积水采空区的电性异常特征分析

随着煤矿的大量开采,越来越多的煤田采空区形成,在地下错综复杂。采空区给人类生活带来诸多不便,采空区的垮落、塌陷,造成地面下沉、塌陷,毁坏土地、建筑设施等,同时对生态环境也造成巨大的破坏。因此,一种探测采空区分布的有效方法对人类社会会产生良好的经济效益与社会效益。当采空区的空隙被水充填,其电阻率呈低阻反映,这些特性成为瞬变电磁法探测地下采空区良好的地球物理勘探前提。文章根据煤层采空区的地质情况,建立采空区的地质模型,分析了深度变化对瞬变电磁探测采空区分辨能力的影响,认为瞬变电磁法探测采空区~([4])随着采空区深度的增加异常反映随之减弱。通过正演结果绘制测道视电阻率断面图,可以更加直观地看出深度变化与瞬变电磁法分辨能力的关系~([5])。最后,通过对瞬变电磁探测采空区的应用成果分析,阐述了瞬变电磁法在煤田采空区勘察中的有效性。     

大定源回线装置瞬变电磁法在浅层煤矿采空区勘查中的应用

煤矿采空区土地已成为可持续发展的重要资源,浅层煤矿采空区探测在城市规划中显得日益重要。本文采用大定源回线装置瞬变电磁法对浅层煤矿采空区进行勘查,结合具体工程案例选用合理的施工参数,对野外采集数据进行视电阻率计算并绘制成图,利用视电阻率等值线扰动异常圈定采空区位置,指导钻孔布设,解译成果与地质资料及钻孔揭露地层基本吻合。实践证明,大定源回线装置瞬变电磁法在浅层煤矿采空区探测中具有明显效果,在其他浅层采空区勘查中有着广泛的应用前景。     

瞬变电磁法在石膏矿采空区探查中的应用

近年来,＂人造天坑＂吞噬房屋、阻断道路的新闻时常见诸报端。这些＂天坑＂主要是人类对地下资源无节制的开采,留下的大面积采空区塌陷后所形成的,给人们的生产生活带来了极大的灾难。本文叙述了采用瞬变电磁法对某地石膏矿采空区范围圈定的一次应用实例,通过分析多测道剖面图和视电阻率断面图,准确探测出地下采空区位置,结果表明该方法行之有效。     

浅层地震反射波法在石膏矿采空区调查中的应用

随着人们对地下矿产资源的过度开采,地下空间形成了较大区域的采空区。采空区出现后,其上覆岩层平衡条件被破坏,使得上覆岩层产生移动变形,直到破坏、塌落,导致地表建筑物变形、破坏,地表大面积下沉、凹陷,形成大面积的采空塌陷区。采空区的存在使矿山生产面临很大的安全问题。近年来,矿山采空区的危害越来越受到人们的重视,在采空区调查中,各种地球物理方法起到了重要的作用,国内外以往探测实践表明,较为常用的物探测量方法有:高密度电阻率法、瞬变电磁法、CSAMT法、浅层地震反射波法、放射性土壤氡气测量法等,但每种物探方法的应用均具有一定的条件,需要根据岩石物性特征、场地条件、探测深度、环境影响等因素选择合适的地球物理方法。地震反射波法具有抗干扰能力强、分辨率较高等优势,被较多应用于矿山采空区的调查中。该文以临沂市兰陵县某石膏矿采空区为例,采用浅层地震反射波法对该石膏矿采空区进行调查,通过对获得的地震剖面资料进行处理和解释,取得了较好的探测效果,其技术方法可为同类采空区的探测提供借鉴和指导。     

瞬变电磁法在煤矿含水层探测中的应用

在山西省长治市东掌煤矿应用瞬变电磁法(TEM)探测区内3号煤层采空区的积水情况、富水区情况及寻找煤矿老空(窑)水,取得的成果对省内的类似矿区的勘探有一定的指导意义.     

瞬变电磁法三维模拟计算研究进展

瞬变电磁法应用于矿产资源、环境工程等领域.目前主流的瞬变电磁三维正演模拟方法包括积分方程法、有限差分法、有限体积法和有限元法.随着观测环境的复杂化以及探测精度要求的提高,有必要研究瞬变电磁法高精度三维模拟计算,以便推动数据处理解释方法的进步.本文系统介绍了瞬变电磁三维正演计算研究进展,分析了准静态差分方程的构建和发射源...     

多道瞬变电磁法(MTEM)技术分析

多道瞬变电磁法(MTEM)具有深度大且探测精度高的特点,是目前电磁法领域研究热点之一。为推进多道瞬变电磁法深部探测系统的研发,对多道瞬变电磁法的技术特点及地球物理机制进行了分析。首先,对多道瞬变电磁法的关键技术进行总结,其特点包括:采用大功率接地源形式;编码发射;多道观测;类地震资料处理。然后,指出多道瞬变电磁法的地球物理实质:多道瞬变电磁法属于近源测深,即通过改变偏移距达到测深目的;接收信号包括系统响应和大地脉冲响应(即含有一次场与二次场的混合场)信号,采用反卷积方法获取大地脉冲响应。最后,针对中国复杂环境下的深部探测,对现有的多道瞬变电磁法提出改进思路:1把二维观测系统改进成三维观测系统,即三维数据采集系统,使其应用性更强且更方便,探测深度大,精度高;2把常规一维拟地震资料简单处理改进成三维拟地震成像解释;3从油气勘探领域拓展到复杂的深部矿产资源领域。     

瞬变电磁法探测公路隧道工程中的不良地质构造

为了给公路设计部门提供选线依据,运用瞬变电磁法在山西境内的某两条高速公路隧道工程设计线路段上进行探测,以查明下覆不良地质构造的发育情况.通过对瞬变电磁法的探测能力进行理论上的讨论,对不同地电断面情况下的异常体电磁响应的定性分析,得出用瞬变电磁法探测不良地质体的可行性结论.经过资料处理,查出不良地质构造赋存的位置,解释结果与钻探资料完全吻合.     

综合物探在寿阳煤矿水害探测中的应用

利用瞬变电磁法和环形测深相结合的综合勘探方法,对煤矿富水区域进行探测。瞬变电磁法施工方便,该方法对低阻含水体特别灵敏,受体积效应影响小,分辨率高,从平面上控制富水区域大小。环形测深可以探测不同方向的岩层视电阻率变化情况,对于地下径流方向进行控制。2种方法相结合,即平面控制区域,含水区域延伸变化情况也得到控制。对于富水区域的探测,使用综合勘探,可以减少单一方法多解性问题,使探测结果更符合实际,这2种方法相结合的理论,有助于今后这方面的探测研究。     

瞬变电磁法探测公路隧道工程中的不良地质构造

为了给公路设计部门提供选线依据，运用瞬变电磁法在山西境内的某两条高速公路隧道工程设计线路段上进行探测，以查明下覆不良地质构造的发育情况。通过对瞬变电磁法的探测能力进行理论上的讨论，对不同地电断面情况下的异常体电磁响应的定性分析，得出用瞬变电磁法探测不良地质体的可行性结论。经过资料处理，查出不良地质构造赋存的位置，解释结果与钻探资料完全吻合。     

霄云煤矿1313工作面隐伏陷落柱突水机理分析

水害已成为威胁煤矿安全生产的重要灾害之一,不仅会对井下工作人员的安全造成极大的威胁,还会给煤矿的经济造成重要的损失。煤矿的水文地质条件受地层、构造、岩浆岩等影响因素较大,使得水害的类型繁多,特别是对隐伏型导水构造的精细探查预测能力不足,使其成为了矿井水害的重要导水通道。霄云煤矿1313工作面发生突水灾害,虽然该区域位于三维地震范围内,但受地震技术手段的限制,3煤层之下岩煤层分辨率很低,三维地震精细报告及井下瞬变电磁成果均未解释此区域内有陷落柱发育。通过对矿井内的地质地层、构造、岩浆岩及水文地质概况等资料的研究以及对突水后的水质、邻近奥灰长观孔水文观测、水温的分析,认为突水水源为奥陶纪灰岩含水层,通过后期的注浆钻孔漏失深度及注浆情况,能够确定该处存在一个半径约为9.00m的陷落柱,发育高度约为116m。据此综合判断该次矿井突水的通道为隐伏在3煤层底板之下的陷落柱构造。     

采用综合物探和钻探方法查明章丘矿山采空区

采空区与围岩具有明显的波阻抗界面,为应用地震反射波法、瞬态面波法及电阻率测深法在采空区的勘测,具备了有利的物理前提和应用条件。通过现场钻探验证,揭示采空区的空间位置,对下步设计工作具有指导意义。     

南梁煤矿多煤层开采地下水系统演化规律

煤层开采对所在矿区地下水系统有着重要影响。以往研究单煤层开采对地下水系统的影响较多，而对多煤层的影响研究甚少，特别对于我国西部缺水矿区。以南梁煤矿为例，运用地下水系统演化理论和岩石力学模拟等，对该矿井水文地质结构、矿井涌水变化规律、矿井地下水流场演变、矿井地下水化学成分变化等方面进行了综合分析研究，重构了多煤层开采条件下南梁矿井地下水系统流动模型，初步揭示了矿井水化学成分的演化机理。研究结果表明，2-2煤单煤层开采时，顶板导裂带的最大发育高度为42.1 m，而2-2和3-1煤层重复开采时则增大为83.1 m，相应地应力、位移、塑性区范围后者也比前者增大许多。这揭示出多煤层重复采动明显增大了顶板导裂带的发育高度，加剧了矿井水文地质结构变异，进一步地，导水裂隙带改变了天然地下水渗流路径，沟通了不同含水层之间的水力联系，增强了地下水流动速度和水文地球化学作用，整体扩大了地下水流动系统的规模，从降雨入渗→导裂带渗流→各煤层涌水→井底水仓排水构成了一个自然-人工复合地下水流动模式。研究成果可以为南梁煤矿的矿井水害防治及水资源高效利用提供科学依据，也为类似矿区提供研究参考。      

山东省黄河北煤田煤层分布规律及防治水建议

黄河北煤田是山东省仅存的没有全面开采的煤田。该煤田主要可采煤层位于太原组,主采13煤层位于太原组底部,距离徐灰和奥灰较近,开采时受底鼓水威胁。该文通过收集大量的各勘查区不同勘查阶段的地质资料,并进行了充分的分析、归纳和总结,找出了黄河北煤田具有"东多西少"、"上薄下厚"的赋煤规律和徐灰、奥灰含水层厚度大、富水性强、具有较高的静水压力等特点。通过充水因素分析结合其他煤田的开采经验,对开采11、13煤层,提出了注浆改造奥灰顶部30 m的工作思路和建议。     

菏泽地区含煤地层基准面旋回与成煤作用研究

采用了地层学、沉积学、煤地质学等多学科相结合的方法,对菏泽地区晚古生代石炭—二叠系的高分辨率层序地层进行了基准面旋回划分,通过分析该地区基准面旋回变化特征,探讨了其与成煤作用的耦合机制。研究发现:菏泽地区石炭—二叠系沉积可以划分为2个超长期、5个长期、12个中期和30多个短期基准面旋回。通过对比整个菏泽含煤区高分辨率层序地层,总结出基准面旋回与成煤作用关系,发现LSC1中的17煤层、18煤层主要形成于障壁海岸环境之中,主要发育于基准面由快速上升转变为缓慢下降,为典型的水退成煤。LSC2中的16煤层是形成于潮坪环境之中,发育于基准面快速上升时期,为海侵事件成煤。LSC3旋回中的3煤层形成于陆表海浅水三角洲环境之中,发育于基准面由海平面快速上升到减缓上升然后转为缓慢下降,为典型的三角洲海退成煤。     

利用三维地震资料研究夹河煤矿煤层厚度

夹河煤矿位于徐州市西北部,设计生产能力为140万t/a,新构造活动不强,构造稳定性较好。通过对矿区地震特征、煤储层特征分析,认为区内煤层稳定且储量大,该文以夹河煤矿为例,利用常规解释方法和地震属性参数技术解释了2煤层的煤层厚度,分析了地震属性剖面及煤层厚度图的成图方法,从而找出煤层厚度的变化规律,取得了较好的地质效果,为矿井采掘提供高精度地震勘探资料。     

高密度电法在枣庄某建设场采空区注浆效果检测中的应用

在山东省枣庄市某棚户区改造项目前期的岩土工程勘察和物探勘查中,发现部分建筑物及车库基础下存在采空区及采煤巷道。根据前期工作,对其中一条巷道进行了注浆处理。处理后,利用高密度电阻率法对注浆位置进行了物探勘查,认为该处注浆后视电阻率升高,原低阻异常区明显减小或者消失,注浆采空区与未注浆采空区有明显的电性差异,未注浆区的明显低阻异常为分辨注浆区位置和效果提供了对比参考。但在使用电阻率法对注浆区进行检测时,要保证水泥浆固结,否则无法有效区分原充水采空区及未固结水泥浆引起的视电阻率异常,不利于判断注浆效果。因此,用物探方法检测注浆效果,可为工程顺利施工提供相应的参考依据。     

面向对象的煤矸石堆场SPOT-5影像识别

煤矸石是一种在成煤过程中与煤层伴生的黑灰色固体废弃物,不仅会污染环境,而且会严重损害附近居民的身体健康,目前已经成为矿区生态环境的主要影响源之一。因此,实时、准确、快速地获取煤矸石堆场的位置、形状和面积等信息,对于环境监测与管理具有重要的意义。本文以内蒙古鄂尔多斯市东胜区为试验区,将试验区内的典型地物分为：植被、水体、阴影、裸地、建筑、道路、排土排矸场、露天煤矸石堆场、堆煤场及煤渣、采煤坑和其他共11类。本文采用SPOT-5高分辨率遥感影像,面向对象提取研究区内的煤矸石堆场信息,并进行识别精度评价,精度达到89.47%。将面向对象的分类结果与最大似然分类方法的分类结果进行比较,结果表明,面向对象的提取方法可更好地应用于煤矸石堆场信息的自动提取,大幅度提高精度和效率。     

新疆塔里木盆地北缘铀矿勘查中高分辨率遥感分析应用

 高分辨率遥感技术(包括高空间分辨率和高光谱分辨率)是新世纪以来地质勘查领域的重要新技术、新方法。本文以新疆塔里木盆地北缘巴什布拉克铀矿区和柯坪地区为例,研究了Quickbird高空间分辨率卫星遥感技术和CASI(Compact Airborne Spectrographic Imager)/SASI (Shortwave infrared Airborne Spectrographic Imager)航空高光谱遥感技术在铀矿勘查中的应用。首先,介绍了Quickbird和CASI/SASI高分辨率遥感数据的特点和处理方法;然后,分析了Quickbird高空间分辨率遥感技术在新疆塔里木盆地北缘巴什布拉克铀矿区油气还原褪色蚀变识别与空间分布规律分析中的应用,为铀矿油气还原成因研究和外围找矿方向提供重要依据;并研究了Quickbird与CASI/SASI两种高分辨率遥感技术在新疆塔里木盆地北缘柯坪地区铀矿勘查中的应用,发现了萨拉姆布拉克铀矿化带及其铀矿化蚀变空间分布特征,确定了铀矿化蚀变类型,预测了铀矿找矿靶区,为该地区铀矿勘查的新突破提供了重要依据。上述应用表明,高分辨率遥感技术在铀矿地质勘查领域可以取得很好的应用效果,值得广大遥感地质工作者今后进一步深入挖掘其应用潜力。