近日，中國煤科西安研究院自主研制的YCSZ煤礦井下鉆孔瞬變電磁技術(shù)與裝備在陜西桑樹(shù)坪煤礦成功實(shí)現810m遠距離超前探測，打破了煤礦井下掘進(jìn)工作面最遠水害超前探測世界紀錄，標志著(zhù)我國“長(cháng)掘長(cháng)探”水害超前探測技術(shù)日趨成熟，具備了支撐保障巷道快速安全掘進(jìn)的條件。

多年來(lái)，煤礦井下巷道掘進(jìn)和探測沿襲傳統的工作模式，但傳統的工作模式存在掘進(jìn)與探測距離短、物探與鉆探分別施工、探測與掘進(jìn)串行作業(yè)等問(wèn)題，難以適應日前巷道快速掘進(jìn)的新需求。西安研究院基于鉆探、物探一體化的技術(shù)思路，提出煤礦井下巷道快速掘進(jìn)“長(cháng)掘長(cháng)探”、探鉆一體、探掘并行的工作模式，此模式通過(guò)采用“定向長(cháng)鉆孔+鉆孔物探”，克服了傳統掘進(jìn)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(jìn)提供地質(zhì)保障。

要實(shí)現巷道快速掘進(jìn)“長(cháng)掘長(cháng)探”，最大的技術(shù)瓶頸是在鉆孔中實(shí)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(shù)思路，研發(fā)出孔中極小線(xiàn)圈發(fā)射、三分量接收的瞬變電磁場(chǎng)工作裝置，讓實(shí)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(fā)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(gè)行業(yè)難題。項目組采用基于機器學(xué)習和深度學(xué)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(shí)現全空間地質(zhì)異常體的空間立體成像，最終形成了可以實(shí)現鉆孔徑向30m、深度近1000m的探測范圍的長(cháng)距離定向孔瞬變電磁探測技術(shù)與裝備，滿(mǎn)足巷道快速掘進(jìn)的長(cháng)距離探測、長(cháng)時(shí)間掘進(jìn)需求。

桑樹(shù)坪煤礦北二240專(zhuān)用回風(fēng)巷在巷道掘進(jìn)過(guò)程中涌水量異常，有逐漸變大跡象，對巷道安全掘進(jìn)造成威脅。西安研究院通過(guò)在鄰近的北240輔運巷施工探水專(zhuān)用鉆孔，采用鉆孔瞬變電磁技術(shù)與裝備，對回風(fēng)巷前方810m、巷道中線(xiàn)徑向30m范圍內的水文地質(zhì)情況進(jìn)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(shí)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，成功避免了一次涌水事故，同時(shí)為礦方節約短距離超前鉆探成本300余萬(wàn)元。

本次技術(shù)攻堅首次實(shí)現了長(cháng)度超過(guò)800米的孔中瞬變電磁探測，為實(shí)現煤礦水害防治工作逐漸由過(guò)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。