瞬变电磁法在煤层水探测中的应用

通过矿区勘探的三个典型实例,介绍了PROTEM67D瞬变电磁系统在探测煤层底板富水区、导水通道老窑积水等方面的应用及取得的地质效果.说明瞬变电磁法是煤矿水文地质勘探的一种有效手段.     

瞬变电磁法探测水文地质因素在复杂地表条件下的应用

对甘肃某矿井老窑采空区以及采空区积水的分布范围进行调查研究,利用瞬变电磁法进行探测,获得了该区350米以浅老窑采空区以及采空区积水的分布,结果表明该矿区主要有6个富水异常区,这些富水区一类是含水层相互渗漏的富水区域,另一类是采空区积水区域。探测取得了较好的地质成果,并且在矿井开拓大巷过程中得到验证,说明瞬变电磁法勘探在此种复杂地表条件下探测水文地质因素切实可行。     

瞬变电磁法在探测小窑采空区、陷落柱中的应用

通过矿区勘探的三个典型实例,介绍了使用CUGTEM-2002型瞬变电磁系统在探测小窑采空区积水和陷落柱方面的应用。根据瞬变电磁法对低阻地质体的灵敏性,采用在已知地质异常位置布设测线获取地质异常资料特征,然后推断整个测区资料成果的勘探方法,可取得较好的地质效果。实践证明,瞬变电磁法是探测金属矿体、小窑采空区等地质异常体的一种有效手段。     

选频法在南阳宏发煤矿老窑水勘探中的应用

探讨选频法在煤矿老窑水勘探中的应用,以南阳宏发煤矿部分采空区及采空充水区为例,运用选频法,探测地下煤矿采空区及采空充水区位置。通过瞬变电磁法验证,选频法解释成果准确可靠。该资料可以说明选频法在寻找、确定煤矿采空充水区具有良好的效果。     

瞬变电磁法探测地下洞体的有效性

瞬变电磁法对于施工区地表有较强的适应能力,工作效率较高。选用适当的装置可将瞬变电磁法应用于地下洞体的探测,其数据处理解释是采用全期定义将实测瞬变衰减曲线转换为视电阻率-深度曲线,根据地下洞体的瞬变电磁响应特征分析等视电阻率曲线的形态来确定洞体的存在。此方法已通过多次实际应用取得了良好的地质效果。在1993、1997年两次北京门头沟区老窑勘查工程中由瞬变电磁法圈定出的老窑经钻孔验证成功率达80%,证明了该方法探测地下洞体的有效性。      

瞬变电磁方法在山西某煤矿区水患调查的应用

由于历史原因,煤炭资源整合矿区老窑采空区分布及积水情况不清,成为煤矿安全生产的重大隐患。利用煤炭采空区电性特征,选择以瞬变电磁勘探为主的大面积勘探,可以发挥其高效率、高精度的特点,辅以其它勘探手段进行综合勘查,能快速有效地确定采空区的位置及赋水情况。本次研究是采用瞬变电磁勘探为主的勘探方法对山西一煤矿区水患情况进行调查。首先根据矿区的测井资料对地电条件进行分析,通过针对性的试验,选择合理的施工参数。利用多种方法将采集数据进行处理分析,得到反应不同地质特征的剖面及平面图件,特别是利用专用软件得到煤层富水性目标分析对比图,更明确直观地反应采空区的位置及富水性。此次水患调查,基本查明了矿区内采空区及积水区位置、范围等情况,部分分析成果得到钻孔验证,证明采用瞬变电磁法勘探为主的勘查手段,在本矿区进行水患调查成果显著,为矿井的水患防治工作提供了可靠的资料依据。     

瞬变电磁法对煤矿老窑采空区探测效果分析

煤矿老窑采空区探测一直是煤田地质勘探的难点。文章从目前探测老窑采空区的主要工作方法研究入手,分析了采空区地质及电性特征,采用瞬变电磁法对甘肃河西某煤矿浅部老窑采空区进行了探测,合理解释了低阻异常,圈定了采空区边界。结合二维地震解释成果及区内其它已知资料,综合分析认为该方法分辨率高、对低阻地质体反应灵敏,能够较好的解决采空区探测等地质问题,具有广泛的应用前景。     

应用电法确定煤矿采空区积水

瞬变电磁法在煤炭勘查工作中应用已经很普遍,特别是在煤矿采空区及积水采空区勘探中应用效果更加明显。瞬变电磁法在煤炭勘查工作中应用要从孔旁实验入手,了解全区地质概况,为异常解释建立理论模型,结合实测数据处理,获得大量的定性、定量数据,通过图件上的异常特征分析,局部异常的认识,结合煤系地层的物性特征分析解释其构造形态。     

电磁法在煤矿水害隐患探测方面的综述

煤矿水害是安全生产的重大隐患,如何精准探测隐蔽致灾体是解决这些隐患的前提。电磁法对低阻体反映灵敏,方法类型多样,适应性强,是探测富水致灾体的有效方法之一。传统的地面电磁方法包括可控源音频大地电磁法和回线源瞬变电磁法,在煤矿隐蔽致灾体探测方面发挥了重要作用。随着新技术的不断发展,近源电磁勘探方法得到了快速发展,包括广域电磁法和短偏移距瞬变电磁法,提高了勘探效率和信噪比,拓宽了观测区域。地空电磁法是新发展起来一种大功率快速勘探方式,具备航空电磁法快速采集和地面电磁法大功率发射两个优势,特别适合于复杂地形条件的煤矿灾害隐患探测。分析了煤矿典型致灾体的形成机理、时空分布及物性特征,其中,隐蔽型导水构造是造成煤矿安全隐患的重要因素,需要重点关注;回顾了各种电磁方法的主要特征、适用性以及在煤矿水害探测中的应用现状,总结了不同方法的技术参数和观测模式等,为相关技术人员从事煤矿灾害隐患探测提供了参考;最后对煤矿电磁法发展进行了展望：广域电磁法和短偏移距瞬变电磁法等近源电磁勘探方法将会在煤矿勘探中进一步扩大应用;三维反演技术和基于深度学习的神经网络反演算法等将是未来电磁法的主要发展方向;地空电磁勘探会快...     

利用三维地震及瞬变电磁法探查老窑、采空区

煤矿采空区富含水或瓦斯而对煤矿安全生产构成事故隐患，三维地震勘探技术可查明落差5m以上的断层、直径大于20m的陷落柱，控制采空区边界，其平面位置误差不大于20m，是探测煤层采空区边界行之有效的手段。瞬变电磁法可查明含水地质体如岩溶洞穴与通道、煤矿采空区、深部不规则水体等。利用三维地震结合瞬变电磁法探查显德旺矿老窑、采空区破坏范围及积水情况，取得了可喜的成果。     

综合物探技术在山西某整合矿井的应用

山西某整合矿井地表条件复杂,目的层埋深变化大,部分区段煤层埋藏较浅,且有采空区存在,为解决该矿地质构造、采空区范围及其富水性以及影响煤层开采的其它水文地质问题,采用三维地震勘探与瞬变电磁法、直流电测深法相结合的综合物探技术。利用三维地震勘探解决目的层赋存形态及其地质构造问题;再利用瞬变电磁法进行平面控制,以使平面及深度解释误差达到勘探要求;应用直流电测深法及瞬变电磁进行勘探,在正反演解释的基础上对其资料综合分析、对比,并结合三维地震资料,确定地质构造的富水及导水性,取得了较好勘探效果。     

基于瞬变电磁法的陇东煤矿采空区水文地质勘探技术研究

煤矿开采会破坏地层地质结构,造成采空区地表断裂、下沉塌陷等危害。为避免这一问题,需准确探测煤矿采空区水文地质,为此提出基于瞬变电磁法的煤矿采空区水文地质勘探技术。该方法以甘肃省陇东煤矿采空区水文地质为主,分别分析了甘肃省煤矿采空区的地形地貌、地层岩性、水文地质特征,根据分析结果估算瞬变电磁法在水文地质勘探时的最大勘探深度,确定瞬变电磁法的工作参数。依据勘探结果确定煤矿采空区水文地质的异常范围,以此实现煤矿采空区水文地质勘探研究。在实际应用中有效探测出了地层塌陷位置发生高阻半闭合异常现象,且除高压线外煤矿采空区其余位置的干扰电压较小。     

瞬变电磁法在探测宏石煤矿采空区中的应用

山西省灵石县宏石煤矿是由四家独立的小煤矿整合而成的新型股份制煤矿,区内可采煤层为5层。由于前期的开采,遗留下大量的采空区及小窑。为查清采空区范围及其富水状况,采用瞬变电磁法对矿区实施了矿井水文地质补充勘查工作。根据现有物探资料可知,该区的视电阻率曲线类型为HA型,其中第四系底界面为低阻分界面,奥陶系石灰岩的顶界面为高阻界面。通过建立已知充水与未充水采空区的地电模型,总结出该区煤层采空充水区与导水断层裂隙带的电阻率变化规律,并以10、17、25Ω·m作为确定各煤层采空区与断层强、中、弱富水性的阈值,推断出2号、4号、6号、9号、10号各煤层采空区范围及富水性。经验证,解释结果与实际基本相符。     

TEM探测深部煤层上覆多电性层的OCCAM反演

瞬变电磁法（TEM）以其对低阻体反映灵敏而被广泛用于煤矿水文地质勘探中,当煤层埋藏较深,上覆地层纵向上有多种电性层存在时,瞬变电磁法晚期经验公式计算结果已不能反映实际情况。通过深入研究OCCAM反演算法,认为选择使误差目标函数达到最小的正则化参数,在反演迭代步长过大时进行压缩迭代步长的控制方法,以及最光滑的模型约束,可以提高反演分辨率。在瞬变电磁数据处理中使用加入了上述参数、控制和约束的反演技术,经对理论模型数据进行反演,反演结果与模型的电性分布规律吻合,表明算法正确;在华北煤田深部采场的瞬变电磁法探测应用中,OCCAM反演分辨出了煤层上覆多种电性地层,效果较好。      

榆神府区矿井水文地质条件分类研究

煤矿突水灾害是仅次于顶板、瓦斯的第三大灾害,煤矿水文地质条件分类是科学确定矿井水文地质条件、突水危险性的手段,以大量的勘查、矿井开采实际资料为基础,从受采掘影响的含水层水文地质特征、矿井涌水量、矿井突水、老窑积水及其危害性、防治水工作难易程度等5个方面,分析了榆神府矿区矿井水文地质分类的主要指标,提出了新民区主要为简单类型,神木北部矿区以中等类型为主,榆神矿区以复杂类型为主的科学分类,为榆神府矿区煤矿防治水、保水开采提供了基础资料。     

井巷瞬变电磁法在某金矿超前预报中的应用

随着金矿资源逐渐向深部开采,巷道掘进工程面临的水文地质条件越来越复杂,特别是巷道涌水现象频发。井巷瞬变电磁法作为巷道超前探水的主要方法,具有体积效应小、设备轻便、施工简单、对低阻体分辨能力高等优点。在巷道工程勘查中,该方法可有效反映巷道围岩内含水构造的空间分布和特征,为巷道水害防治提供依据。本文介绍了井巷瞬变电磁法的原理与实验过程,并将其应用于胶东地区金矿巷道超前探水工程中,对数据进行了处理与分析,为胶东地区金矿超前探水提供了科学依据。     

晋城矿区王台铺煤矿采空区积水防治探讨

晋城矿区王台铺煤矿经过多年的开采,上煤组（3#煤）资源枯竭,目前开采下组煤（9#煤和15#煤）,面临着上组煤采空区积水的威胁。运用地质资料和瞬变电磁法对该矿九五盘区上部采空区积水进行了预测。井下的泄水孔排水量证实,运用地质分析法预测的水量偏大,瞬变电磁法的水量偏小,但总体误差不大。本次泄水的成功,可解放9＊煤层145万t的可采储量,确保矿井采掘衔接的正常,同时也可从根本上杜绝了矿井突水事故的发生。     

瞬变电磁法在采空塌陷灾害中的应用——以神东煤矿采空区调查为例

由人工采矿及天然作用形成的地下空洞是引起地面塌陷、地裂缝等多种环境地质灾害的根源之一。在煤矿开采区,地下空洞主要是煤矿采空区,采空区受水文地质条件和开采时间的影响,呈现积水和不积水状态。利用瞬变电磁法对神东矿区采空区进行了调查勘探,用最原始的归一化二次电位解释采空不积水区及采空积水区,并根据地下空洞发育的时间长短及积水程度的不同,会呈现高阻异常或低阻异常,在视电阻率断面图上呈现出十分显著的特征。给瞬变电磁法勘探应用于采空区及采空积水区的探测提供了实例,对预测和防治采空区引起的塌陷环境地质灾害具有重要意义。      

Voxler平台在煤矿富水性勘查中的三维可视化应用

煤矿安全是全国安全生产工作的重中之重,特别是近年来煤矿水害时有发生,我国煤矿水文地质条件较为复杂,地表水、老空水、冲积层水和顶板水等各种类型的水害俱全,无论是受水威胁的面积、类型,还是受水害威胁的严重程度,都为世界罕见。瞬变电磁法在煤矿富水性的勘探中已得到广泛应用,但对于结果的解释仍处于二维水平,往往是先在断面图上圈定异常体的范围,再根据相对的位置关系落到平面图上进行解释,因此对于异常体的空间分布描述较差,存在一定的局限性。本文结合山西某煤矿富水性勘查中瞬变电磁法的实测数据,利用Voxler平台从三维数据的整合、三维模型的建立、模型的地形校正及白化等关键点进行了研究,绘制了三维视电阻率模型,展示了异常体的空间分布形态,使成果更为直观、立体,从而更好的指导煤矿的安全生产。