巷道直流透视二维反演成像技术及应用

巷道直流透视技术,在煤矿工作面底板或顶板隐伏富水异常体的探查方面已有很多成功的实例,但是针对该方法的成像方法及局限性的研究较少.为了论证该方法的可靠性和局限性,从理论模型异常分析及反演成像,工程实测数据成像解释进行讨论.首先采用直流电三维有限元,模拟了工作面底板赋存单个富水陷落柱和多个富水陷落柱模型的响应.根据典型煤矿...     

直流电透视三维反演技术在探测含水陷落柱中的应用研究

随着煤矿资源开采深度的增大,矿井突水事故时有发生,尤其是陷落柱、断层导含水引发的淹井事件屡见不鲜,查明底板陷落柱的位置和富水性成为矿井防治水工作的重中之重。针对广泛应用于陷落柱导含水性探查的矿井直流电透视解释技术进行研究,以直流三维正反演程序与直流电透视方法相结合,采用共轭梯度算法求取模型修改量,提高反演速度,同时用一次拟正演求取雅克比偏导数矩阵与一个向量的乘积来降低计算机内存的占用,缩短了计算时间。首先利用有限差分数值模拟方法和常规视电阻率计算公式,研究了陷落柱的视电阻率曲线特征。利用物理实验对数值模拟结果进行验证,与模拟结果曲线趋势相吻合,反演结果表明反演程序对目标定位准确。与其他解释手段相比,三维反演技术定位准确、图示简单明了,能有效反应地层相对电阻率值。     

煤层工作面内陷落柱综合物探探查

煤层工作面内陷落柱与煤层之间具有显著的电阻率、波速和密度差异,适宜于采用无线电波透视法和震波透视CT法来探测煤层工作面内陷落柱的边界范围;陷落柱体通常裂隙发育,与围岩相比较,其富水陷落柱为相对低电阻率值范围,而不富水陷落柱则为相对高电阻率值范围,因此,可利用煤层底板三维电法来探查底板陷落柱富水性。谢桥矿13218工作面1^#陷落柱的探测表明,该陷落柱范围具有较高的电磁波吸收系数特征和相对较高的纵波波速特征;工作面底板陷落柱向下范围为相对高电阻率值特征,为不富水陷落柱。该综合物探探测结果与实际验证资料基本吻合,有效地指导了本煤层工作面开采及底板煤层工作面的开采设计与施工。     

无线电波透视法在鹤壁矿区工作面采前探测中的应用

无线电波透视技术是煤矿工作面采前预测的有效物探手段之一。该技术通过在鹤壁矿区的实际应用，在探测工作面内小断层、薄煤带及陷落柱等地质异常方面取得了良好的效果。     

晋城天地王坡煤矿3204工作面透射槽波探测

晋城天地王坡煤矿3204工作面开采之前既进行了坑透探测,发现工作面内含有5个以上陷落柱,直径均较大。为了进一步准确探测3204工作面内陷落柱的位置及大小,对该工作面陷落柱集中区域采用了透射槽波探测。观测系统沿运输巷、回风巷和联络巷展开,共布设激发点26个,接收点153个。槽波振幅衰减系数CT成像直观的显示出4个陷落柱的位置及大小,经开挖探巷验证,除5#陷落柱误差较大外,其它3个误差均较小。晋城天地王坡煤矿探测实例表明,陷落柱对透射槽波的衰减作用明显,槽波振幅衰减系数CT成像结果能够直接反映陷落柱发育情况,且与实际具有较高的吻合度。     

矿井无线电波透视法在唐家会矿井61101工作面隐伏断层探测中的应用

选择310 kHz作为YDT175型无线电波透视仪的工作频率,采取恰当的抗干扰方法,对准格尔煤田唐家会矿井61101首采工作面隐伏断层进行了探测试验,使用无线电波透视CT软件对采集数据进行反演处理与显示。结果在工作面回风巷770~1 370 m段发现3处电磁波衰减带,解释为断层。经已有地质资料以及巷道实际揭露验证,这3处衰减带内的确存在3条正断层,说明选择适当的无线电波透视频率能够较可靠地探测工作面隐蔽地质异常体,无线电波透视法是保障矿井工作面安全高效生产的有效技术。      

综合矿井物探技术在探测陷落柱中的应用

提出了探测煤矿陷落柱位置及其富水性的综合矿井物探技术:采用无线电波透视法可确定煤层内异常构造的相对位置,利用矿井瞬变电磁法可根据电阻率的变化来查明探测范围内异常构造的富水情况.重点介绍了这2种矿井物探技术在探测皖北某矿区煤层内陷落柱构造异常的应用情况,同时从理论上说明无线电波透视方法对含水构造的电性特征有明显的反映,研究了综合曲线分析法和层析成像法在资料解释中的应用,总结了"V"字型及半"V"字型综合曲线所反映的水文地质特征.     

坑道无线电波透视法量板的制作与使用

近几年来,全国许多矿区都在试验通过无线电波透视法探测综采工作面内的地质构造。对于某些构造,如陷落柱的探测,这种方法较之其它方法有着不可比拟的优越性:仪器轻便、资料直观、工作效率高,不但能够定性而且可以作出定量解释。      

矿井电法探测突水陷落柱在任楼煤矿的应用

井下工作面侧帮超前探测技术是矿井直流电阻率探测新技术之一。本文阐述了该技术基本探测原理及其在陷落柱突水前探测采煤工作面内部陷落柱的应用。结果表明,该技术能探测含水导水陷落柱位置及其富水性,从而预防陷落柱突水淹井事故的发生,为煤矿井下防治水起到了重要作用。      

无线电波透视法在矿井地质工作中的应用

由于煤矿综合机械化的迅速发展,要求矿井地质工作及时地确切地查明工作面内影响机械化开采的地质体及地质构造。单纯运用传统的矿井地质工作方法,已不能满足当前的要求。为此,我们于1974年到1975年,在重庆煤炭研究所及石家庄无线电十五厂的帮助下,用无线电波透视仪探测了几个工作面内的岩溶陷落柱及断层,通过试验,初见成效。      

对无线电波坑道透视中产生特殊“阴影区”的探讨

无线电波穿过回采工作面中的陷落柱、断层、火成岩侵入体等地质构造以后,“阴影区”反映明显,这比较好理解。但是,在实际坑道透视中,瓦斯聚集区、小型褶曲以及轻微的煤层冲刷变薄带,同样能产生明显的“阴影区”。      

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。     

煤矿底板孔间电磁波衰减系数层析成像

为解决煤矿工作面底板注浆钻孔间遗留隐伏构造的探查和注浆效果评价两大问题,弄清孔间电磁波透视在数据冗余度不足条件下的成像精度,采用全空间偶极子电磁波传播公式计算电磁响应数值.讨论孔中电磁波透视施工所采取的施工方式,数据整理方法与常规电磁波方式的异同,通过模拟揭示了电磁波孔中透视取得良好效果的可能性.模拟结果表明,在透视数...     

基于地震波形指示反演的陷落柱识别方法及应用

在煤层气勘探开发中，陷落柱是制约煤层气勘探成效的重要因素之一，因此，有效识别陷落柱对提高煤层气勘探成效具有重要意义。以往识别方法都是基于三维地震数据利用陷落柱这一构造引起的地震反射同相轴的非连续性进行识别，本次将陷落柱作为一种地质异常体，利用地震波形指示反演的方法对其进行识别预测。通过测井资料分析和地质建模正演，分析得出煤层中陷落柱发育位置地震波形的3种地球物理响应特征:纵波阻抗值高、地震波形变化和振幅减弱。从地震波形指示反演的基本原理入手，明确该反演方法能够利用陷落柱上述3个响应特征对其进行有效识别。以沁水盆地樊庄区块为例，用该方法对陷落柱识别进行试验，识别结果与钻井含气性及水文地质背景相吻合。结果表明波形指示反演法对陷落柱能够达到有效识别，该方法是识别陷落柱的一种有效手段。      

回采工作面断层构造无线电波反射测量方法研究

矿井无线电波勘探可用于煤层地质构造探查,凭借其轻便和效果好等优势,成为煤层地质构造探查的常规和必备手段。现阶段无线电波信号在煤层中的能量衰减较快,大宽度煤层工作面透射无线电波探测面临制约。基于此,提出煤层工作面无线电波反射勘探方法。首先,数值模拟构建二维含煤地层电性模型,对无线电波H_x分量信号的场强值进行分析。模拟结果显示:无线电波在正常煤层巷道中H_x分量信号的场强值衰减与传播距离呈现近似线性关系,为无线电波反射成像算法奠定理论基础。其次,在模型中距巷道5、10、15、20、25、30 m处设置断层异常区。与正常无断层煤层相比:H_x分量场强值在断层处会发生数值突变,场强值先增大再减小,并且随着断层距巷道距离的增大反射场强值整体减小;当断层距巷道25 m以后,场强值变化不明显。最后,利用某煤矿工作面进行现场试验。试验采用0.965 MHz的频率进行整条巷道的无线电波反射探测,探测结果中地质异常附近无线电波场强值异常升高,显示出明显的直达波和反射波相叠加的现象。通过回采揭露验证,场值异常处与断层位置吻合较好,试验取得良好的效果。综上所述,无线电波在正常煤层巷道中场强值衰减与传播距离呈近似线性关系,当工作面内存在构造异常时会产生直达波和反射波相叠加的现象,其场值会发生跳跃升高。采用反射无线电波法进行煤层工作面地质异常探测具有可行性和有效性,为煤层工作面地质构造探查提供一种新的方法和思路。      

陷落柱地震响应特征分析

通过分析研究陷落柱地震响应特征,提出判别陷落柱的依据,并与实例进行验证比较,对于今后正确分辨和圈定陷落柱具有一定指导意义。      

煤矿陷落柱地震层析成像试验

陷落柱是我国北方煤矿机械化综采的主要障碍之一,在综采前探明采区陷落柱的位置和分布具有重要意义。本文介绍用于探测煤矿陷落柱的地震层析成像方法,并利用物理模拟的资料作成像试验,证实应用地震层析成像方法可以准确地圈定煤矿中的陷落柱。     

全空间定点三维瞬变电磁探测技术研究及应用

为了使掘进巷道前方和回采工作面内部导含水构造准确定位和直观显示在成果图件中。基于原有的瞬变电磁探测技术设计定点三维超前探测技术,采用三维物理模拟技术,对煤矿中不同空间位置和形态的导含水构造进行模拟研究,分析其三维视电阻率空间分布的规律特征,结果表明:多匝小线圈具有一定的方向性,当收发线圈的法线接近模拟体时,才会产生较明显的瞬变电磁响应信号;不同位置和形态的导含水模型,其视电阻率三维空间等势面范围与其实际体积尺寸基本吻合。在平朔井工一矿19108工作面内部隐伏陷落柱的探测应用中,工作面内部的陷落柱能够在三维异常空间中准确地显示出来,为煤矿巷道掘进和工作面回采前的地质预报提供了有效的技术手段。     

综采工作面薄煤区无线电波多频率透视精细探测

对于综采工作面内的大范围薄煤区,采用无线电波单频率透视探测难以准确反映,严重影响工作面高效安全生产。为更加精细探查大范围薄煤区赋存情况,提出了无线电波多频率透视探测方法。以淮河能源集团张集矿1610A综采工作面为研究对象,根据研究区地质条件,选取0.088、0.158、0.365、0.965 MHz 4个频率透视探测,圈定了薄煤区范围,对透视场强值及吸收系数值与工作频率的关系进行了分析。结果表明:随工作频率的升高,无线电波透视场强值总体上表现出下降的趋势,煤岩吸收系数值表现出上升的趋势;同一频率探测,煤层变薄程度越低,透视场强值越高,煤岩吸收系数值越低;不同频率探测,煤层变薄程度越低,不同频率的透视场强及吸收系数值差异越小;煤层变薄程度高的薄煤区在多个频率探测结果上均有反映,而变薄程度低的薄煤区仅在较高频率上有反映。多频率探测圈定的2个薄煤区范围与回采揭露验证相符合,证实多频率探测能够有效识别并圈定不同程度变薄区的影响范围,实现对煤层变薄区的精细探测。大于等于0.965 MHz频率的无线电波菲涅尔带窄,能量近线性传播,能够识别出走向上相距10 m的2个薄煤区。采用无线电波多频率探测可以实现工作面大范围地质异常区的精细探测。      

矿井工作面地质异常综合探测技术应用

矿井工作面内煤层厚度变化、异常体、小构造等地质问题是煤炭回采过程中迫切需要解决的关键问题.以淮南某矿1410(1)工作面探测煤层变薄带为例,介绍了综合利用无线电波透视技术和地震槽波技术圈定煤层厚度异常区域的方法.解释结果与工作面回采揭露的煤层变薄区域进行对比,结果表明综合物探方法探测的异常区域与实际揭露的煤层变薄区域较为吻合,特别是无线电波解释的异常区域1、2、3、5与实际揭露的变薄异常区域1、2、5、6吻合较好,而地震槽波解释的1、2号异常区域与实际揭露的1、2、3号异常在位置上也较吻合,且异常区域的大小差别也较小.在该探测实例中,无线电波透视技术以吸收系数0.04作为异常边界、地震槽波以波速2200m/s作为异常边界进行解释时,其结果较为准确,且地震槽波技术分辨力较无线电波透视技术更为细致.