煤矿采空区地球物理探测方法综述

为准确探明新疆哈密某历史小煤窑采空区分布,采用微动和瞬变电磁组合的勘探方法开展采空区探测研究,应用综合物性资料划分地层,利用微动勘探确定采空区位置,瞬变电磁勘探判别采空区赋水性,两种方法相互补充、相互印证,有效减少单一物探方法成果的多解性,为小煤窑采空区探测中物探手段的选取和应用提供参考。

     

人工地震影像法在煤矿采空区的应用

介绍了应用人工地震影像法对义县孟家屯煤矿采空区范围、厚度等进行探测的情况及结果。     

双频激电法在探测煤矿采空区的尝试

利用双频激电法在山西沁源嘉元煤业有限公司已知采空区进行实地探测试验,通过对探测数据的整理与分析得知:在未充水的采空区探测得到较高的视电阻率和较低的视幅频率,能够精确的反映地下采空区的位置.结果证明了利用双频激电法探测煤矿地下采空区是可行的.     

瞬变电磁法在煤矿采空区及富水性探测中的应用

瞬变电磁法作为地球物理勘查的重要手段之一,利用对电阻的异常灵敏反应,将采集到的数据分析处理、绘制出视电阻率测深剖面、视电阻率解释顺层切片,可直观地对煤系地层的采空区展布、含水层及其富水性、断层的富、导水性进行评价,可有效避免矿井开采过程中带来的地质危害及资源浪费.     

小煤窑采空区的地面磁场观测结果及其初步推断

在神朔铁道神木至大柳塔段,为了了解地下煤窑空洞与隧道情况,布设了６条测线,共计３８８个测点,进行了地磁总强度观测工作。根据观测数据,分析了测区的磁场分布特征。由此初步推断,测区东南部的Ｅ区负异常是由地下矿道引起的;测区中部的Ｄ区负异常也是有地下矿道的部分贡献,测区其他部分,由于存在地下浅层铁磁性物质与铁轨的严重影响,地下矿道的位置与走向需要进一步讨论。     

煤矿采空区的地震动力响应及其对地表的影响

为了研究煤矿采空区的地震动力响应及其对地表的影响规律,基于工程结构波动理论,从地震的加速度和位移变化角度,对煤矿采空区的地震动力响应及其对地表的影响进行系统的定量分析;得出了煤矿采空区地震波的变化。根据结构动力学理论,建立煤矿采空区岩层的动力学方程,利用有限元软件定量地研究了在不同工况下煤矿采空区场地在地震作用下的响应规律,得出如下结论:煤矿采空区的存在降低了地表的位移和加速度峰值,明显改变了场地地表的动力反应特性。岩土介质的松散度和破碎度得到增加,降低了地表的地震动力响应。     

综合物探方法在铁矿采空区探测中的应用研究

针对铁矿采空区的特点,合理选择物探方法、灵活运用物探方法是准确探测采空区的关键。根据铁矿开采前后磁场的变化特征,结合开采前的物探资料,利用高精度磁测探查采空区的空间分布、埋深是一种新的尝试,同时结合其它物探方法可相互补充、相互印正,效果更好。通过实例介绍了综合物探方法在铁矿采空区探测中的应用效果。     

高压输电线塔基煤矿采空区的高密度电阻率法探查研究

煤矿采空区的塌陷与变形对高压供电线塔基的稳定构成了极大的威胁．使用高密度电法对塔基附近的地质结构进行了探测,应用二维和准三维反演方法确定了地下电阻率分布形态,以此为基础推断解释了塔基附近煤矿采空区的位置和形态,并对塔基的加固处理提出了建议。     

新元煤矿富水区广域电磁法精细探测

长期以来,矿井水害是煤矿开采的重大安全隐患之一,严重威胁着煤矿的安全高效生产,防止突水事故的发生已成为煤矿亟待解决的重要问题.因此利用新技术、新方法开展煤矿富水区精细探测具有重大意义.本文采用大功率广域电磁法,以高频率密度、多频同步收发技术对新元煤矿六采区3 km²范围内进行了面积性勘探工作.通过对实测数据的处理与反演,获得了1200 m深度范围内的电性结构,并对主要目的层位进行了划分,识别断裂8条、富水异常区6处,最后通过巷道钻探验证了探测方法的有效性.该工作说明了广域电磁法可以实现煤矿富水区的精细探测,为矿区后续安全生产提供了可靠依据.     

综合物探技术在煤矿采空区勘察中的应用

煤矿采空区勘察是场地建设适宜性评价的基础,物探是采空区勘察的重要手段,瞬变电磁法和可控源音频大地电磁法在采空区的勘察中应用广泛。文章论述了瞬变电磁法和可控源音频大地电磁法的工作原理、参数选择和解译原则等,以济南市章丘某煤矿采空区勘察为例,对2种物探方法采集结果进行对比分析得到:①2种方法视电阻率变化趋势接近;②视电阻率总体范围变化不大;③采空区和断裂异常反映略有不同。2种方法推测结论基本一致,经钻孔验证,物探结果与钻探结果基本吻合,表明瞬变电磁法和可控源音频大地电磁法能有效查明采空区的分布情况,获得较好的地质勘察效果。     

地质雷达井下探测瓦斯富集区特征研究

地质雷达由于能够直接识别地下目标体,井下探测快速,不影响生产,分辨率高,在煤矿瓦斯灾害防治方面有较大的优势.本文基于地质雷达基本原理,探讨井下探测工艺,分析井下数据处理的方法,对井下瓦斯富集区异常特征进行分析,并与其他地质异常进行了比较.研究结果表明若在传播距离范围内存在明显的回波异常,则有可能存在瓦斯富集区.随着研究的深入,地质雷达有望突破瓦斯富集区探测的难题.     

淮南采煤沉陷区内小型塌陷湖泊轮虫群落结构特征

在淮南潘谢矿区内设置3个水文生态环境条件差异较大的小型煤矿塌陷湖泊研究站点,分别为潘谢潘集站(PXPJ)、潘谢顾桥站(PXGQ)和潘谢谢桥站(PXXQ),于2013 2014年4个季度分别对这3个湖泊的轮虫群落结构组成特征及水生态环境因子影响因素进行分析.共观察到轮虫15属32种,其中PXPJ站点13属25种,PXGQ站点13属24种,PXXQ站点11属20种.3个塌陷湖泊轮虫群落结构具有较大的时空分布差异,主要优势种为曲腿龟甲轮虫、罗氏异尾轮虫、前节晶囊轮虫、卜氏晶囊轮虫和针簇多肢轮虫.PXPJ、PXGQ、PXXQ站点轮虫丰度范围分别为500~2800、950~3350、400~3900 ind./L,3个站点Shannon-Wiener多样性性指数的平均值分别为2.71、2.68和2.54,体现了塌陷湖泊β中污染型水质环境的特点.轮虫群落结构与环境因子的冗余分析结果表明:水温、电导率和营养盐等环境因子对淮南采煤塌陷湖泊的轮虫群落结构影响较大.     

井-地三维电阻率成像技术

主要介绍了在钻孔中放置供电电源、在地面进行测量的井—地三维电阻率成像数值模拟方法,将其空间分辨率与地面常规电法勘探进行了对比.详细研究了方法的仪器特性及其数据采集过程中的测网布置、装置形式、记录点、采样密度及供电点的深度位置等相关内容,并从中得总结得到了若干结论.     

确定结构基底等效输入地震动的简化方法

本文用理论和实例计算分析了土与结构间的动力相互作用。根据基底等效输入的地震动相对入射地震动的传递函数特点研究出了一种等效输入的方法，该方法比较好地反映了场地和结构的动力特性对基底等效输入的影响。为利用刚性基底假设理论来分析土-结构动力相互作用提供了一种方法。     

基于GIS的煤矿水害多源信息预测方法研究

基于MAPGIS平台,用Visual C++对其进行二次开发,研制了煤矿水害多源信息预测系统.通过对地震、电法、水文地质等多源数据进行处理后,在MAPGIS系统下进行成图、配准和空间定量分析,最后建立预测模型.用该系统对煤矿实际资料进行了处理,其结果表明预测结果更为准确.     

煤矿微震监测台网优化布设研究

煤矿冲击矿压现象日益严峻,作为矿山动力灾害的主要监测手段,微震监测系统已在许多矿井广泛使用,为保证矿震定位和能量计算的准确,提高预测预报煤矿冲击矿压的可行性,应建立一套台网布设优化及评价系统.应用微震定位和D值优化设计理论,结合煤矿实际条件研究了影响矿震定位精度的主要因素和不利条件,并提出了采用综合指数法确定煤矿高微震活动区域和区域内矿震发生的概率,制定了台站候选点和监测区域确定的一般原则.通过理论分析震中和震源标准差反映台网定位能力的不足,建立基于数值仿真实验方法的震中与震源误差期望值模型,最终形成台网布设优化及评价系统.实验和现场应用结果表明,该系统能够快速确定台网最优布设方案,准确评价台网定位能力,满足煤矿微震监测的需要.     

利用D-InSAR测量和高密度电阻率剖面揭示焦作市王封煤矿老采空区地面沉降机制

煤矿采空区是导致地面沉降的主要原因,其稳定过程可能需要较长时间,甚至在煤矿关闭之后仍然存在缓慢的地面沉降,这给矿区土地规划和再利用带来了巨大隐患,因此监测和研究老采空区之上的地面沉降对城市发展具有重要意义.为了有效揭示老采空区的地面沉降机制,对焦作市王封煤矿开采后地面沉降进行了合成孔径雷达差分干涉(D-InSAR)和高...     

A strategy for modeling ground water rebound in abandoned deep mine systems

Discharges of polluted water from abandoned mines are a major cause of degradation of water resources worldwide. Pollution arises after abandoned workings flood up to surface level, by the process termed ground water rebound. As flow in large, open mine voids is often turbulent, standard techniques for modeling ground water flow (which assume laminar flow) are inappropriate for predicting ground water rebound. More physically realistic models are therefore desirable, yet these are often expensive to apply to all but the smallest of systems. An overall strategy for ground water rebound modeling is proposed, with models of decreasing complexity applied as the temporal and spatial scales of the systems under analysis increase. For relatively modest systems (area < 200 km2), a physically based modeling approach has been developed, in which 3-D pipe networks (representing major mine roadways, etc.) are routed through a variably saturated, 3-D porous medium (representing the country rock). For systems extending more than 100 to 3000 km2, a semidistributed model (GRAM) has been developed, which conceptualizes extensively interconnected volumes of workings as ponds, which are connected to other ponds only at discrete overflow points, such as major inter-mine roadways, through which flow can be efficiently modeled using the Prandtl-Nikuradse pipe-flow formulation. At the very largest scales, simple water-balance calculations are probably as useful as any other approach, and a variety of proprietary codes may be used for the purpose.