应用瑞利波勘探技术查明煤矿地质因素

瑞利波深测技术是由瑞利波探测仪采集瑞利波信息,经计算机处理实现井下地质预测预报的。六枝矿务局应用ＭＲＤ－Ⅱ型瑞利波探测仪进行了各种地质情况实验和研究,证实该仪器在探测地质体（煤层）分层、断裂带、陷落柱、地质异常体等均有实用价值。     

瑞利波探测公路施工隧道含水断层破碎带

断层破碎带的出现必然使岩体的硬度发生明显改善,而瑞利波的传播速度恰与介质的物理力学特性有关。利用瑞利波探测技术,对泉三高速公路某施工隧道含水大断层进行超前探测,并与地质雷达和钻探探测结果比较,结果显示,锐利波探测的断层破碎带宽度与隧道施工揭露的极其吻合,瑞利波是超前预报含水断层破碎带的一种简便、高效的技术。      

煤矿地质灾害的弹性波探测技术

断层、老窑、陷落柱和煤层缺失等地质异常是煤矿潜在的地质灾害,因地质异常不清造成事故和生产停顿的事,在煤矿时有发生。我们根据弹性波对不同地质体之间密度和波传播速度等物性差异的敏感性,分析了纵波、横波、瑞利波和槽波在地层中的传播特性,研究了弹性波地震探测技术。包括探测仪器研制、资料采集和数据处理技术研究。并应用该技术从地面、井下巷道和工作面侧壁,在许多煤矿进行地质异常探测试验,取得明显效果,为煤矿建井、掘进和开采提供了可靠的地质保障,并为煤矿装备了有力的探测手段。      

瑞利波探测在石炭井三矿的应用

针对石炭井三矿的具体地质、地球物理条件介绍了矿井瑞利波系统在井下的施工、数据采集、资料处理、解释推断等诸方面的方法技术。举例指出该探测系统在剩余煤层厚度探测、掘进巷道超前探测地质构造、石门揭煤判断煤层位置几个方面的地质效果。      

瑞利波超前探技术在跟踪长距离掘进巷道中的应用研究

为了解决煤矿井下独头巷道掘进过程中突发事故的预测和预防问题,笔者提出了一种在井下应用的超前探测的方法——瑞利波勘探法,并简要介绍了瑞利波勘探的基本原理。利用瑞利波对分层介质具有频散的这种特性,对巷道掘进前方的断层、破碎带、岩灌、陷落柱等复杂地质构造进行了超前探测。根据对现场采集的数据进行处理和分析,得出的结论与实际打钻结果相近,证明了利用瑞利波探测技术能进行有效的超前探测,解决了一些掘进前方的地质问题。它与打钻配合使用,进一步加强了对巷道前方的地质预报,是一种有效的辅助手段。     

瑞利汉勘探技术在开滦荆各庄矿的应用

瑞利波勘探技术于煤矿地质在生产中起到了重要作用。开滦荆各庄矿应用瑞利波探测煤厚、构造、薄煤带等取得了较好的效果，使地质预测、预报由定性预测上升煊量预测，资料更加准确及时，能更好地为生产服务。     

瑞利波勘探技术在开滦荆各庄矿的应用

瑞利波勘探技术应用于煤矿地质,在生产中起到了重要的作用。开滦荆各庄矿应用瑞利波探测煤厚、构造、薄煤带等取得了较好的效果,使地质预测、预报由定性预测上升为定量预测,资料更加准确及时,能更好地为生产服务。      

用于探测孔旁溶洞的管波探测法

文章介绍了一种全新的孔中物探方法--管波探测法,管波探测法利用"管波"这种弹性波作为工作媒介,探测钻孔孔旁一定范围内的洞穴(土洞、溶洞)、软弱夹层等不良地质体的存在及分布情况,可为建筑物的桩基础设计和施工提供准确的地质资料.     

瑞利波探测新技术在矿井巷道掘进超前探测中的应用

ＭＲＤ－Ⅱ型瑞利波探测新技术，对煤层特别是断层破碎带、岩溶裂隙等反映较敏感，在巷道掘进超前探测中，能代替部分地质探钻，北矿于１９９４年正式推广应用，到１９９６年末，探测巷道总长达７６６ｍ，减少了地质探钻进尺３２１５ｍ，节省探钻费用约６４．３万元，并缩短了工期约２００天。     

大安山煤矿井下瑞利波超前探测技术

煤层开采过程中的未知地质变化易造成安全生产事故。利用YTR(D)型瑞利波探测仪,对大安山煤矿开采煤层进行了超前探测。探测数据显示的12个异常区域经矿方揭露,有5处与地质变化异常相符,其他为岩性界面差异或层理面。探测结果可作为煤矿安全生产的依据。      

煤矿井下综合物探超前探测技术与应用

对我国煤矿井下推广使用的地球物理探测技术进行了回顾,着重介绍了瑞利波和直流电法两种超前探测技术的新进展;结合七台河、平顶山等煤矿的应用实例,分析了煤矿井下超前地质预测的潜力,提出了煤矿井下超前探测技术的发展方向。      

基于F-K变换的井下多道瑞利波频散曲线提取

井下瑞利波勘探中频散曲线的提取多采用基于两道之间互相关的表面波谱分析法,此方法仅能提取基阶模式的瑞利波频散曲线.为了能够获得多阶模式频散曲线,提高煤矿井下瑞利波勘探的探测距离和精度,运用基于F-K变换的多道瑞利波频散曲线提取方法处理井下地震数据.针对井下地震数据的特点对方法进行了改进,在利用合成数据验证方法的有效性后,将其应用于工作面内部构造探测中,并从中获取了具有多阶模式的瑞利波频散曲线,从而证实了当煤层中存在断层时多阶模式瑞利波的存在.     

槽波技术在阳泉矿区地质异常体探测中的应用研究

通过回顾近几年槽波地震探测技术在阳泉矿区的发展历程及应用情况,总结阳泉矿区槽波发育特征,详细分析阳泉矿区发育的断层、陷落柱等地质异常体的槽波探测效果,并对各区域矿井槽波特征进行总结,针对发育不同构造的矿井,分析总结相应的槽波传播规律和解释方法。结果表明:槽波探测工作面在阳泉矿区达到200多个,在15号煤层探测应用最多,达到58个工作面,主要解决断层、陷落柱、挠曲、顶底板破碎带等地质异常体的探测问题,探测结果总体准确率在82.2 %以上;阳泉矿区槽波发育特征:3~6 m煤厚槽波发育中等至良好,煤厚小于2 m的晋南地区,槽波发育一般;槽波Airy相速度960~1 000 m/s,不同地区速度相差不大;Airy相频率与煤厚相关,煤层越厚,Airy相频率越低;相同煤层中,槽波Airy相速度与频率相差不大;根据回采验证情况,不同煤层及地区,探测效果差别较大;对槽波探测不同地质异常体的问题,从数据采集、处理与综合解释上给出了建议;今后需进一步加强槽波对构造煤、瓦斯富集区、应力异常等地质灾害的探测研究,深化槽波在地质保障领域的应用范围,为矿井安全生产及工作面透明化提供可靠的地质保障。      

独头巷道超前勘探的有效手段——瑞雷波勘探技术井下超前勘探试验结果述评

迄今,用于煤矿井下独头巷道超前勘探的有效手段寥寥无几。常规的钻探方法费工、费时、效率很低,而且有引起突水的危险。瑞雷波勘探方法是一种使用瑞雷面波作为有效波进行零到几十米范围内地震勘探的新型物探方法。它的测线基距与勘探深度的比值可以达到1∶20以上,即1～2m的测线布置,勘探深度可达30～40m以上。完全适用于独头巷道超前勘探的需要。把这样一种地面地质勘探的方法技术移植到井下,在煤巷、岩巷中进行超前探测断层、空巷、冲刷带的试验并获得成功,无疑为煤矿井下独头巷道的超前探测开创了一种全新的物探手段,必将在煤矿的安全掘进和生产方面发挥重要作用。      

基于探地雷达的工作面异常体精准探测技术

在井下采煤工作面回采进程中,及时掌握工作面煤层前方的异常情况,是煤矿安全、高效生产的保障。探地雷达是一种高效、无损伤探测方法,被广泛应用在矿井。针对探地雷达探测异常体响应的图像解译精度与成像精度取得了显著的成果,而如何用探地雷达去圈定地质异常体位置与空间分布范围是研究的热点问题。提出一种多剖面与线性插值融合的采煤工作面内部异常体精准探测新方法。主要研究思路：首先,通过时域有限差分算法（finite-difference time-domain, 简称 FDTD）对构建煤层空洞、断层的三维模型进行正演模拟,通过克希霍夫偏移处理大致圈定异常体的响应范围;其次,获取存在异常体响应的单道波数据的多剖面图,通过线性插值确定异常体的精确位置坐标与具体尺寸,引入面积评价标准来验证探测结果的相似度;最后使用 LTD-2600 型的探地雷达与 900 MHz的屏蔽天线对构建的空洞物理模型进行现场试验,将获得空洞计算剖面与实际空洞尺寸进行对比验证;并在斜沟煤矿 18201工作面开展应用,验证方法的有效性。实践证明,应用此方法对雷达剖面图进行分析,分析结果表明实测空间位置与实际空间位置的误差均在10%以下,可相对准确圈定工作面异常体的具体尺寸与空间分布范围。     

瑞利波技术超前探测掘进工作面构造异常

掘进工作面前方存在断层、溶洞、陷落柱、含水层等地质构造,常常导致透水、冒顶等灾害性事故。采用YTR (D)瑞利波探测仪对山西潞安集团五阳煤矿7603掘进工作面进行超前探测,并对现场采集的数据进行处理和分析。结果显示,2个测点共发现9处异常区,通过后期工程验证,有7处探测异常区与实际揭露的结果基本一致,探测与实际揭露异常区域位置误差均在4 m以内。      

煤矿反射槽波探测技术研究评述

反射槽波可用于单条巷道内探测巷道两侧和掘进前方一定区域内的断层等异常地质构造。目前该项技术已在我国多数矿井开展过探测试验和工程应用,对采掘危险区治理、工作面布置和采掘方案设计等生产环节起到了重要的指导作用。阐述了反射槽波的处理方法和原理,比较了面对巷道的侧帮和掘进前方2种不同探测区域时,反射槽波数据和处理方法的异同之处,着重对反射槽波的叠加成像、偏移成像以及掘进工作面超前成像3类成像方法的技术原理、适用条件和研究进展进行了梳理和分析,总结了反射槽波在巷道侧帮与掘进前方断层、采空区以及陷落柱探测方面的典型案例。在此基础上提出进一步提高探测能力的改进方向：研究适用于槽波频散性的反褶积方法,有效压缩反射槽波并依据频散速度准确偏移归位,提高成像分辨率;通过极化处理求出槽波的偏振方向,从而减少“画弧”现象;借鉴束偏移技术,选取特定方向的槽波参与成像,提高成像信噪比;研究影响反射槽波信号强弱的地质条件和采集条件,在不增加震源能量的条件下有效增强反射槽波;研制新型震源,提高反射槽波探测应用的安全性和适用性。对反射槽波未来的应用方向进行展望,以期促进反射槽波探测技术发展,为煤矿安全高效开采提供保障。     

TRES-Ⅰ型多分量瑞利波勘探仪的研究及应用

提出多分量瑞利波勘探的技术思想和方法,研制成功专用的防爆型多分量瑞利波勘探仪器,建立了在用极化分析对瑞利波勘探记录的多分量信号分析的基础上,用极化滤波提取有效瑞利波信号的方法。在煤矿井下及地面实际应用表明,多分量瑞利波勘探与单分量法比较,信号的信噪比、勘探深度和可靠性均有一定的提高。