陷落柱地震波超前探测数值模拟与应用

针对陷落柱与周围煤体之间存在明显波阻抗差异的特点,建立巷道内地震波超前探测陷落柱数值模型。采用波场正演模拟方法,分析巷道前方存在陷落柱时的地震波场特征,总结出基于绕射偏移的陷落柱边界探测方法。在新元矿南二正巷实际超前探测中,该方法准确圈定了巷道前方陷落柱的范围。探测结果和实际揭露情况对比表明：地震波超前探测技术可以对巷道前方120m范围内的陷落柱构造进行有效预测。     

高精度重力勘探在探测煤矿陷落柱中的应用

文章介绍了煤田陷落柱的地质成因及空间赋存形态,并对重力方法探测陷落柱的可能性进行探讨,作者通过实例说明了重力勘探方法是探测煤田陷落柱的有效方法之一。     

三维地震在陷落柱探测中的应用

本文简述了陷落柱的地质特征和三维地震探测陷落柱的可行性，结合张双楼矿三维地震解释陷落柱实例，重点介绍了陷落柱的三维地震解释方法。可以看出：三维地震是探查煤矿隐伏陷落柱最为有效的技术手段。     

应用高密度电法探测煤田陷落柱

本文讨论了高密度电法探测煤田陷落柱的若干问题。应用边界单元法模拟了陷落柱各种因素变化对地电异常的影响,并给出了陷落柱边界划分方法。针对矿区内严重的地电干扰,给出了数据采集及资料处理的技术措施。应用结果表明,高密度电法可有效地探测煤田陷落柱。     

华北型煤矿陷落柱导水分析及综合预测

陷落柱导水是煤矿突水的重要形式之一,本文分析了华北型煤矿陷落柱的特点及其危害、导水性陷落柱形成的水文地质条件及发生陷落柱导水的基本条件,提出了水文地质预测与综合物理探测相结合预防陷落柱导水的思路和方法,并实例说明其有效性.     

用高精度磁力仪探测陷落柱的初步尝试

概述了高精度磁力仪探测陷落柱的机理及方法;介绍了在南峪等矿区的探测结果;分析了高精度磁测探查陷落柱的优缺点。      

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。      

山西玉泉煤业15101运输顺槽陷落柱含(导)水性评价

玉泉煤业属于资源兼并重组整合高水害高瓦斯矿井,15101首采工作面运输顺槽掘进揭露一个陷落柱,为确保矿井安全,需对陷落柱的含(导)水性进行评价分析。掘进采用瞬变电磁法探测陷落柱的含(导)水性,用钻探方法探测陷落柱的范围和含(导)水性,结合矿井水文地质条件及巷道揭露情况,对陷落柱进行了综合评价分析,得出该陷落柱内充填物挤压密实,为不含水不导水的陷落柱。     

利用氡射气探测陷落柱初探

利用氡射气探测陷落柱初探秦鹏（峰峰矿务局羊渠河矿技术科邯郸０５６２０１）关键词氡射气测量陷落柱中国图书资料分类法分类号Ｐ６２３．５作者简介秦鹏男２５岁学士助理工程师煤田地质勘探１引言陷落柱一直是煤矿开采的一大隐患。目前对陷落柱的探测方法已有多种,如电...     

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。     

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。      

煤层陷落柱多波地震数值模拟与成像研究

陷落柱是煤田勘探开发中常见的地质灾害体,陷落柱的精确探测一直是煤田安全生产研究的重点,单纯依靠常规纵波地震勘探技术难以满足现阶段煤田精细勘探的需求。多波地震勘探技术能够获得纵波和转换波地震资料,提供更丰富的波场信息,且转换波对于埋深较浅的小幅度构造有更高的分辨率,充分利用多分量地震资料可以有效的提高地震勘探的精度。本文将多波地震技术应用到煤层陷落柱研究中,利用数值方法对煤层陷落柱进行多波地震勘探模拟研究,采用弹性波有限差分方法对构建的陷落柱模型进行多分量正演模拟,然后分别对波场分离后的PP波和PS波地震数据进行叠前深度偏移成像测试。通过对两个小尺寸陷落柱模型进行多波地震数值试算表明,多波地震勘探技术是一种有效的煤层陷落柱探测方法,充分利用多波地震资料有利于查明煤层陷落柱构造,对陷落柱取得更好的勘探效果。     

顶空型与顶实型陷落柱的成因与导水性能的差异

本文运用弹性理论分析了顶空型与顶实型陷落柱压实应力的差异。利用Griffith理论分析了陷落柱活化的判据，认为顶空型陷落柱比顶实陷落柱更易于活化导水。     

基于离散元模拟的二元颗粒柱坍塌特性研究

常见的地质灾害如滑坡、泥石流、岩崩等通常都涉及不同形状的颗粒物质运动,这些形状不同的颗粒又多具有不同的尺寸和含量。基于典型的颗粒柱坍塌试验,首先根据试验方法确定了离散元模拟所需的各项参数,然后采用随机多面体方法生成了可控制长细比的大颗粒,利用离散元法就不同大颗粒含量下形态变化对二元颗粒柱坍塌特性的影响开展研究,研究结果表明:(1)利用离散元法可以较好地重现室内试验中小球和多面体组成的二元颗粒系统的颗粒柱坍塌过程;(2)在不同长细比的不规则大颗粒和小球组成的二元颗粒柱系统中,当大颗粒含量高于临界含量值20%时,二元颗粒柱坍塌持续的时间随非球形大颗粒长细比的增加而增加;(3)在不同长细比的不规则大颗粒和小球组成的二元颗粒柱中,当大颗粒含量高于临界含量值20%时,在相同百分比的大颗粒含量下,大颗粒长细比的增加会提高大颗粒平均配位数以及降低颗粒的运动能力,大颗粒间形成更强的互锁作用,降低了颗粒柱的整体流动性,使其最终堆积高度更高、最大跑出距离更短以及更小的归一化动能峰值。(4)在不同长细比的不规则大颗粒和小球组成的二元颗粒柱中,小颗粒可以较为明显降低大颗粒间摩擦及互锁作用,增加流动性,降低大骨料形态对坍塌过程的影响。     

陷落柱渗流突水机理及强度主控因素模拟

为了研究陷落柱影响区域内巷道渗流突水机制及其主控因素,采用Darcy、Brinkman、N-S方程对含水层、陷落柱、突水巷道内流场进行联动系统刻画,选取不同参数、不同边界等变量,分析影响陷落柱渗流突水强度的主要因素。结果表明:定压、定流量条件下,含水层渗透率增大会引起含水层和陷落柱交界处区域流速增大,但定流量条件下增幅较小,且会降低巷道突水流速;陷落柱渗透率的增大对突水压力和突水流速作用显著,定压条件下,随着陷落柱渗透率的增大,巷道突水流速骤增;含水层压力增高,陷落柱区域和巷道区域流速明显增大;在定流量边界下,随着陷落柱渗透率的增大,巷道突水流速仅发生微小波动;将研究结论与现有相关成果进行了对比验证分析,获得了与本文较一致的研究规律。总体分析,陷落柱影响区域巷道突水机理是含水层水压高、足量补水、陷落柱破碎区域渗透率较大且联通了含水层和巷道;其中,含水层压力、陷落柱渗透率是陷落柱渗流突水强度的主控因素。      

基于频谱分解的陷落柱识别技术的应用

为解决煤田陷落柱难以识别的问题,以邢东矿1200勘探区揭露的X7陷落柱为研究对象,综合利用地震、测井及现场揭露等多种基础资料及综合地质研究成果,基于频谱分解技术,定性解释了X7陷落柱在地震剖面的几何分布。结果表明,在识别陷落柱时频谱分解技术优于常规地震属性技术,其方法可靠、有效,为其他区域内复杂地质体定性预测提供了技术依据。      

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。      

Investigation of karst collapse based on 3-D seismic technique and DDA method at Xieqiao coal mine, China

Karst collapse is a serious geological problem in most of the coal mines in the north of China, but recently it has been found in the south as well. The present study is aimed at investigating subsidence mechanism and deformation field of a karst collapse column at Xieqiao, in the south of China. A method of three-dimensional (3-D) seismic technique has been successful in exploring the spatial morphology of the karst collapse at Xieqiao, and the discontinuous deformation analysis (DDA) method is used to calculate the deformation field and analyze the subsidence mechanism. The results indicated that DDA could approximately simulate and back analyze the subsidence process and strata deformation fields. The subsidence processes of the collapse column depend on the sizes of the karst caves. With the continuous expansion of the karst caves, a semi-elliptic stress field, local separation strata and fracture zone will be formed around the karst cave. Moreover, they will gradually expand upwards along the vertical direction. The paper also indicates that the subsidence failure stage may trigger a sudden collapse of the karst column because of the sudden energy release. Also, it will make a great impact on the vicinity working face so as to cause a rock burst. The effects of the friction angle of rock strata on the subsidence mechanism were reported firstly based on DDA.     

矿井陷落柱勘查中的电测深技术应用

从矿井陷落柱的数值模拟出发，结合实际施工经验给出了实用的矿井陷落柱井下直流电法勘探施工技术以及资料解释方法，取得了较好的应用效果。     

基于定向水平钻陷落柱综合探查与阻水塞立体建造技术

导水陷落柱导致的底板奥灰突水是同煤集团塔山矿的主要水害威胁,矿井8228工作面巷道掘进过程中曾发生陷落柱突水。为查明此导水陷落柱发育边界及其内部充填破碎体分布特征,并对陷落柱进行针对性注浆治理,在井上下综合物探勘探的基础上,采用分层多分支地面定向水平钻钻速录井、钻井液漏失量、岩屑录井、随钻测井等综合探查技术手段,结合数据统计分析,查明导水陷落柱的发育边界、影响带范围和破碎体胶结情况及其分布特征。结果表明,导水陷落柱的长短轴分别为410、200 m,破碎区主要分布在靠近工作面突水巷道运输巷掘进工作面右前方。利用Surpac软件对陷落柱空间结构和发育特征进行三维地质建模,并根据柱体充填物破碎程度将其刻画分区为主通道区、裂隙区和次生裂隙区。针对陷落柱破碎体不同分区,利用定向水平钻进控制技术和阻水塞立体建造注浆工艺分区控制技术,通过充填、挤密、劈裂等不同注浆工艺,对工作面导水陷落柱进行截源、加固等综合治理,最终实现工作面安全回采。定向水平钻分层多分支陷落柱综合探查与治理技术为其他类似工程提供重要的借鉴意义。