高密度电法在煤矿采空区探查中的应用

在刘官庄矿地面二、四层露头区进行了地面高密度二维电法勘探,勘探共布设5条测线,通过对采集的数据进行正反演处理,获得1#-5#测线的电阻率断面图。从该成果图上可以看出,在2层煤与4层煤中,5条测线都存在低阻异常。经钻探验证,在1#测线与5#测线相交位置,孔深35.21m处为4煤层采空区;在2#测线孔深19.3～21.3m处,发现2煤层采空区,孔深38m时,发现4煤层采空区。     

榆林地区浅埋煤层采空区电法综合勘探技术

为探明榆林地区浅埋煤层不明采空区,分析了其浅埋煤岩层垂向、横向正常电性特征以及存在采空区时的异常电性差异特征,从而确定榆林地区具备使用瞬变电磁法和高密度电法探测采空区的电性基础。然后开展了瞬变电磁法和高密度电阻率法探测的施工参数试验,建立相应的施工技术体系,实现了榆林地区浅埋煤层采空区的有效综合勘探。结果表明:(1)榆林地区正常地层垂向电性呈稳定的"低阻-高阻-低阻"趋势特征,而当煤层中存在地质异常体时,横向差异明显,出现不连续的高阻或低阻特征;(2)瞬变电磁法采用240 m×240 m发射线框、14 A发射电流、25 Hz发射频率、2048次叠加次数,高密度电阻率法采用20 m接收极距,这些施工参数可以满足榆林地区浅埋煤层采空区的电磁法探测要求;(3)瞬变电磁法、高密度电阻率法探测的异常区范围基本一致,在两种方法重合异常区打钻揭露采空区,说明两种方法可互相补充、验证,为应用于榆林地区煤层采空区综合物探的合理手段。     

川西凹陷钙芒硝矿地球物理特征分析

川西凹陷白垩系灌口组复式沉积多层品位高的钙芒硝矿,为更好地识别钙芒硝矿赋存层位,通过开展视电阻率、自然伽马测井,以及高密度电阻率法勘探,建立起含钙芒硝矿的地球物理特征。含钙芒硝矿电阻率相对于非含矿地层表现为明显的高电阻率,低自然伽马,高密度电阻率剖面表现为明显的高阻特征。因此分析川西凹陷钙芒硝矿地球物理特征,有助于提高对该区钙芒硝矿勘查、采空区调查的认识。     

高分辨电阻率成像在铁路勘察中的应用

介绍了两个高密度电阻率成像技术在中国西南铁路勘察中的应用实例。数据采集采用supersting~R8/IP高密度电法仪,采用5m道距,每个排列84道。依据野外装置试验结果,固定测量电极(MN)的施伦贝尔排列方式,随供电电极距(AB)增大,采集的数据质量变差,因而采用不同测量偶极距的施伦贝尔排列。在XM的应用实例中,高密度电阻率成像成功探测了喀斯特地貌区的浅地表结构,查明暗河和多处溶洞,探测结果表明:暗河区发育较大范围的低阻,岩溶主要表现为低阻圈闭特征。在DF的实例中,高密度电法主要用于探测隐伏的煤层和采空区,结果表明:煤层和软质岩类具有明显的低阻特征,在灰岩区有显著的电阻率差异,但由于煤层和采空区都呈现显著的低阻特征,因而高密度电法在探测煤层中的小采空区依然有较大的难度。试验结果表明,即便采用0.5m的道距,依然难以圈定采空区的形态和精确位置。     

EH-4电磁成像系统在探测工业广场保护煤柱中的应用

利用EH-4电磁成像系统对砟子煤矿工业广场保护煤柱进行了探测,以确定保留煤柱南部边界线附近是否存在采空区。探测以一条长线与二条垂直短线展开,长线查证煤柱南部边界采空区的范影响围(长度),短线查明采空区的纵向深度(宽度)。根据长测线各线段及短测线电阻率剖面图,结合预留煤柱范围内煤层底板等高线,确定在保护煤柱南部边界线附近,存在一个长520m,宽95m,平均高度105m的异常区。参考该区地质勘探资料,异常区的深度与煤层赋存深度一致,据此解释为采空区。为保障矿区安全生产,建议禁止回采工业广场南部异常区。     

高密度电法与地质雷达组合探测废弃老煤窑巷道及采空区

采用高密度电法与地质雷达组合方式对某拟建工程场地进行了探测,以揭露巷道为突破口,在分析巷道及采空区物质构成及空间形态的基础上,将老煤窑巷道或采空区等效为半充填型空洞(洞穴)目标体,并分析了地球物理响应特征,结果显示：地球物理异常辨识标志明显,即高密度电法为上下相邻的高低阻圈闭异常,高低阻分界对应巷道或采空区底板,高密度电法低阻异常区(坍塌填充区)对应地质雷达多次强反射区,而高阻异常区(空洞区)地质雷达则反射不强或无反射;后期钻探证实了该推断,对物探人员开展类似工作有实际指导意义。     

综合电法在天祝华龙沟区煤炭勘探中的应用

天祝县华龙沟区煤炭勘查的主要任务是探明煤层在垂直与水平方向上的变化规律。为此,在其前期预查时采用了多种电法手段．其中以对称剖面法和激电测深方法确定煤层露头具体位置;以五极纵轴测深法和激电测深确定煤层埋深及厚度;以高密度电法确定煤层走向。根据电法成果,结合1：5000地质填图对测区构造及煤层赋存形态进行控制。本次电法勘探成果与地质槽探、硐探对比,其煤炭赋存形态及构造吻合,根据勘查成果估算本区煤炭资源量约5000万t。     

高密度电法结合钻探在采空区勘查中的应用

楼前中桥位于万年县湖云乡楼前村。在桥梁拟建地段,采用高密度电法,布设测线,进行数据收集和处理,确定采空区分布范围及深度。在此基础上对采空区影响最严重的桩位钻孔,验证了高密度电法成果,并提供采空区深度准确判定。最后根据勘查成果,提出桥桩工程建议。     

综合物探在煤采空区勘查中的应用

介绍了高密度电法温施装置与浅层地震映像法在中深层煤采空区中的应用效果,对同一测线上两种方法的解释成果作了系统的分析,由于地下情况的复杂性,运用不同的物探方法可以达到相互验证、相互补充的作用。经过钻探验证得出以高密度电法与浅层地震映像法相结合的勘探思路,取得了的较好效果。     

高密度电阻率法在倾斜煤层采空区探测中研究及应用

倾斜煤层由于受构造挤压,往往地表形成比较陡的单面斜坡,高密度电阻率法在勘探陡倾斜煤层采空区过程中受地形及采空区充填状态的影响,数据反演的多解性给资料解释造成一定的困难。根据倾斜煤层采空区充填状态及断层破碎带设计模型,对模型进行的高密度电阻率法正反演结果表明,电阻率值受背景电阻率值影响较大;高密度电阻率法探测到的倾斜煤系地层采空区实际位置和空间分布范围及形态与实际有一定差异;对断层或采空区的探测,其浅部分辨率好,深部分辨率较低,异常体倾向大于实际目标地质体走向;受体积效应影响,异常响应范围往往大于实际采空区范围。实例证明了高密度电阻率法在倾斜煤层采空区勘探中是可行的。     

煤矿浅埋老窑采空区多梯度剖面装置探测研究

以内蒙某露天煤矿的地质特征为依据,建立二维正演模型,利用改进的高密度电法装置——多梯度剖面装置进行采空区在埋深、充水性、规模等不同条件下的正演响应分析,总结出高、低阻模式下异常响应都会随采空区深度的增加表现为幅度减少,且埋深大于采空区直径的3～5倍时,其正演剖面上难以显示出异常特征。以煤层顶板为30m的数据进行反演,发现高阻异常的反演结果与理论模型在位置、宽度、顶部埋深和电阻率值方面吻合程度较高;而充水采空区,异常的规模存在一定误差。内蒙某露天煤矿的勘探实例,验证了多梯度剖面装置在浅埋采空区勘探中,可以取得较理想效果,特别是对不充水采空区,其准确度更高。     

瞬变电磁法在探测宏石煤矿采空区中的应用

山西省灵石县宏石煤矿是由四家独立的小煤矿整合而成的新型股份制煤矿,区内可采煤层为5层。由于前期的开采,遗留下大量的采空区及小窑。为查清采空区范围及其富水状况,采用瞬变电磁法对矿区实施了矿井水文地质补充勘查工作。根据现有物探资料可知,该区的视电阻率曲线类型为HA型,其中第四系底界面为低阻分界面,奥陶系石灰岩的顶界面为高阻界面。通过建立已知充水与未充水采空区的地电模型,总结出该区煤层采空充水区与导水断层裂隙带的电阻率变化规律,并以10、17、25Ω·m作为确定各煤层采空区与断层强、中、弱富水性的阈值,推断出2号、4号、6号、9号、10号各煤层采空区范围及富水性。经验证,解释结果与实际基本相符。     

房柱式小窑采空区地震探测研究

在关停不具备安全生产条件的小煤矿中,多数采用房柱式开采方式。该方式下产生的采空区周围并未出现大的物理变形,因此常规的地震勘探方法和解释手段很难准确圈定其采空区范围。为此在鄂尔多斯高原选择已知采空区块为试验区,采用高密度三维地震观测系统,在高保真处理的基础上,利用方差顺层切片及综合层属性切片,准确地解释出采空区的范围。试验证明,地震属性的综合运用是识别房柱式采空区的有效手段。     

三维地震技术在探测煤矿腔状采空区中的应用

采用三维地震勘探方法对采空区进行勘探,虽积累了大量的经验,但在实际应用中,解释误差依然存在,尤其是煤层顶板悬空,并在一定范围内呈"腔状"类型的采空区,会出现较高的"漏检率"。为此根据实际地层序列设计了地质模型,对采空区的地震反射波场特征进行了研究。将腔状采空区充气、充水时的正演地震剖面,与煤层开采前正常地层波场响应特征进行对比发现,煤层开采后将会产生比正常波场能量更强的反射波组。另外根据腔状采空区充水和充气反射波最大振幅及反射波频谱对比结果,还发现充气时产生的反射波能量比充水时产生的反射波能量强;充气时产生的反射波频率比充水时产生的反射波频率要低。山西左权佳瑞煤业有限公司的应用实例佐证了三维地震勘探技术探测腔状采空区的有效性。     

高位瓦斯抽放钻孔在降低综采工作面瓦斯浓度中的应用

林南仓属于低瓦斯矿井,但存在高瓦斯区域。煤层和采空区是瓦斯的主要来源,尤以采空涌出量大,给煤矿生产和安全带来了极大隐患。通过在1129综采工作面风道施工高位瓦斯孔,把钻孔打到采空区一侧煤层顶板以上冒落裂隙带内,用钻孔进行瓦斯抽放,使采空内的瓦斯通过裂隙带沿钻孔抽出,有效降低综采工作面瓦斯浓度,保证综采工作面正常回采和安全生产。     

煤矿采空区四维地震特征分析及识别方法:以淮南煤田张集矿区为例

煤矿采空区塌陷是一个重要的地质问题,由于采空塌陷区地震、地质条件的复杂性,传统三维地震勘探探测方法难以准确查明采空区边界.本研究提出一种基于四维地震特征的煤矿采空区识别方法,并以淮南煤田张集煤矿为靶区开展采空区探测.该方法从模型驱动入手,通过建立煤层开采前、后地质模型及进行正演模拟,利用模型地震叠前时间偏移剖面回溯分析...     

河北唐山某老采煤沉陷区建设场地地基稳定性评价

研究区内历史上存在强烈的以采煤为主的采矿活动,形成了大规模的采空塌陷,为了集约用地和防灾减灾,运用理论分析、定量计算及现场观测相结合的技术路线,根据“三带”理论对采空区波及地表的影响程度和地表移动的范围定性定量评价,应用应力分析法对场区进行稳定性分析。结果表明：该区大部分采空区基本稳定,目前可能处于残余变形阶段,地表处于相对稳定状态,残余变形在建筑物可承受范围之内;浅部采空区存在未完全塌实区,在地表建筑物荷载、地震及地下水等因素的影响下,仍存在二次活化的可能;中南部深部老采空区均超过5a,其“活化”是比较平稳和长期的过程,一般对地表的影响是较小的和缓慢的沉降,其不均衡沉降量是有限的;中南部存在原开滦矾土矿,采矿方式为洞采,赋存深度较浅,在地表建筑物荷载的作用下极易发生塌陷而发生“活化”,危险性大。针对不同的区域和“活化”类型,提出相应的防治措施,对于建设场地地基稳定性评价工作具有一定的参考价值。     

瞬变电磁法勘探在煤层采空积水区的应用

山西翼城某矿在巷道掘进时,发现煤壁挂汗,巷道渗水等现象,疑为采空破坏区。为查明勘探区内是否存在采空破坏区及导水断层、陷落柱等构造,圈定煤层积水区及其范围,对该区进行了瞬变电磁法勘探。数据采集使用美国ZONGE公司的GDP-32II电法仪器,采用大定源中心回线方法施工测线11条,经资料处理和解释,在勘探区内没有发现较大的断层和陷落柱,仅在勘探区西南角一处推断存在采空区(积水),另外圈出3处富含水区,3处含水区。该勘探成果为解决矿井建设和开采中的地质难题,提供了可靠的地质信息。     

辽宁弓长岭露天铁矿采空区探测

介绍了应用高密度电法与地震映象法对弓长岭露天铁矿采空区进行探测的方法技术及应用效果.地震映象法具有数据集速度较快、抗干扰能力强、勘探深度不受限制和资料处理速度快的特点.可根据波形特征和同相轴的形态推断异常顶部埋深.高密度电法对采空区的范围均有显示,但其受矿区游散电场的干扰较大.两种方法应相互补充,相互验证.     

煤炭采空区处理的新方法与实例分析

位于乌鲁木齐市南湖路以西的煤炭采空区面积达67 100.5m^2,区内构造从南到北主要由八道湾向斜和七道湾背斜组成,地层产状变化不大。该矿区开采较深,且采空区塌陷区有明显的地下水活动迹象。在对深孔大体积采空区注浆时,比较各种常见注浆治理方法,均存在不同的制约因素,故决定采用灌浆爆破压密法对采空区进行压实加固。经现场爆破试验,该区重复爆破次数在3～5次左右。灌浆爆破压密处理后,对不同土层进行取样对比分析,得到其相应密度（增加）及空隙比（减少）的变化分别为：杂填土14.1%,-7.9%;素填土5.9%,-3.3%;塌落煤层7.8%,-7.7%。根据压缩数据及现场测量,处理后的土体沉降2～4m,部分空体地段的沉降量达10～20m,治理效果明显。