0 引言

烧变岩是地表附近煤层自燃使围岩受到烧变后形成的特殊类型岩体，可分为类熔岩带、烧变岩带和烘烤岩带。类熔岩带位于煤层的顶板，主要为炉渣状残留物，气孔多，形状不规则。烧变岩带位于类熔岩带之上，裂隙发育且张开度较好。烘烤岩带位于烧变岩带之上，层理清晰，结构基本未受到破坏，裂隙一闭合为主[1]。烧变岩裂隙发育一般为下部裂隙发育较强，上部较弱，在横向上发育不均匀。因此，烧变岩含水层渗透性较好，地下水径流排泄迅速，当烧变岩附近有稳定补给水源存在，其将会成为良好的储水蓄水层。因此，当综采工作面顶板上覆富水烧变岩层时，将给工作面的回采带来严重的安全隐患，需提前对工作面顶板上覆烧变岩的富水性及其分布规律进行探测。

语言复杂度的理论与测量 ………………………………………………………………… 刘黎岗 缪海涛（1.52）

1 矿井直流电法高分辨测深原理

由于煤层埋深较大，受探测距离、地形起伏等影响，地面瞬变电磁法或直流电法探测得到的结果较为宏观，分辨率相对较低[2]，不能满足井下工作面顶板疏放水工作的精细要求。矿井直流电法场源与接收装置均布设于巷道或采场周围，适于巷道周围及掘进工作面前方隐伏地质构造探查[3]。由于矿井直流电法测深技术是在井下工作面巷道中进行施工，距离探测目标(烧变岩)较近，且对含水等低阻异常体敏感[4]。因此，能达到对工作面顶板一定范围内的含水体进行精细探测。

在煤矿井下，电流场是全空间分布的。对于均匀全空间，点电源场的分布特征为[5]：

 

ρs=K·ΔUMN/I

式中，Um为电位；I为供电电流强度；ρ为均匀全空间介质电阻率；R为观测点M到电源A的距离；K为装置系数；ΔUMN为电位差。

 

2 探测方法和技术

2.1 地球物理前提

15207工作面顶板直流电法低阻异常断面如图4所示。结合工作面顶板水文地质情况，推断1号异常区为顶板裂隙发育所致，推断2号、3号和5号异常区为工作面顶板上覆4-2煤层附近烧变岩裂隙发育及赋水所致，推断4号异常区为工作面顶板及上覆4-2煤层附近裂隙相对发育且赋水，推断6号异常区为工作面顶板上覆4-2煤层附近烧变岩裂隙较发育及富水性较强所致，推断7号异常区为工作面顶板附近裂隙发育及赋水、上覆4-2煤层附近烧变岩裂隙较发育及富水性较强所致。

2.2 三极测深设计

由于井下巷道长度有限，且施工难度较大，因此采用施工效率高、无探测空白区的三极测深装置进行施工。探测是在顶板上相对固定测量电极M、N，由近及远地移动供电电极A(图1)，达到由浅到深的目的[7-8]。在工作面形成后，采用矿井直流电法高分辨探测，在工作面巷道进行施工(图2)。

行政管理工作人员的工作执行能力直接决定了行政管理的实效性，在行政管理的整个过程中执行能力贯彻了全过程，换言之，执行能力是一种能够实现管理目标的方式和手段，因此，高校的领导层和决策层必须要强化行政管理工作人员的执行能力，从而提高行政管理工作的效率和质量，让行政管理工作能够落到实处。

  

图1 矿井直流电测深施工示意Fig.1 Mine DC current sounding construction diagram

  

图2 工作面巷道测点布置示意Fig.2 Roadway measuring point layout diagram

2.3 数据处理技术

神南张家峁煤矿烧变岩发育，附近的郭家墕沟谷中一处谷底有涌水现象，水量约30 m3/h，且随着矿区南部常家沟水库水位逐步下降后该出水点不再出水。经初步分析，推测常家沟水库水可能通过烧变岩渗流至该出水点。该出水点位于5-2煤接续工作面15207的南部(图3)，对这个工作面的采掘布置影响大。此外，由于15207工作面南部的顶板为4-2煤火烧区，5-2煤回采后导水裂缝带导通4-2煤火烧区烧变岩，烧变岩含水层中的水以及常家沟水库水均可以通过导水裂缝带涌入井下，严重威胁5-2煤工作面的安全和矿井的正常生产。现需探查清楚15207顶板上100 m附近上覆烧变岩含水层的富水性分布情况，为工作面顶板疏放水提供靶区。

(2)曲线校正。整理好的数据进行全空间校正，巷道空间校正，同时形成视电阻率曲线图和视电阻率等值线剖面图。

(1)数据整理。对原始数据进行坏点提出，并利于煤炭科学研究院西安分院研制的处理软件进行去噪处理。

(3)提取岩石电性分层信息。通过测井曲线对视电阻率曲线图和剖面图与进行工作面顶板岩层层位确定，确定各岩层厚度及深度。

乙肝表面抗原（HBsAg）、丙型肝炎抗体（抗-HCV）、梅毒螺旋体特异性抗体（抗-TP）、人类免疫缺陷病毒抗体（抗-HIV）的检测均使用上海科华ELISA试剂盒，所有项目均在本院完成。流行病学数据来自住院未输血的患者的传染性标志物检测指标。

得到低阻异常剖面图后，结合工作面顶板上的含隔水层富水情况以及工作面顶板附近的构造发育情况等进行综合分析解释。

(4)提取低阻异常。通过煤炭科学研究院西安分院研制的处理软件进行各岩层的低阻异常提取，得到低阻异常剖面图。

3 应用实例

由于人工建立的电场“似全空间而非全空间，但绝非半空间”分布及巷道表层电性不均匀体影响，测量结果多解性强[9-11]。需对井下采集的原始数据进行处理及矫正，处理步骤如下[12-15]。

CT增强扫描：医护人员在CT检查前应叮嘱患者身上不得放置金银首饰，处于空腹状态，并指导患者做好呼吸运动训练，以维持良好的呼吸频率与深度，需要注意的是，应严格按照相关规定进行碘过敏试验。之后借助CT扫描机进行动态增强扫描，向肘静脉内注入碘帕醇注射液，注入速度控制在3.0mL/s，注入剂量控制在65mL，注射对比剂后扫描时间选择为：20s、80s、140s、200s、260s，扫描范围主要包括肿块及其周围5mm范围内，同时统计计算灌注参数，主要包括血流量、血容量、通过时间以及表面渗透性。

  

图3 15207—15208工作面受烧变岩水害威胁平面示意Fig.3 Plane schematic of 15207—15208 working face threatened by the water damage of burnt rock

根据15207工作面回采地质说明书及矿井地质报告，该工作面顶板自上而下存在3-1—4-2煤层间含水层(J2y3)(裂隙承压水)、4-2煤烧变岩含水层、4-3煤顶板中细粒砂岩含水层、泥岩和粉砂岩所组成的相对隔水层、5-2煤顶板中细粒砂岩含水层、5-2煤—延安组底界含水层(J2y1)。15207工作面内及附件未发现断层裂隙发育，工作面底板较为平缓。

不同岩性的地层具有不同的导电性，一般泥岩、粉砂岩、中粗砂岩其电阻率值是逐渐增高的[6]。煤系地层有层状分布特点，故在横向上其导电性相对均一，纵向上视电阻率的变化规律基本一致。当含水断层或裂隙切割煤系地层时，由于含水体具有良好导电性，它与围岩会产生明显的电性差异。应用矿井高分辨电法探测技术采集岩石的视电阻率值，通过对所采集数据进行定性和定量处理，就可以发现异常部位。

根据15207工作面主运巷顶板直流电法探测的成果，在15207工作面主运巷内布置钻场，同一钻场布置多个方向钻孔，如图5所示。

  

图4 15207工作面顶板直流电法低阻异常断面Fig.4 15207 working face roof DC low impedance anomaly section

  

图5 探测成果验证钻孔布置平面示意Fig.5 Proven results verification drilling layout plan

探测成果中的低阻异常区分布情况见表1。

综上所述，竞赛式的教学法是一种实用性、有效性非常好的教学方法，能更好地激发学生积极主动地参与到课堂中来，同时提高学生的综合实践能力，学生在课堂中作为学习活动的主要参与者，极大地增强学生的角色感，体现出学生在课堂学习中的主体地位。

通过钻孔对此次探测成果的验证，发现在异常区及附近的钻孔最小出水量为50 m3/h，最大初始涌水量为130 m3/h，正常区域(空白区域)初始涌水量为10 m3/h(表2)。

 

表1 异常分布情况Tab.1 Abnormal distribution situation

  

编号横向上分布位置/m高度上位置/m异常强度异常中心位置1600～63015～60相对较低顶板附近2650～69015～105相对中等100 m附近3750～79015～105相对中等90 m附近4810～97015～105相对中等90 m附近5980～1 02040～105相对较弱90 m附近61 050～1 11050～105相对中等90 m附近71 140～1 50015～105相对较强100 m附近

 

表2 验证钻孔的初始涌水量统计Tab.2 Verification of borehole initial gushing statistics

  

钻孔名称位置/m初始涌水量/(m3·h-1)F34920115F331 08050F321 230130F101 15042F261 20050F311 26060钻孔名称位置/m初始涌水量/(m3·h-1)F201 300134F371 38060F301 390110F381 44010F22切眼138

4 结语

本次探测成果为工作面顶板上覆烧变岩富水区疏放水工程提供了精确的靶区，对煤矿综采工作面的防治水工作具有较好的指导作用。通过钻孔对异常区的验证说明，矿井直流电法测深技术对工作面顶板上覆烧变岩层富水性具有较精细的探测效果，对类似的问题具有参考借鉴意义。

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