、 突泥、 涌沙、 塌方、 岩爆、 大型含水体等进行预判， 为开挖。
7、、 支护及疏排水等 工作做好准备， 避免地质灾害的发生。现阶段对地下不良地质体的探测方法有以下几种基 本方法 ： 一是主要在地表进行地球物理勘探， 其方法主要有电法勘探、 电磁法勘探及地震勘探 等， 其中电法勘探包括电阻率法、 充电法、 自然电场法和激发极化法 ； 电磁法勘探包括频率 电磁测深法、 瞬变电磁法 （TEM） 、 可控源音频大地电磁测深法 （CSAMT） 、 探地雷达 （GPR） ； 地 震勘探包括透射波法、 反射波法、 折射波法、 瑞雷波法 ； 可根据地下巷道的底板埋深及预估 不良地质体的主要类型综合确定选用， 此种类型方法也可结合地质方法， 如工程地质调查 与测绘等或结合化探方。
8、法。 0003 另一种方法是在地下进行地球物理勘探， 即在巷道每次开挖前， 做巷道地质超前 预报， 地质超前预报的主要方法有地质方法和地球物理方法， 地质方法包括地质素描、 超前 钻、 超前导坑等， 现在很少用。地球物理方法包括地震法、 电磁法、 波反射法、 声波透射法及 CT 层析成像法等， 目前以地震法为主。地震法中包括负视速度、 HSP、 TSP、 TGP、 TRT、 TST 等 各种方法。 0004 由于一种地球物理方法或几种地球物理方法的组合选择不当， 致使对地下巷道前 方不良地质体的探测效果较差或不显著， 基于上述原因， 发明一种能够准确探测地下巷道 掘进前方不良地质体的综合方法，。
9、 具有广泛的应用价值。 发明内容 0005 本发明提供矿山地下巷道掘进时对前方不良地质体的一种综合探测方法， 能够较 为准确的测得巷道掘进前方不良地质体的具体位置及形态特征。 0006 本发明矿山地下巷道掘进时对前方不良地质体的一种综合探测方法， 包括有步骤 S1 和步骤 S2， 共两个步骤 ； 所述的步骤 S1 为在巷道的设计位置确定后， 没有进行施工开挖前在地表进行探测 ； 所述的步骤 S2 为在巷道开始掘进时， 在巷道内进行探测。 0007 所述的步骤 S1 又包含步骤 101 至步骤 103， 共三个步骤 ： 步骤 101 ： 在工程区进行工程地质调查与测绘， 了解区域地质构造、 地层。
10、岩性及厚度， 岩石结构面特征、 大的断裂构造及节理裂隙的发育程度等 ； 步骤 102 ： 垂直巷道的走向布设氡气测量线， 进行浅部土壤的氡气测量， 目的是探测地 说 明 书 CN 103901503 A 3 2/3 页 4 下巷道深度内是否存在断层， 及其活动性如何 ； 步骤 103 ： 垂直巷道的走向布设 CSAMT 测线， 测线位置与氡气测量线的位置重合 （这样 化探和物探结果可以相互验证） ， 进行地下不良地质体的探测， 探测深度在 2km 左右。 0008 所述的步骤 S2 又包括步骤 201 至步骤 203， 共三个步骤 ： 步骤 201 ： 在巷道掘进掌子面进行地质素描， 掌握巷道。
11、围岩是否存在不良地质体， 以及 不良地质体的基本特征 ； 步骤 202 ： 在巷道掌子面进行长距离 （探测有效距离 100 m 左右） TSP 地质超前预报， 初 步掌握巷道前方不良地质体的存在位置及形态特征 ； 步骤 203 ： 在巷道掌子面每掘进 20m 左右， 即进行短距离 （探测有效距离 20 m 左右） GPR 地质超前预报， 可以精确掌握巷道前方不良地质体的存在及形态特征。 0009 所述的 TSP 地质超前预报和 GPR 地质超前预报可以相互印证。 0010 本发明矿山地下巷道掘进时对前方不良地质体的一种综合探测方法的原理如 下 ： 基本内容之一是在地表由浅部到深部， 由地表到地。
12、下的垂直综合探测， 其结合了地质 方法、 地球物理勘探和化探， 具体为 “工程地质测绘 + 氡气测量 +CSAMT” 。 0011 基本内容之二是在地下巷道内由短距离到长距离的水平综合探测， 其结合了地质 方法、 地震法和电磁法， 具体为 “工程地质素描 +TSP+GPR” 。 0012 形成地表与地下相结合， 长距离与短距离相结合， 地质方法与地球物理勘探方法、 化学勘探方法相结合， 电磁法与地震法相结合的立体交叉空间探测体系， 可以精准的探测 到不良地质体的存在空间形态及其规模。 0013 本发明的有益效果如下 ： 该种综合探测方法可以通过从地表到地下， 从短距离到 长距离所形成的立体空间。
13、探测体系， 较为准确的测得巷道前方的不良地质体的分布位置及 空间形态特征， 为巷道的掘进、 支护提供可靠的技术情报与服务支撑。 具体实施方式 0014 本发明矿山地下巷道掘进时对前方不良地质体的一种综合探测方法， 包括有步骤 S1 和步骤 S2， 共两个步骤 ； 所述的步骤 S1 为在巷道的设计位置确定后， 没有进行施工开挖前在地表进行探测 ； 所述的步骤 S2 为在巷道开始掘进时， 在巷道内进行探测。 0015 所述的步骤 S1 又包含步骤 101 至步骤 103， 共三个步骤 ： 步骤 101 ： 在工程区进行工程地质调查与测绘， 了解区域地质构造、 地层岩性及厚度， 岩石结构面特征、 大。
14、的断裂构造及节理裂隙的发育程度等 ； 步骤 102 ： 垂直巷道的走向布设氡气测量线， 进行浅部土壤的氡气测量， 目的是探测地 下巷道深度内是否存在断层， 及其活动性如何 ； 步骤 103 ： 垂直巷道的走向布设 CSAMT 测线， 测线位置与氡气测量线的位置重合 （这样 化探和物探结果可以相互验证） ， 进行地下不良地质体的探测， 探测深度在 2km 左右。 0016 所述的步骤 S2 又包括步骤 201 至步骤 203， 共三个步骤 ： 步骤 201 ： 在巷道掘进掌子面进行地质素描， 掌握巷道围岩是否存在不良地质体， 以及 不良地质体的基本特征 ； 说 明 书 CN 103901503 。
15、A 4 3/3 页 5 步骤 202 ： 在巷道掌子面进行长距离 （探测有效距离 100 m 左右） TSP 地质超前预报， 初 步掌握巷道前方不良地质体的存在位置及形态特征 ； 步骤 203 ： 在巷道掌子面每掘进 20m 左右， 即进行短距离 （探测有效距离 20 m 左右） GPR 地质超前预报， 可以精确掌握巷道前方不良地质体的存在及形态特征。 0017 所述的 TSP 地质超前预报和 GPR 地质超前预报可以相互印证。 0018 本发明矿山地下巷道掘进时对前方不良地质体的一种综合探测方法的原理如 下 ： 基本内容之一是在地表由浅部到深部， 由地表到地下的垂直综合探测， 其结合了地质 方法、 地球物理勘探和化探， 具体为 “工程地质测绘 + 氡气测量 +CSAMT” 。 0019 基本内容之二是在地下巷道内由短距离到长距离的水平综合探测， 其结合了地质 方法、 地震法和电磁法， 具体为 “工程地质素描 +TSP+GPR” 。 0020 形成地表与地下相结合， 长距离与短距离相结合， 地质方法与地球物理勘探方法、 化学勘探方法相结合， 电磁法与地震法相结合的立体交叉空间探测体系， 可以精准的探测 到不良地质体的存在空间形态及其规模。 说 明 书 CN 103901503 A 5 。