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。     

瞬变电磁技术在巷道超前探测中的应用

瞬变电磁法具有测距大(150～200m)、对水敏感、定向性好等优点,能够有效探测井下掘进巷道前方隐伏含水异常体,为矿井生产提供地质保障。在勘探实例中,根据井下巷道环境条件和技术要求,消除金属体及非测量电源等干扰因素,并采用偶极装置方式,选择2种规格的发射线圈(2m×2m及1m×1m),在探测巷道距离足够大的情况下,较成功地圈定了老窑采空区及陷落柱的位置、范围、富水性等地质信息,为矿井防治水害提供了依据。     

矿井瞬变电磁法超前探测研究

本文通过实例介绍了矿井瞬变电磁法超前探测的基本原理及井下施工技术。实际应用表明,该方法对解决巷道掘进迎头方向的水害隐患及确保巷道安全是一种快捷、有效的勘查手段,可以为煤矿地质保障系统提供重要的技术依据。     

井中瞬变电磁法在煤矿独头巷道超前探测中的应用研究

利用瞬变电磁法在煤矿井下独头巷道开展了超前探测含水构造的试验研究.结果表明,井中瞬变电磁法具有定向性(方位性)好、探测距离大等突出优点,是矿井超前探测含水构造的有效方法.     

矿井瞬变电磁超前探测数据处理与显示技术

矿井瞬变电磁法是有效探查巷道迎头赋水性情况的矿井物探方法之一。快速处理数据和显示成图可以促进矿井瞬变电磁法在井下探查工作中发挥更大的优势。根据井下巷道迎头超前探测的工作装置和探查技术,介绍了超前探测数据处理与显示成图的操作步骤,实现了成果数据的坐标转换,生成了更加直观的与实际探测区域吻合的扇形图。     

瞬变电磁法在羊拉铜矿坑道找矿预测中的应用

随着已知矿产储量的不断减少,在矿山外围及深部采用以矿找矿方法成为延续矿山服务年限的重要手段。在矿山已有坑道内进行相关物探工作具有投入少、见效快等优点。瞬变电磁法(TEM)因其工作装置的灵活性、快速性和有效性逐渐受到重视。文章通过以小线框、大电流的瞬变电磁法在羊拉铜矿已有坑道底板进行勘查工作,结果显示该方法应用于坑道内效果明显,为以矿找矿提供了新的途径。     

矿井瞬变电磁法在峰峰某矿超前探测的实践分析

矿井瞬变电磁法作为煤矿防治水中最常用的物探方法,在实施过程中经常受到探测现场一些环境干扰因素的影响,降低了探测结果的准确度。以峰峰矿区为例,针对井下巷道中常见的干扰因素,通过现场对比分析总结得出以下经验：在井下金属环境设施中,探测地点的掘煤机、液压柱、底板上的钢轨等体积较大的金属良导体对瞬变电磁探测干扰严重,应尽量撤离或采取相应的措施避开,而锚杆、锚网、锚索、锚网带支护、工字钢等体积较小的金属物体对瞬变电磁探测的干扰较小,在实际应用时可以忽略不计。通过排除干扰等措施,利用多种观测系统所探测的成果进行综合分析、相互验证,可以提高物探资料解释的准确度,对煤矿的防治水工作起到有效的指导作用。     

煤矿井下瞬变电磁超前探测数值模拟研究CSCD

从回线源瞬变电磁法三维有限差分正演算法出发,与均匀半空间解析解作比较,验证了数值模拟算法的正确性。利用该正演算法分别研究了巷道、背景地层电阻率、掘进机对矿井瞬变电磁超前探测响应的影响。结果表明,背景地层电阻率越低,响应幅值越强,巷道影响越显著;掘进机距探测线框超过10m时,影响幅度明显变小;矿井瞬变电磁法的方向性具体表现为在不同的探测角度上测量的异常幅度不同。通过研究这些影响因素,对分析矿井瞬变电磁超前探测资料具有重要的借鉴作用。     

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。     

传统瞬变电磁法的改进及其在隧道超前地质预报中的应用

为保证施工人员和设备的安全,在隧道开挖过程中需要掌握掌子面前方含水不良地质体的发育情况。较为常用的探测含水不良地质体的物探方法为传统瞬变电磁法。由于以往没有重视探测装置与地质体间的耦合关系,传统瞬变电磁法沿单一测线进行数据采集的方式只能从单一角度发射磁场从而获得单一角度的探测结果,因此一直存在预报不准、漏报等问题。为了克服上述问题,提高预报的准确性,文章对传统瞬变电磁法进行了改进。基于探测装置与地质体间的良-强耦合关系,提出了一种能从水平和竖直方向进行多角度探测的共轴偶极法,通过转动探测装置从多个角度发射磁场,使单一角度无法探测的地质体也能与磁场达到良-强耦合效果,从而降低预报不准、漏报的可能性。共轴偶极法具有多个角度的探测结果,多个结果相互印证,具有比传统方法更高的准确性。在九绵高速公路天池隧道里程为YK223+135—YK223+035段内进行传统方法和共轴偶极法预报,开挖验证表明共轴偶极法对含水节理裂隙和岩溶裂隙等含水不良地质体的预报准确性比传统方法高,可为类似隧道超前地质预报工作提供一定参考。     

矿井瞬变电磁采煤工作面低阻异常交集法

基于瞬变电磁法探测理论,结合井下瞬变电磁探测试验,研究井下瞬变电磁探测采煤工作面巷道的影响以及探测方法,提出矿井瞬变电磁探测采煤工作面"交集法",即在井下实际探测方面,需要在采煤工作面的两条巷道内做工作。在山西吕梁某矿对该方法进行了试验验证,结果表明,采用"交集法"探测结果比较准确,可提高探测精度,减少钻探工作量,是目前矿井瞬变电磁法探测采煤工作面较为可靠的方法,建议在煤矿中推广使用。     

瞬变电磁法快速探查煤矿突水构造关键技术及应用效果

受地形和地质条件的影响,快速探查积水老窑突水淹井通道、探查淹井突水小构造等是煤矿水文物探研究的难点。通过研究TEM在煤矿水文地质勘探中的关键技术问题,充分利用TEM的对低阻敏感、横向分辨率高、速度快等特点,应用新的反演技术提高TEM的准确度,在多次煤矿突水淹井抢险救援(灾)中,快速准确地完成了煤矿突水构造的定位探测,为煤矿抢险救灾赢得了时间,社会效益和经济效益明显。     

深部高压水害隐患探测的井下电磁法技术

在煤矿深部高压水害隐患探测中,井下电磁法发挥着独到的作用。介绍了井下直流电法、井下高密度电阻率法、电透视法、井下瞬变电磁法的工作原理和施工方法,以及顶底板探测、侧帮水害隐患探测、回采工作面水害隐患探测及独头巷道超前探测的效果。结果表明,矿井电磁法对含水低阻体敏感,与探测目的层或地质体近距离接触,对导含水体具有较高的分辨能力,是探测采煤工作面突水隐患的有效方法。     

半航空瞬变电磁一维聚焦反演研究

半航空瞬变电磁法(SATEM)是一种采用地面发射—空中接收的新兴地球物理勘探方法,具有灵活、高效的特点。目前应用于SATEM的反演方法往往基于最大平滑准则,使反演结果较平滑,无法较好地识别具体的层界面信息。本文将聚焦反演理论引入到半航空瞬变电磁一维反演中,通过选择合适的聚焦因子和正则化因子来确定聚焦反演稳定器,然后对包含聚焦反演稳定器反演目标函数进行求解,使得反演结果更能清晰识别层状地层突变的界面。设置多个层状地电模型验证聚焦反演的可靠性,同时与Occam反演结果进行对比,突出了聚焦反演识别界面的优势。对某地区地下水探测的实际数据进行聚焦反演计算,与水文地质资料、测井信息进行综合分析,查明了该区域地下含水层的位置及其空间展布情况,同时验证了半航空瞬变电磁对地下水探测的可行性。     

钻孔瞬变电磁探测在水力压裂效果检测中的应用

水力压裂技术广泛应用在矿井冲击地压防治、围岩卸压等各方面,但对于压裂效果的评价检测一直缺乏高效、直观的技术手段。为解决这一问题,采用动源动接收的钻孔瞬变电磁三分量探测方法,开发了一套适用于压裂孔内施工的探测装备以及配套施工工艺。在煤矿井下开展了2次工程试验,通过对比压裂前后2次探测数据垂直分量的处理结果,提取出纯异常场,确定主要裂缝分布范围,并根据2组水平分量的计算结果实现了异常体中心方位角定位,完成压裂裂缝的立体空间三维成像展示。研究表明：钻孔瞬变电磁三分量探测技术能够与煤矿井下压裂施工相结合,通过压裂前后探测结果对比获得压裂液的分布位置,进而分析压裂裂缝发育情况,实现压裂效果检测评价的目的。     

瞬变电磁法探水在新裕煤矿中的应用

新裕煤矿为资源整合矿井,其整合的小窑可能含有采空积水,所以采用瞬变电磁法对该地区进行勘测。本次瞬变电磁勘测工作采用的是中心回线装置,工作区域网度40m×20m,共布置了21条测线,测线由南向北编号依次为21—41,并得到21条测线的视电阻率剖面图,同时根据5#层和8#底板等高线分别对两个煤层作了视电阻率顺层切片图,从而查明5#和8#采空积水分布情况,为矿方的安全生产提供保障。     

多辐射场源半航空瞬变电磁法薄层探测能力

多辐射场源半航空瞬变电磁法具有探测深度大、地形适应性强和工作效率高的优点,已逐渐成为当前的研究热点。为了研究其探测能力,本文基于一维正演理论,从多辐射场源布设方式入手,选定典型测点与辐射源组合,通过定义瞬变响应相对异常,分析对比不同模型薄层电阻率、厚度、埋深等参数对薄层探测的影响。结果表明：根据测点位置合理设置发射电流方向可以有针对性地增大采集信号强度,获得形态相对简单的B和dB场响应曲线;与单辐射源相比,多辐射源激励时瞬变响应不仅幅值更大,衰减速度也更快,对大地电阻率的变化更灵敏;B场更适合用于相对异常计算,探讨多辐射场源半航空瞬变电磁法的薄层探测能力,其中x分量的薄层探测能力最强;薄层电阻率与围岩差异越大、厚度越大、埋深越浅,相对异常曲线的幅值越大,薄层越易于分辨;薄层分辨能力与测点位置有关,当测点位于多辐射源内侧时B场各分量相对异常曲线幅值更大,对薄层分辨能力更强。     

大定源瞬变电磁法在含水断层构造探测中的应用

针对黄土层及松散砂层覆盖厚度较大地区的三维地震探测断层构造效果欠佳问题,在山西大同煤田右玉矿区进行了瞬变电磁法探测含水断层构造的工程尝试。已知区域的前期试验结果表明:上下两盘存在电性差异或充水断层构造在视电阻率断面图上表现为等值线向下弯曲,电性层错动;不同落差的断层等值线弯曲程度不同,落差越大,等值线弯曲程度越大。基于此,勘探区内推断解释断层49条,目前5条断层在井巷掘进过程中得到验证,揭露结果与推断解释基本一致,方法有效性得到验证。