黄陵一号井快速堵水工程中的综合物探技术

使用地面高分辨电测深法与稳态瑞利波法为主,浅层地震和流量监测为辅的快速综合物探技术,对黄陵一号井小煤窑突水通道进行多方法、多参数、多方位聚焦快速综合探测,克服了单项物探多解性的缺点,大大提高了探测准确度。按照该物探结果进行地面注浆,堵水率达到95%以上,取得了良好的经济效益和社会效益。      

T·K区煤层宏观结构的综合解释

在煤田勘探中,经常遇到煤层的合并、分叉和缺失现象。为了查明这些地质现象,往往要加密不少钻孔,这是很不经济的,而且也难以达到较高的控制程度。为此我们在T.K区利用地震资料对3煤层(主要煤层)进行了此项综合解释,取得了较满意的地质效果。     

三维地震在西部戈壁地区的应用

文章介绍了在新疆戈壁滩复杂地表条件下开展三维地震勘探的主要难点,并提出了针对性的技术措施,保证了野外地震采集和室内资料处理的质量。矿井生产实际验证表明：三维地震资料的解释精度较好,资料吻合程度高。三维地震勘探技术首次在西部戈壁滩地区获得成功,为今后西部矿井的高产高效提供了可靠的地质安全保障。     

矿井巷道地球物理方法超前探测研究进展与展望

矿井直流电阻率法具有施工效率高、成本低的特点,广泛应用于煤矿掘进工作面水害超前探测。随着应用的不断深入,对矿井直流电阻率法超前探测信号处理方法提出了更高的要求。基于有限元方法和数据重构所得响应信息库,采用Levenberg-Marquardt人工神经网络方法实现了矿井直流电阻率法超前预测。首先采用非结构网格剖分和BiCGSTAB迭代有限元法建立了直流电阻率法超前探测模型,基于EMD方法实现数值计算响应与实测响应匹配,并提出了基于异常体超前距离与其异常率的预测机制,得到3 000组23维重构响应;然后,采用L-M算法构建了人工神经网络模型;最后,基于训练好的网络对数值计算响应和实测数据进行预测分析。研究表明：针对数值模拟响应,基于L-M人工神经网络的矿井直流电阻率法超前预测方法可有效预测100 m范围内的水害异常,预测网络均方误差为0.002 47,测试样本显示最大距离误差小于0.6 m;针对实测数据发现,该神经网络在全区段预测准确率为67%,当预测异常位置在15~80 m时预测准确率超过85%,基于L-M算法的人工神经网络可应用于直流电阻率法超前预测。研究成果对煤矿井下掘进工作面直流电阻率法超前探测方法的完善与推广应用有重要意义。

     

黄土塬区的三维地震勘探技术

在平原、山区、丘陵、戈壁和沙漠地区,煤矿采区三维地震勘探技术已得到了大范围的推广应用,但在西部黄土塬区,由于其特有的地貌特征及复杂地质条件,勘探程度不高,三维地震勘探在该类地区仍被视为“地震禁区”。对此在多次试验的基础上,采取改善激发条件、多域迭代静校正等相应技术措施,克服了黄土塬区开展三维地震勘探的主要难点,并结合具体工程实例,提出了今后在黄土塬区开展三维地震勘探的一些设想和建议。     

煤炭智能开采地质保障技术及展望

煤炭智能开采是我国煤炭工业在新一轮技术变革下的战略选择,是实现煤矿安全高效生产的必由之路,地质保障技术可为煤炭智能开采提供准确可靠的地质数据支撑,且能有效探查隐蔽致灾地质因素以减少煤矿生产灾害事故的发生。我国煤炭地质保障技术从服务于资源勘查、高产高效矿井建设到服务于煤矿安全高效生产,从基础地质勘查工作、GIS系统到隐蔽致灾因素探查,不同时期的煤炭地质保障技术具有鲜明的特点。分析了在煤炭智能开采背景下地质保障技术面临的3个难题：地质条件探测精度不足、动态地质信息监测困难与智能开采缺乏统一的地质基础。在前期研究的基础上,论述了面向煤炭智能开采的地质保障技术体系,主要包含高精度综合探测、一体化智能在线监测、工作面地质透明化三大关键技术,通过煤炭开采过程中地质信息综合精准感知、动态融合、同步映射和孪生反馈,实现地质保障的数字化、三维可视化和智能化。面对新一轮能源科技革命和产业变革,针对新形势下煤矿安全发展新要求,提出了煤炭智能开采地质保障云平台、技术标准体系构建的发展方向,平台化、标准化的技术体系可为煤炭安全高效智能绿色开采提供可靠的地质保障。     

中国煤田地质学的现状与发展战略

在简略分析中国煤田地质学的历史、现状与发展前景的基础上,指出了面临的机遇和挑战;同时,提出了相应的对策和未来5～20年的重大研究领域:①我国东部大型老矿区深层煤矿床与资源开发潜力;②新疆煤炭资源的区划单元与综合评价;③煤层气成藏动力学和有利区块优选以及煤矿区煤层气与煤的一体化协同开发;④洁净煤、液化煤地质以及煤炭开发利用中的环境、健康效应。     

煤矿采区三维地震探采对比效果的分析与思考

通过介绍兖州、淮南等11个矿区20多个煤矿采区三维地震成果,对各矿探采对比情况进行统计与分析,总结出影响三维地震勘探成果精度的5个技术问题,并指出造成这些问题的3个主要原因,即:野外施工质量普遍下降;方法研究工作严重滞后;三维地震资料二维解释仍很普遍。为提高采区三维地震勘探成果精度提出了6点建议,即:推广高密度三维地震技术,解决精细探查问题;围绕共性关键问题,开展攻关研究与示范应用;发挥产学研结合优势,挖掘现有技术的潜力;加强地震行业自律,施行市场准入制度;集中优势技术力量,加强基础理论研究以及开展煤矿井下地震技术研发,提高地质保障水平。     

从1D到4D:煤田地震勘探的技术进步及启示

作为煤矿安全高效地质保障系统的核心技术之一,我国煤田地震勘探技术已经形成了从一维地震(1D)、二维地震(2D)到三维地震(3D)的技术系列,实现了从资源勘探向采区勘探、从构造勘探向岩性勘探的技术进步,而四维地震(4D)将进一步实现地震勘探从静态探测到动态探测的技术跨越。基于空间-时间维度的概念,在1D到4D地震勘探4个发展阶段的基础上,提出了1.5D(如非零偏移距VSP)、2.5D(如宽线二维地震)和3.5D(如三维地震动态解释)等3个过渡阶段,给出了1D与1.5D、2D与2.5D、3D与3.5D以及4D等7个不同阶段的时间-空间特征。研究发现:(1)煤田地震勘探从低维到高维、从空间维到时空维的维度增加,使得地震勘探所获地下信息量出现指数级增长,地震勘探解决地质问题的精度相应得到了显著的提高,这是煤田地震勘探技术不断进步的内在引擎;(2)基础理论研究的厚积薄发、地震勘探仪器的升级换代和煤矿开采技术的需求驱动,是煤田地震勘探技术持续进步的外部驱动力;(3)跨学科、跨行业和跨部门的学科交叉与技术融合,加速了煤田地震勘探技术的迭代升级。     

地震勘探技术的新进展与前景展望

近年来,高分辨率地震勘探仪器装备、处理软件升级换代速度明显加快,地震资料采集、处理与解释出现了一体化的趋势。综述了地震数据采集、资料处理和地质解释上的新进展,分析了国内地震勘探技术与国外的主要差距,并结合煤炭地震勘探技术的现状,提出了未来煤炭地震勘探发展的技术思路。