矿井瞬变电磁法在上覆采空区水害防治中的应用

在多煤层开采矿区,上部煤层开采后形成采空区积水。在近距离煤层开采时,上部采空积水区易对下部煤层开采形成威胁。某资源整合矿井3号煤层已开采,而9号煤层存在小煤窑,开采范围不清。为保证9号与15号煤安全掘进,结合某矿的水文地质概况和开采条件,在15号煤运输巷向9号煤暗斜井方向布置15°、45°和60°三个探测角度对揭煤区域采用矿井瞬变电磁法进行探测。勘探发现,三个探测方向上均出现较大范围低阻异常区,尤其在45°和60°探测方向上异常较为突出,且在60°探测方向上9号煤暗斜井穿过异常区,由此推断9号煤暗斜井见煤点附近存在大范围采空区且富水性较强。根据探测确定的积水异常区域,布置了探放水钻孔进行提前疏放水,累计放水13.2万m3。     

瞬变电磁技术在煤层底板含水层注浆改造中的应用

煤层底板含水层注浆改造技术可以彻底根治底板水害。利用瞬变电磁技术探测煤层底板含水层的赋水性特征,确定工作面内注浆改造重点区域,指导钻孔布置,并在底板改造后检验注浆改造效果。其在焦作矿区的应用效果明显。      

水平钻孔中电阻率法测煤厚的原理及正演模拟

论述了顺煤层水平钻孔中电阻率法探测煤层厚度的方法原理，使用线性数字滤波法对不同地电类型做了正演模拟。结果表明，电阻率曲线对煤厚变化反映明显，能探测厚度大于０．８ｍ的煤层。     

钻孔物探測斜資料的分析及应用

细致分析钻孔测斜资料,並充分加以利用,对研究煤田地质构造形态、提高煤层真厚度的计算精度,有较大作用。本文根据物探测斜资料,对钻孔的偏斜方向、偏角和岩芯倾角、地层倾角和倾向之间的关系进行了分析,並举实例来说明钻孔偏斜的一些规律及其应用。      

煤矿隐伏小断层的瓦斯抽采钻孔探测方法

断层对煤与瓦斯突出危险性影响较大,准确探测断层位置对预防灾害具有重要作用。目前,煤矿进行采掘作业之前,施工大量瓦斯抽采钻孔,但是这些钻孔包含的地质信息未被充分重视,为此,提出了利用穿层、顺层瓦斯抽采钻孔群探测隐伏断层的技术方法。通过建立瓦斯抽采钻孔探测断层的数学模型,计算断层面、煤层底板的三维坐标,通过绘制煤层底板等高线图及其三维图,确定断层位置、落差、产状和断层性质等基础参数。基于Matlab软件的图形用户界面（GUI）工具,编写了瓦斯抽采钻孔探测断层的软件,实现了断层信息的可视化,为准确判识断层提供了技术平台。通过钻孔定位、模型计算、图像处理、断层识别等综合技术方法,成功实现了利用瓦斯抽采钻孔进行隐伏小断层探测。      

封闭不良钻孔矿井瞬变电磁法超前精细探测研究

封闭不良钻孔不同程度地连通含水层,形成隐蔽性较强的导水通道,对巷道掘进和工作面回采构成水害威胁。基于全空间瞬变电磁理论,构建掘进工作面前方封闭不良钻孔三维地质?地球物理模型,模拟研究封闭不良钻孔影响区模型的全空间瞬变电磁场响应特征,进而探讨矿井瞬变电磁法用于封闭不良钻孔超前探测的有效性。数值模拟结果表明,封闭不良钻孔附近含水体在感应电动势多测道图上表现为幅值增强,异常特征明显。结合宁夏双马煤矿I0104₁08工作面运输巷掘进工作面前方封闭不良钻孔超前探测工程开展应用研究,探测结果显示,在钻孔位置的煤层顶板出现局部低阻,表明该钻孔具有一定的导水性,引起顶板局部相对富水性增强。研究结果表明,封闭不良钻孔导致的局部富水性增强可以引起典型且易于识别的瞬变电磁场响应。采用矿井瞬变电磁法进行超前探测,并结合精细化处理解释可以有效查明钻孔附近岩层的相对富水特征,进而对封闭不良钻孔的导水性进行评价,为封闭不良钻孔的治理提供依据,保障矿井安全生产。      

煤矿井下定向钻孔中电阻率探测技术与应用

受高瓦斯/承压奥灰水威胁的工作面开采前,一般采取定向钻进技术在工作面底板开展压裂或注浆工程保障开采安全。利用底板定向钻孔开展孔中探测工作,可更加精细揭露工作面内隐伏构造,还可实现“一孔多用”。为解决定向钻孔内的探测问题,提出一种在水平定向钻孔中进行直流电阻率法探查的方法。定向钻孔施工完毕后,退出定向钻孔施工的通缆钻杆,送入内平钻杆,将孔中高密度电缆通过钻杆尾端特制水便送入钻孔,使孔中电缆平铺于钻孔中,在定向钻孔水平段,进行孔内直流电阻率法径向探测。在理论上通过数值模拟研究层状介质下单孔测量工作模式的接收信号衰减规律、视电阻率曲线变化特征、顶底板岩性对测量结果的影响等,并采用单孔测量数据对孔旁异常范围进行反演定位。数值模拟研究表明,孔中电阻率探测方法对隐伏的异常体有良好的探测效果。通过在陕西韩城某矿井下实际煤层底板探测试验,对研究区2个定向抽采钻孔孔中探测数据进行处理,反演结果异常区与工作面内隐伏小断层位置吻合,验证了定向钻孔中电缆布置的可行性和定向钻孔内通过孔内径向和孔间透视探测隐伏构造的可靠性。      

矿井孔中瞬变电磁探测异常响应特征模拟

为了解决常规矿井瞬变电磁超前探测方法受矿井外界干扰影响较大,异常体探测定位不精确的问题,提出一种在井下钻孔中测量瞬变电磁场三分量信号的超前探测方法,对接收线圈所处水平面不同位置、异常体不同方位的异常响应特征进行数值模拟。分析钻孔瞬变电磁探测原理,进行钻孔发射线圈与接收线圈的试验设计以及施工设计,对均匀全空间模型、均匀全空间异常体模型、异常体位于钻孔不同方位的三分量异常场响应特征进行系统分析。在低阻异常体与线圈垂直时,X分量、Y分量、Z分量异常响应最大,随着低阻异常体逐渐平行于接收线圈法向,异常响应逐渐减小,当低阻异常体完全平行于接收线圈法向时,X分量、Y分量、Z分量异常响应最小。通过以上认识,可以根据钻孔径向不同象限位置的异常场三分量组合形态不同,判断异常体所在钻孔的方位。在以钻孔钻进方向为Z轴正方向,以孔口所在平面右向为X轴正方向,下向为Y轴正方向的坐标系下,钻孔瞬变电磁水平分量异常响应形态均为“近似正弦曲线”或“近似反向正弦曲线”形态,通过形态组合判定出孔旁异常体所在象限。通过这样的规律,可分析三维空间条件下异常体的空间位置及赋存状态。通过钻孔瞬变电磁超前探测异常响应特征的分析,可为钻孔瞬变电磁超前探测提供理论数据支持。      

隧道煤层采空区的探测技术

阐述了隧道隐伏煤层采空区对隧道施工及运营安全的影响及危害,并针对隧道内特有的工作空间,对比各种物探技术的应用情况,最终选择了抗干扰强、效率高的探地雷达技术对煤层采空区进行探测。结合几个工程实例,分析了探地雷达在高风险隧道隐伏煤层采空区探测中的具体应用情况,通过钻孔验证了方法的有效性和精确性。     

贵州大湾煤矿复杂地层井下定向钻进施工技术

针对大湾煤矿地区复杂煤层地质构造,采用前进式开分支孔布孔方法,用于探测煤层顶底板位置,精确探明煤层走向,为抽掘采提供依据,为后续工作做好前期准备。贵州大湾煤矿在历年瓦斯鉴定中均被定为瓦斯矿井,瓦斯孔施工采取普通钻进工艺时,会遇到钻进工作量大、孔深达不到要求、施钻轨迹无法精准控制、钻孔瓦斯浓度抽采率低等问题。采取顺层定向孔方法在已探明的煤层中施工长距离钻孔,可实现对复杂煤层远距离瓦斯抽采。现场试验表明：采用前进式开分支孔工艺,能够实现复杂煤层地质构造精确探顶,探明钻孔见煤段高达75%;通过优化钻孔设计与高精度控制钻孔轨迹大大增加了顺层定向孔在复杂煤层中的覆盖率,钻孔见煤段达63.7%,提高了瓦斯抽采效率,为巷道的抽掘采工作打好了基础。     

利用钻孔超声成像的图像特征进行岩石风化程度分类

钻孔超声成像方法能精确地反映井壁的光滑情况, 进而判断岩石的风化发育程度, 确定风化层的厚度。阐述了钻孔超声成像的走时和振幅图像特征, 给出了1个在香港地区的应用实例。     

煤矿水平钻孔测井数值模拟

针对煤矿井下水平钻孔测井解释沿用地面垂直钻孔测井解释方法的问题,应用数值方法,对煤矿水平钻孔自然伽玛测井、视电阻率测井进行理论分析和数值模拟,通过实例计算,与实际情况相符。      

电成像测井资料在裂缝成因分析中的应用

以塔里木盆地为例,探讨高分辨率电成像测井资料在裂缝成因分析中的应用。根据电成像测井图像解释,利用裂缝图像的颜色(或灰度)和产状特征,结合岩芯标定和常规测井资料,可以有效地区分构造裂缝与非构造裂缝、张裂缝与剪裂缝,确定裂缝充填与否和充填物的成分,以及裂缝的溶蚀改造程度。利用从电成像测井图像上提取的共轭裂缝的产状信息,还可以恢复裂缝形成时古构造应力场的方向。     

基于模型驱动的煤层强反射能量衰减方法

地震数据中煤层反射波具有能量强的特征，使邻近地层的反射被煤层反射所掩盖，导致邻近层难以成像，岩性解释工作存在困难。针对此问题，提出基于模型驱动的煤层强反射能量衰减方法。利用测井数据和煤矿井下钻孔实测的煤厚数据与煤层反射振幅绘制交会图，拟合振幅与厚度的关系式，构建数字模型并模拟煤层反射，在振幅残差阈值的控制下迭代求取全区煤层厚度，使用求取的模型煤层反射数据对实际数据中的煤层振幅进行衰减。通过模型试算表明，该方法在理论上具有可行性；通过对鄂尔多斯市某煤矿地震数据中3-1号煤层反射压制的应用表明，该方法对实际数据中的煤层反射压制效果良好，煤层附近的弱反射层成像质量得到提升，为岩性解释提供基础数据。      

陕北石炭二叠纪煤田吴堡矿区横沟井田勘查深孔施工技术

本文阐述了通过采用合理的钻孔结构、钻具级配、钻进参数、泥浆配方，特别是采用不同的堵漏工艺，解决了吴堡矿区横沟井田勘查复杂地层深孔钻探施工的技术难题。     

靖边气田煤层地应力及井壁稳定研究

煤层地应力测量难度很大,煤层垮塌失稳力学机理的研究还无法深入。针对这一现状,利用含煤层系中硬岩层的地应力实测结果,以组合弹簧模型为基础,反求出构造作用引起岩层水平方向的应变量,以此来确定后续地应力有限元模拟的边界条件,将硬岩层的地应力实测、理论模型计算以及有限元数值模拟三者有机结合起来,反演得到煤层地应力状态,从而建立起一套含煤岩系等软岩层地应力研究新方法。利用该方法对靖边气田某区块LP-1井煤层井壁稳定进行了研究,结果表明：沿最小水平地应力方向钻井井壁稳定性最好,沿最大水平地应力方向钻井井壁稳定性最差,而沿最大和最小水平地应力角角平分线方向钻井井壁稳定性介于前两者之间。     

老厂矿区煤层气勘探煤层综合对比

煤层气的勘探开发中，煤层的对比并在钻井过程中的预告是一项重要的基础工作。而只有在对勘区煤层精细对比，掌握各主要煤层、标志层的基础上，才能准确地预告主要的煤层气储集煤层。本文总结老厂煤矿区的煤层综合对比方法，并对中外合作煤层气探井FCY-LC01各主要目的煤层进行了准确预告。     

层析成像技术在核反应堆地基勘察中的应用

利用电磁波井间层析成像(CT)技术,查明核反应堆基岩裂隙、裂隙密集带和强-中等风化带的分布。研究同一钻孔不同特定方向剖面某些裂隙或裂隙密集带对电磁波吸收系数的变化特征,可以推测基岩裂隙带分布的优势方向。     

新疆吉木萨尔县水溪沟地区煤田矿坑涌水量预算与检验

对新疆吉木萨尔县西南水溪沟地区煤矿区按不同地质构造单元选取不同水文地质参数,采用＂大井法＂对煤矿床未来各开采中段进行矿坑涌水量预算。其中,用＂大井法＂预算的顺通煤矿现已开采矿井907 m中段的矿坑涌水量与该段实际矿坑涌水量基本一致。