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。     

内蒙古高家梁煤矿巷道加固及围岩支护结构的数值模拟分析

高家梁煤矿位于内蒙古鄂尔多斯市东胜区东南8km处,矿井设计规模年产600×104吨。建井期间在埋深50～150m的运输大巷中部,遇到一种低强度软岩,巷道掘进与施工过程中冒顶、塌方时有发生,常规锚杆支护失效,对施工安全和进度造成很大影响。基于巷道地质情况与软岩特征,根据巷道围岩松动圈理论及围岩与支护作用关系,重点分析了软岩巷道的变形、顶板失稳机理,确定了运输大巷的工程加固方法。经过ADINA数值模拟验算以及后期的运输大巷变形监测曲线都证明加固方案满足运输大巷对支护刚度和强度的要求,同时还将加固方案进行了经济评价,得出了这种加固方案对于高家梁矿的特殊软岩巷道段加固在技术上可行,经济上可以接受的结论。     

封闭式泵房

湖南省煤炭坝煤矿现有四对矿井,总涌水量曾达8230m3/h,单井涌水量曾达3329m3/h。由于将开拓系统布置在煤层以上长兴组硅质灰岩或煤层以下茅口组灰岩之中,因此有一个坚硬耐压的封闭式泵房。虽然在“文革”前后的十余年中经常因故检修断电,水泵不能运转,水仓小,但由于泵房密封,运输大巷补作水仓,数千米大巷可容纳数万方水,八小时内来电即可排除积水,迅速恢复生产,因而从1963年至今的22年中,煤炭坝矿各生产井再未淹井。      

宋楼煤矿斜井钻孔注浆堵水工艺

由于断裂构造的原因,宁楼煤矿地表水与煤层底板岩溶水导通,导致斜井掘进到324m时淹井.为解决建井施工的涌水问题,在涌水点位置钻穿巷道顶,利用注浆设备往斜井巷道内注入水泥浆,使形成水泥固结体,达到封堵涌水通道的目的.     

采动影响下软岩巷道破坏机理及控制

以淮北某煤矿109轨道大巷为研究对象,构建采动影响下大巷破坏的弹塑性力学模型,从而得出巷道围岩内表面的位移解。对轨道大巷进行“锚杆注浆”,通过现场实测,得出“锚杆注浆”能提高破碎围岩的强度,改善岩体的性质,有效控制围岩的变形。对采动影响下巷道围岩变化机理以及巷道围岩应力变化进行系统分析,为该矿后续巷道支护以及相近条件下巷道的治理提供了借鉴。      

直流电法在探测煤矿井地质因素中的应用

根据水和煤与围岩相比有明显的物性差异的原理,利用直流电法手段探测复杂地质条件下煤矿井的煤层赋存特征及老窑积水区范围,对优化矿区采掘工程布置及确保矿井安全生产有积极的意义。     

矿井瞬变电磁法探测非煤巷道岩层不整合界面

西部某煤矿处于大巷开拓阶段,巷道掘进过程中揭露寒武系地层有多处出水点,造成巷道底板大量积水。为保证巷道掘进施工安全,防止水害事故发生,采用矿井瞬变电磁法扇形探测技术对掘进工作面前方水文地质情况进行探查。对探测数据进行处理分析后,运用标准差标准化方法对深度校正后的视电阻率值进一步分析,处理结果表明巷道掘进前方存在低阻异常。标准化处理以后,岩层界面反映更为明显。根据物探成果,制定钻探方案,并对揭露的裂隙发育、导水区段等进行帷幕注浆堵截。综合钻探成果及掘进通过后现场查勘情况,异常区域存在岩层不整合剥蚀面。     

掘进巷道突水溃砂高压扰动注浆技术与应用

为了对弱胶结地层条件下的掘进巷道突水溃砂进行治理,以宁东煤田麦垛山煤矿2煤大巷掘进期间突水溃砂为研究对象,针对地面治理工程量大、周期长、井下常规治理风险高等问题,采用井下挡水墙建造、高压扰动注浆、钻注一体化和孔口控压保浆技术,完成了突水溃砂点封堵体的构筑。结果表明:通过在巷道内建造挡水墙,可以有效控制注浆期间的水砂淹没范围,经过对挡水墙及其围岩强度的核算,挡水墙能够至少抵抗1.64 MPa的压力,大于顶板含水层1.2 MPa的水压。首先在距离突水溃砂点较远的区域采用高压扰动注浆建造1号封堵体,将水砂淹没范围进一步缩小,然后在距离突水溃砂点较近的区域继续施工2号封堵体,对突水溃砂点周边进行治理;研发钻注一体化技术及钻具,能够避免钻孔在退钻后塌孔,影响后续注浆,实现钻探和注浆一体化作业。发明了孔口控压保浆装置,达到了在20 MPa注浆压力条件下浆液高效利用的目的;对巷道内松散砂体固结形成的封堵体采用取心和压水试验进行质量检验,取心完整,并且封堵体在1.8 MPa水压的作用下不漏水,说明封堵体质量良好。采用高压扰动注浆对掘进巷道内突水溃砂进行治理,具有安全、高效、经济等特点,并且可以有效避免治理期间二次灾害的发生。      

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。      

管棚帷幕注浆法在含高压气体巷道掘进中的应用研究

帷幕注浆在建井时应用于封堵地下水涌入技术已经比较成熟,但用于封堵地层中气体涌入危害仅见个别实例。在总结前人研究成果的基础上,借用水力学安全厚度的计算方法,研究了煤矿巷道开挖碰到含高压瓦斯、H2S气体构造破碎带的情况,首次将管棚支护技术与帷幕注浆法相结合,确保安全掘进的技术措施。并将研究成果应用于四川龙滩煤矿＋450回风石门的掘进,取得了成功。     

充电法探测积水老窑的方法和效果

探测老窑采空区的范围,是煤田地质勘探工作中常遇到的一项任务。我们先后试用了电剖面和电测深法,在条件适宜的情况下,取得一定的效果。近几年来,采用充电法探测积水老窑范围,得到较好的效果,现将其工作情况简述如下: 一、工作原理及应具备的条件充电法一般都是用来探测导电率比围岩大的多的矿体。老窑中积水的导电率,通常比围岩大的多,因此可将充满积水的老窑视为良导体,对老窑水进行充电。在施工时可利用废弃的老窑口或见老窑的钻孔,供入较强的直流电。由于老窑水的导电率高,其电位降相     

朱集矿深井软岩巷道大变形机制及其控制研究

为了研究深井软岩巷道大变形机制及其控制对策,以淮南矿业集团朱集矿 885 m东翼轨道大巷为支护工程实践。该巷道为典型的深井高地应力软岩巷道,开挖后围岩表现出强烈非线性大变形特点,变形速率大。首先进行了围岩大变形等级识别,并基于Hoek-Brown弹塑性模型分析了巷道围岩的应力场、位移场,考虑巷道断面形状、围岩强度特征、巷道群扰动等影响,揭示了该巷道的大变形机制。针对 885 m轨道大巷提出了新支护方案,该方案尤其注重底板支护和底角抗剪支护。数值模拟和现场监测表明,该支护方案取得了良好效果,是一种有效控制深井软岩巷道大变形的支护方法。     

矿井瞬变电磁法在老窑采空区边界探测中的应用

资源整合矿井因开采时间较长,废弃老窑及采空区多,存在老窑采空区资料不祥、采空区边界不清、积水情况不明等问题,严重威胁整合矿井采掘安全。贵州水城某资源整合矿井1202工作面,在其回风巷左侧位置存在采空区。为查明采空区的边界位置及富水性,采用瞬变电磁法在迎头左侧沿上倾30°平面及垂直平面分别设计了7个、9个不同探测角度。对比分析上倾30°平面和垂直方向视电阻率剖面图,两个方向探测的低阻异常位置非常吻合,据此推断拟采掘设计巷道约63m处为老窑采空区边界,且采空区富含水。     

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。     

太平矿暗斜井充水水源分析

在综合分析太平煤矿井水文地质条件、出水点岩性特征的基础上,通过钻孔探放、水样化验资料的对比分析,认为该矿＋700水平胶带暗斜井的间接充水水源可能来自摩梭河;基于涌水点位置与出水量,以及瞬变电磁法确定的巷道前方富水区域情况,确定了采用浅层注浆法封堵的治水方案。     

深部高应力软岩动压巷道加固技术研究

为解决深部软岩高应力动压巷道维护的技术难题,针对孔庄矿-620软岩大巷处高应力区、受上方7335水采工作面、8331综采工作面采动以及断层影响的特征,分析其破坏状况和因素,模拟研究了采动影响前后大巷变形规律,掌握大巷应力状态变化规律及影响区域,提出大巷加固思想,优化加固方案,确定了合理加固参数。研究成果表明,采用锚网索喷+锚注联合支护技术,利用新型专利注浆锚杆,对大巷周围2 m范围注浆,能够有效控制大巷变形。进行井下工业性试验,通过注浆前后围岩力学性质对比、实摄及矿压观测手段检测,结果表明-620大巷变形破坏得到了有效的控制。     

山西王家岭煤矿采空区钻探验证分析

以王家岭煤矿首采区物探解释的CK2、CK6采空区为例,分析了采空区物探特征,根据煤矿区地质、水文地质特征,结合小煤窑的分布及开采特征,利用钻探手段对采空区进行了验证。在验证时,主要考虑了钻探、煤层厚度、简易水文、区域含水层水位、裂隙含水层富水性5个方面的影响因素。结果表明,物探解释的采空区是可靠的,并且查明了采空区的起止深度及其积水情况。对煤矿的巷道布设、井下探放水的实施和安全开采具有一定的指导意义。     

煤矿导水通道综合探查及防治

针对煤矿导水通道探查难度大的问题,提出了野外踏勘、水化学分析、物探以及钻孔相结合的综合探查方法,并采用该方法对乌东煤矿北采区东翼第四系潜水补给老窑采空区的导水通道进行了探查,确定了集中导水通道的位置即位于地表塌陷坑处。为切断潜水和地表水对采空区源源不断的补给,消除老空积水影响,拟采取"封堵注浆+构筑水泥浆帷幕体"的防治方案,实现矿井安全开采。     

民族煤矿水文地质特征的分析与研究

通过对民族煤矿水文地质条件分析,认为煤矿主要的充水水源来自于龙潭组含煤地层基岩裂隙水、长兴组岩溶裂隙水以及小煤矿及老窑积水,同时计算了矿区内的最大涌水量,从而为建立矿区的防治水保障体系提供了有效的依据。     

TEM一维反演技术在老窑水勘查中的应用

近年来,瞬变电磁法已成为煤矿水文地质勘查方面首选的物探手段,但受勘探精度所限,在以巷采方式为主的老窑积水勘查中应用较少。利用瞬变电磁法多年来所取得的探测经验,通过对OCCAM反演技术进行深入研究,应用该反演方法对探测资料进行解释,在宁夏盐池某煤矿成功探测了老窑积水的位置及分布范围,并得到了后期钻探验证,勘查成果为矿井防水系统的设立和综合防治水体系的构建提供有力的依据和基础资料。采用瞬变电磁法探测以巷采方式为主的老窑积水,选取有效的反演方法予以解释,可以在浅、中埋深地区取得较好的勘探效果。