矿井瞬变电磁法超前探测研究

本文通过实例介绍了矿井瞬变电磁法超前探测的基本原理及井下施工技术。实际应用表明,该方法对解决巷道掘进迎头方向的水害隐患及确保巷道安全是一种快捷、有效的勘查手段,可以为煤矿地质保障系统提供重要的技术依据。     

瞬变电磁技术在巷道超前探测中的应用

瞬变电磁法具有测距大(150～200m)、对水敏感、定向性好等优点,能够有效探测井下掘进巷道前方隐伏含水异常体,为矿井生产提供地质保障。在勘探实例中,根据井下巷道环境条件和技术要求,消除金属体及非测量电源等干扰因素,并采用偶极装置方式,选择2种规格的发射线圈(2m×2m及1m×1m),在探测巷道距离足够大的情况下,较成功地圈定了老窑采空区及陷落柱的位置、范围、富水性等地质信息,为矿井防治水害提供了依据。     

封闭不良钻孔矿井瞬变电磁法超前精细探测研究

封闭不良钻孔不同程度地连通含水层,形成隐蔽性较强的导水通道,对巷道掘进和工作面回采构成水害威胁。基于全空间瞬变电磁理论,构建掘进工作面前方封闭不良钻孔三维地质-地球物理模型,模拟研究封闭不良钻孔影响区模型的全空间瞬变电磁场响应特征,进而探讨矿井瞬变电磁法用于封闭不良钻孔超前探测的有效性。数值模拟结果表明,封闭不良钻孔附近含水体在感应电动势多测道图上表现为幅值增强,异常特征明显。结合宁夏双马煤矿I0104₁08工作面运输巷掘进工作面前方封闭不良钻孔超前探测工程开展应用研究,探测结果显示,在钻孔位置的煤层顶板出现局部低阻,表明该钻孔具有一定的导水性,引起顶板局部相对富水性增强。研究结果表明,封闭不良钻孔导致的局部富水性增强可以引起典型且易于识别的瞬变电磁场响应。采用矿井瞬变电磁法进行超前探测,并结合精细化处理解释可以有效查明钻孔附近岩层的相对富水特征,进而对封闭不良钻孔的导水性进行评价,为封闭不良钻孔的治理提供依据,保障矿井安全生产。     

最小二乘法在计算矿井瞬变电磁超前探测盲区中的应用

为解决矿井瞬变电磁超前探测的盲区问题,通过最小二乘法对仅由地质异常体产生的电磁场数据进行处理,得到一个测点的回归方程。利用该方程对盲区内的视电阻率值进行适当预测,得到的视电阻率值接近于煤层真实电阻率值,且曲线变化平稳。利用得到的新视电阻率曲线接反推盲区内的观测信号曲线,该曲线可以看作从盲区内混杂信号中分离出的纯二次场响应,从而提高矿井瞬变电磁超前探测在早期的效果。     

矿井瞬变电磁法在水文钻孔探测中的应用

探讨了用矿井瞬变电磁法探测采煤工作面内部和掘进巷道前方的水文钻孔的位置,对其富水性进行了定性评价,总结出水文钻孔在视电阻率断面图上的响应特征,即在顺煤层方向呈圆形异常反映,而在煤层顶、底板方向呈狭长椭圆形特征.该方法在探测隐伏含水陷落柱构造方面也有较好的应用前景.     

矿井超浅层高分辨率瞬变电磁探测技术

为了减小矿井瞬变电磁探测盲区,提高探测精度,提出矿井瞬变电磁超浅层高分辨率探测技术。该技术不仅能够适用于常规的矿井地质探测,而且能够对矿井巷道顶板岩层裂隙等浅层地质体进行高分辨率探测,确保煤矿的安全高效掘进与开采。通过理论方法研究,确立了矿井浅层高分辨率瞬变电磁方法的可行性;设计硬件系统的发射电路和接收天线部分,使硬件系统能够适用于超浅层高分辨率探测;对数据采集软件以及数据校正方法进行分析计算,经过数据校正,提高了瞬变电磁浅层探测能力以及探测分辨率。通过矿井实测数据的分析与钻探验证情况的对比,说明该方法技术能够实现矿井瞬变电磁超浅层高分辨率探测目标,适用于矿井生产。     

井中瞬变电磁法在煤矿独头巷道超前探测中的应用研究

利用瞬变电磁法在煤矿井下独头巷道开展了超前探测含水构造的试验研究.结果表明,井中瞬变电磁法具有定向性(方位性)好、探测距离大等突出优点,是矿井超前探测含水构造的有效方法.     

矿井瞬变电磁采煤工作面低阻异常交集法

基于瞬变电磁法探测理论,结合井下瞬变电磁探测试验,研究井下瞬变电磁探测采煤工作面巷道的影响以及探测方法,提出矿井瞬变电磁探测采煤工作面"交集法",即在井下实际探测方面,需要在采煤工作面的两条巷道内做工作。在山西吕梁某矿对该方法进行了试验验证,结果表明,采用"交集法"探测结果比较准确,可提高探测精度,减少钻探工作量,是目前矿井瞬变电磁法探测采煤工作面较为可靠的方法,建议在煤矿中推广使用。     

煤矿井下瞬变电磁超前探测数值模拟研究CSCD

从回线源瞬变电磁法三维有限差分正演算法出发,与均匀半空间解析解作比较,验证了数值模拟算法的正确性。利用该正演算法分别研究了巷道、背景地层电阻率、掘进机对矿井瞬变电磁超前探测响应的影响。结果表明,背景地层电阻率越低,响应幅值越强,巷道影响越显著;掘进机距探测线框超过10m时,影响幅度明显变小;矿井瞬变电磁法的方向性具体表现为在不同的探测角度上测量的异常幅度不同。通过研究这些影响因素,对分析矿井瞬变电磁超前探测资料具有重要的借鉴作用。     

矿井瞬变电磁探测技术的应用

在煤矿井下工作面两侧巷道有限空间内采用矿井瞬变电磁多方向交叉观测系统,对工作面顶板或底板尽可能采集较多的数据。对采集的原始数据进行数据预处理、数据转换、数据提取、成切片图等相关处理后,通过综合分析不同水平切片图,从而确定对应探测范围内异常体的电性特征、中心位置、发育趋势等,为地质水文预测预报提供可靠依据,从而确保工作面安全回采。     

瞬变电磁法中数据取样处理方法的研究

通过对瞬变电磁法中信号检测技术的研究,针对密集均匀分布的多点数据采集方式,提出对原始数据进行近似等对数间隔(1.2倍关系)抽道取样并采样数据窗内的数据进行几何平均的算法,可提高信号对噪声的抑制能力.     

瞬变电磁法对煤矿老窑采空区探测效果分析

煤矿老窑采空区探测一直是煤田地质勘探的难点。文章从目前探测老窑采空区的主要工作方法研究入手,分析了采空区地质及电性特征,采用瞬变电磁法对甘肃河西某煤矿浅部老窑采空区进行了探测,合理解释了低阻异常,圈定了采空区边界。结合二维地震解释成果及区内其它已知资料,综合分析认为该方法分辨率高、对低阻地质体反应灵敏,能够较好的解决采空区探测等地质问题,具有广泛的应用前景。     

中心回线瞬变电磁探测的一种快速解释方法

分析了中心回线装置激发的电磁场在晚期与平面电磁波的传播特征,通过时-频转换将TEM数据转换成平面波场数据,构建了关于反射函数的M×N阶欠定方程组.用线性规划法解出反射函数序列qm,大量模型的反演结果与理论值误差很小.以qm为参数绘制出电磁响应时间剖面图,从而实现了TEM快速成像解释.成像剖面清楚地反映了断面的地电特征.实测资料的处理结果说明了方法的实用性.     

瞬变电磁测深中数据处理偏差及修正方法

瞬变电磁测深方法中通常采用阶跃波激励方式的模型进行处理.在实际应用中,为了便于重复观测,一般采用方波形式进行激励,采用阶跃波模型进行数据处理和解释;这种处理方式理论上存在比较大的偏差.为了修正这种偏差,通过理论计算,建议采用单脉冲电磁测深方法来处理方波激励源的电磁测深结果.实例分析表明,该方法是可行的.     

测氡法和瞬变电磁法在探测煤矿采空区的应用

介绍了活性炭测氡法探测采空区的基本原理。用测氡仪器测量其氡的衰变子体放射出伽马射线的强度,从而了解氡气浓度的高低,便可知采空区的位置。根据采空区的地球物理特征,利用瞬变电磁法,通过分析拟视电阻率断面图,准确地探测出了采空区的位置。以探测山西省西山煤电集团有限公司东曲矿采空区为例,来说明活性炭测氡法和瞬变电磁法在探测采空区是可行的。     

瞬变电磁法资料的快速反演成像技术与软件

研究开发了 2种非常实用的瞬变电磁资料的快速反演成像技术,即基于薄板模型的S—反演算法和基于波场变换的拟波动方程偏移成像方法,并在Win98环境下,用VC ++开发出了可视化的集成处理软件包。通过对实际资料的处理,证明了该方法技术及软件的有效性和实用性。     

洞内瞬变电磁(TEM)探测技术研究

近年来,隧道超前探测、泄洪洞病害部位探测、矿洞内矿体方位及含水等地下洞体内的探测需求变得越来越迫切,但由于洞内工作面狭小、不是地表的1/2空间、潮湿、金属等低阻体干扰等的特殊工作条件,较难进行有效探测,从而使洞内探测成为一大难题;根据瞬变电磁(TEM)方法的特点,设计了适用于洞内探测的装置,开发了相应的包含数据组合滤波、弱信息增强处理、异常分离等数据预处理方法在内的处理程序,较好地解决了上述问题,并取得了良好的应用效果。     

一种寻找隐伏矿的有效物探方法──瞬变电磁法

本文介绍瞬变电磁法在我国多金属矿床上试验的四个实例。