矿井瞬变电磁法探测井下工作面顶、底板的含水构造

将地面瞬变电磁法应用于煤矿井下，探测矿井下采煤工作面顶、底板的含水构造。对矿井瞬变电磁法的基础理论进行了分析，对矿井瞬变电磁法探测工作面顶、底板的含水构造应用技术进行了系统研究。     

工作面富水区探测与矿井电法——音频电透视在工作面富水区探测中的应用效果

在影响我国煤矿安全生产的诸多因素中,矿井水害占有重大比例。本文介绍了我国煤矿综采工作面富水特性,以及探测富水区常用的矿井电法及其特点,着重阐述了音频电透视方法的基本原理、工作方法和资料解释,并附以实例说明音频电透视在工作面富水性探测方面的应用效果。     

矿井工作面底板异常立体电法测试试验研究

为准确预报矿井工作面底板异常体,依据并行电法技术原理,提出了构建三维测试系统,利用立体电法反演成像进行地质异常体及富水性解释的方法。根据两淮地区,矿井主要受奥陶纪灰岩水威胁的情况,建立了模拟工作面内部隐伏低阻异常特征的三维地电模型,探讨其立体电法探测地质异常体的可行性和有效性。仿真计算结果表明该技术对低阻异常具有较高的分辨能力。该方法应用于安徽某矿工作面东二B组采区,成功的探测出采区内1#陷落柱与裂隙发育范围及其含、导水性。     

地震多属性反演预测煤层顶底板富水性

根据地震多属性反演预测煤层顶底板富水性的原理,在重点分析岩石高孔隙度变化特征及分布范围的同时,参考岩石波阻抗、视声波速度及岩石视电阻率的变化特征,在强富水区域遵照三低一高的解释原则(岩石的波阻抗减小、视速度减小、视电阻率减小、视孔隙度增大),以10煤层为例进行煤层顶底板富水性强弱的划分,同j时对陷落柱富水性进行了定性解释:1勘探区南部断层F2发育的边界部位、西部边界至井底车场、北部边界属富水性较强区域;2在陷落柱发育部位、研究区东北部边界属富水性中等区域;3研究区中部属岩石弱富水性区域。     

利用多频点技术探测顶底板含水构造埋深问题的尝试

通过理论分析和部分实际资料的计算发现,多频点电透视技术对判定工作面顶底板含水构造 的深度有较明显的反映,这种结果为利用电透视探查顶底板含水构造埋深问题指明了研究方向。      

钻孔雷达在探测井下煤层顶底板界面中的应用

在煤矿生产中,准确判断煤层顶底板位置、识别对采掘安全存在威胁的地质构造是保障煤矿安全生产的重要举措。为此,提出一种针对煤层顶底板探测的方法技术,包括基于工作面的煤矿井下钻孔雷达探测方法和数据处理流程,并将其应用于实际工作。首先,对采集自新元煤矿某工作面钻孔内的实测钻孔雷达数据进行零时刻校正、直流消除、带通滤波、去直达波、增益等处理,实现了雷达剖面的去噪和增强;然后,通过速度拾取、反射面提取、绕射叠加偏移和时深转换、翻转拼接和钻孔轨迹校正等一系列处理解释,实现了对煤矿井下煤层顶底板位置的拾取和显示。该技术的提出为煤矿安全运营提供了一种有效手段,具有推广价值。     

瞬变电磁法在探测龙固煤矿工作面底板水的应用

结合龙固矿井地质条件,采用瞬变电磁法对其太原组21煤工作面含(导)水构造及进行探测。测线沿材料道、溜子道及切巷布设测线3条,共103个测点,测线总长1 000m,探测方向为各巷道直接底板与斜下方向。通过各巷道不同方向TEM视电阻率拟断面图可以发现,材料道及切眼底板及斜下方的视电阻率较大,无明显异常存在;溜子道底板及斜下方自切眼开始至80m处的区间内视电阻率为条块状高阻区,无水文异常。该结论为工作面底板打钻放水及底板注浆加固工作提供了可靠的地质依据。     

孔中瞬变电磁法在综放工作面底板破坏深度探测中的应用研究

鄂尔多斯盆地准格尔东部煤田石炭?二叠系 6 煤层为巨厚煤层,煤层底板面临奥陶纪灰岩含水层威胁尤为突出,由于采动效应的影响会形成底板采动破坏带,可能会形成新的导水通道引起突水灾害。针对底板采动破坏带测试问题,提出采用动源动接收的孔中瞬变电磁法,在采前和采后工作面底板钻孔中获取岩层电阻率特征数据的方法。首先通过数值模拟对比孔中瞬变电磁法在完整和二层岩层模型中呈现的电阻率差异性,验证该方法对二层岩层模型具有较好分辨率;然后在准格尔煤田酸刺沟煤矿6119巨厚煤层综放工作面进行试验,通过探查底板电性差异层得到底板破坏深度,经过验证结果准确可靠。研究表明:孔中瞬变电磁法探测技术与测试钻孔相结合,通过对比采前与采后结果获取了较为准确底板破坏深度,对类似条件下的工作面破坏深度测试提供了一种新的方法。      

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。     

煤矿采空富水区瞬变电磁法探测及三维可视化应用

随着煤矿采空区探测难度及精度的逐渐增大,基于物性数据体的三维可视化分析已成为煤矿采空区精细化识别的主要发展方向。采空区探测方面,瞬变电磁法是目前采空富水区探测的主要方法,利用瞬变电磁仪能有效采集电磁信号并反演视电阻率数据体;三维可视化分析方面,利用三维可视化软件显示物性数据体能细致反映物性异常,提升采空区解译识别精度。本文以川南某煤矿采空富水区瞬变电磁法探测及三维可视化应用为例,采用瞬变电磁仪采集电磁数据并利用三维可视化软件开展视电阻率数据体三维可视化分析,经钻探验证,最终有效识别了煤矿采空富水区空间分布。     

利用钻孔雷达探测煤矿井下顶底板界面的数值模拟研究

为了更好地在实际生产中识别煤层顶底板位置和对采掘有威胁的地质构造,验证钻孔雷达在煤矿井下探测的有效性,笔者根据时间域有限差分原理,基于gprMax2 D软件对煤矿井下钻孔雷达数据进行了模拟.建立了多频多煤层厚度的水平钻孔模型、多倾角下的倾斜钻孔模型、正断层模型、裂隙带模型、陷落柱模型和夹矸模型并得到相应数值模拟结果.结...     

槽波地震勘探技术在工作面小构造探测中的应用

小构造是导致煤炭资源回采困难及煤矿安全事故的主要原因。利用槽波地震勘探技术,对义安煤矿11061工作面进行了透射法探测。通过CT成像可以分辨工作面内与煤厚相当的小构造,同时还能获得围岩高应力区及瓦斯富集带等地质信息。探测结果可作为煤矿安全回采的依据。     

顺煤层钻进随钻方位电磁波顶底板探测影响因素

针对煤矿井下水平井钻探中顶底板界面探测精度差、效率低等问题,进行煤矿井下防爆型随钻方位电磁波测井仪方案设计。为适合井下煤层工作环境,通过正演模拟获得源距、发射频率、线圈安装角度等仪器参数对信号响应影响的变化规律。研究结果表明：随钻方位电磁波仪器接收信号强度随发射频率、线圈距、地层电阻率对比度的增大而增强;线圈安装倾角约为45°时,既满足接收信号灵敏性,也满足信号的强度;仪器最佳工作频段为100 kHz~1 MHz。通过随钻方位电磁波测井仪响应模拟研究,为适用于煤矿井下仪器的参数优化设计提供选择依据,掌握了煤岩顶底板界面响应变化规律,该仪器的应用将提高顶底板探测精度和探测效率。     

断层富水性的综合探测技术与应用

济宁二号煤矿33下06工作面平行井田边界孙氏店大断层布置，由于奥灰与煤层“对接”，从而对工作面的安全开采构成潜在威胁。利用三极测深法，瞬变电磁法和无线电坑透法等综合物探技术，查明了边界断层的富水性及其对33下06面的影响，为工作面安全生产提供了可靠的地质资料。     

TEM技术在岩层富水性探测中的应用

圈定含水层的富水区范围、推断富水性强弱是煤矿地球物理勘探的研究重点之一。TEM具有对低阻体反映灵敏的优势,是解决矿井水文地质问题较为理想的探测手段。在资料处理过程中尝试利用测井资料标定层位,解释过程中利用岩性分析、砂泥岩比值参数,依据物探低阻异常区综合推断富水区范围及富水性强弱。实例表明,效果良好。     

“双端封堵侧漏技术”在探测大采深工作面煤层底板裂隙中的应用

我国浅部煤层的储量在近几年内大量减少,为满足工业生产,人民生活的需要,开采深部煤层成为势在必行的发展趋势,但是,深部采区条件较为复杂,尤其是在华北石炭-二叠型煤田内,底板奥灰水,溶岩水一直都限制着煤层的开采,底板突水占整个煤矿事故中90%以上的比例。大采深工作面受底板承压水的威胁较大,采动造成的裂隙一旦与导升带相连通,形成一导水通道,则会造成底板突水。双端封堵侧漏技术通过将整个钻孔细分为若干单位段,通过测试每一单位段前后两次漏水的差异,从而确定受回采影响下底板的裂隙发育情况和最大发育深度。     

采煤工作面底板突水的初步研究

本文根据我局现场测试成果和华北8个矿区41个工作面的46次底板突水实例,对采煤活动与底板突水关系,从空间和时间上进行了研究,试图建立一个华北型煤田回采工作面底板突水模型,以便深入研究底板突水的预测与处理方法。由于部分突水的动态资料不够完整,加之水平所限,错误缺点难免,望批评指正。

     

富水采空区瞬变电磁拟地震探测实验研究

为了准确分析煤矿富水采空区的分布与影响范围,在对古书院煤矿富水采空区进行瞬变电磁探测的基础上,设计了基于波场变换的瞬变电磁拟地震数据处理实验方案,并同传统瞬变电磁数据处理方法进行了对比分析。结果表明,在拟地震断面图中,富水采空区边界与所圈定的电性界面存在显著的对应关系,同传统瞬变电磁数据处理方法相比,基于波场变换的拟地震数据处理方法能够更有效地分辨富水采空区的分布及边界范围,克服体积效应带来的不利影响,提高了纵向分辨率,为采空区水害防治提供依据。     

回采工作面地质构造精细化综合探测技术研究与应用

小型地质构造是造成煤与瓦斯突出事故的主要因素,小构造的精准探测是亟需解决的关键问题。煤岩界面高精度探测是查明小构造,实现透明工作面的基础。声波远探测技术具有探测范围大、分辨率高、可成像等优点,能够实现对煤岩界面的精准识别。为此,提出了基于穿层钻孔声波远探测的煤岩界面探测技术,通过在井下穿层钻孔内布置声波远探测仪,采集孔周煤岩分界面产生的阵列波形,并利用反射波信息反演获得煤岩界面成像图,进一步结合钻孔群,实现工作面的整体勘察。首先,利用COMSOL Multiphysics软件构建出煤系单极远探测数值模型;然后通过模型正演分析全波信号与波场快照的全时空变化规律;最后对远探测声波数据进行反演实现煤岩界面的偏移成像。正演结果表明：模型中煤层的纵波波速比顶底板岩层慢1.2 km/s左右,声波在煤层中传播时能量衰减得更快,同时声波穿过煤岩界面时会出现主频的漂移;当测点趋近于仪器从底板岩层向煤层过渡的位置时,直达波的变化特征为幅度的骤降与声时的增大,而界面反射波的特征为时间−深度域中倾斜同相轴的斜率改变。对采集到的波形数据进行滤波、波场分离、反射波增强、偏移成像四个步骤完成模型反演,成像结果与原始模型相似度高,煤岩界面倾角误差0.6°、煤厚误差0.212 m,穿层钻孔远探测声波有限元方法可以有效地反演出煤岩界面的位置和形态特征。该研究可为声波远探测技术应用于穿层钻孔煤岩界面识别提供基础理论支撑。