810米！中煤科工西安研究院（集團）有限公司成功攻克煤礦井下長距離水害超前探測技術

       近日，西安研究院自主研制的YCSZ煤礦井下鉆孔瞬變電磁技術與裝備在陜西桑樹坪煤礦成功實現810m遠距離超前探測，打破了煤礦井下掘進工作面最遠水害超前探測世界紀錄，標志著我國“長掘長探”水害超前探測技術日趨成熟，具備了支撐保障巷道快速安全掘進的條件。

多年來，煤礦井下巷道掘進和探測沿襲傳統的工作模式，但傳統的工作模式存在掘進與探測距離短、物探與鉆探分別施工、探測與掘進串行作業等問題，難以適應日前巷道快速掘進的新需求。西安研究院基于鉆探、物探一體化的技術思路，提出煤礦井下巷道快速掘進“長掘長探”、探鉆一體、探掘并行的工作模式，此模式通過采用“定向長鉆孔+鉆孔物探”，克服了傳統掘進巷道超前探測存在的“短掘短探”、探鉆分離、探掘分離等不足之處，可為煤礦井下巷道智能快速掘進提供地質保障。

要實現巷道快速掘進“長掘長探”，最大的技術瓶頸是在鉆孔中實施一次性遠距離超前探測。項目組確立了以瞬變電磁為基本原理的煤礦井下狹小空間遠距離探測技術思路，研發出孔中極小線圈發射、三分量接收的瞬變電磁場工作裝置，讓實現孔深近1000m的超前探測距離成為可能。項目組攻克了遠距離鉆桿推送、大功率發射、三分量高精度數據采集、遠距離數據同步和異常體空間定位等多個行業難題。項目組采用基于機器學習和深度學習AI算法的數據反演和定位方法，有效識別異常體的空間方位，提高了異常體定位精度，實現全空間地質異常體的空間立體成像，最終形成了可以實現鉆孔徑向30m、深度近1000m的探測范圍的長距離定向孔瞬變電磁探測技術與裝備，滿足巷道快速掘進的長距離探測、長時間掘進需求。

桑樹坪煤礦北二240專用回風巷在巷道掘進過程中涌水量異常，有逐漸變大跡象，對巷道安全掘進造成威脅。西安研究院通過在鄰近的北240輔運巷施工探水專用鉆孔，采用鉆孔瞬變電磁技術與裝備，對回風巷前方810m、巷道中線徑向30m范圍內的水文地質情況進行超前探測，預警有2處賦水異常區，其中1號異常區預測范圍孔深250-320m，實際揭露出水位置為孔深312m，在提前采取安全預防措施情況下，為礦方節約短距離超前鉆探成本300余萬元。

本次技術攻堅首次實現了長度超過800米的孔中瞬變電磁探測，為實現煤礦水害防治工作逐漸由過程治理為主轉向源頭預防為主、由局部治理為主轉向區域治理為主作出了突出貢獻。