煤矿含水异常体矿井综合物探方法及应用

为实现对煤矿含水异常体的井下精细化探测,基于煤矿含水异常体类型划分及特点分析,研究了矿井物探方法特点及适用条件,并结合综合物探应用案例进行了分析。结果表明:煤矿含水异常体可分为突水水源和导水通道2大类;煤矿含水异常体精细综合物探应采用2种或2种以上的物探方法,做到地震类方法与电磁类方法相配合、同类物探方法相补充;矿井物探方法主要分为矿井电磁类方法和矿井地震类方法,矿井综合物探勘查可以按掘进头超前探测、工作面内部探测、顶底板探测进行分类,应根据含水异常体类型和特点选择适合的矿井综合物探方法;案例表明了综合物探具有良好的应用效果。     

基于聚类分析的综合物探解释技术研究

为提高综合物探成果解释效率和准确率,充分挖掘地质、水文地质资料,降低物探成果解释对技术人员经验的依赖程度,在综合物探成果解释过程中,引入聚类分析算法,将综合物探成果与量化后的地质、水文地质资料进行综合处理,划分异常区。该方法在登福康煤矿15103工作面进行了应用,经钻探验证,聚类分析算法划分异常区准确有效。     

超声波和地震映像在矿井巷道空腔勘察中的应用

针对陕北榆神矿区曹家滩煤矿矿井巷道涌水情况及存在的问题,为有效探查出巷道壁后空间介质分布情况及空腔等安全隐患,提出了超声波和地震映像法为主的综合物探技术手段;两种方法在探测深度和探测精度上优势互补,解决了单一物探方法存在多解性的不足,可在井下巷道壁后开展地层介质破碎、松软以及是否存在空腔的评价预测。通过综合探测圈定出1批综合物探异常,通过分类分级评价,在重点异常区采用钻探进行异常验证,结果表明钻探结果与物探异常吻合较好。     

综合物探方法在柿竹园矿的应用

根据柿竹园矿矿床独特的地质条件和地球物理特征,开展了以地面高精度磁法为主、激电测深为辅的综合物探工作,总结了矿区物探异常特征,提出找矿预测区,找矿效果表明：综合物探方法能大大提高勘探可靠程度。     

综合电法勘探技术在待采工作面顶板富水性评价中的应用

准确评价回采工作面富水性对工作面安全回采具有重要的意义。针对张家峁矿井14210工作面含水条件复杂的情况,本次物探工程综合使用矿井瞬变电磁法和音频电穿透技术对该工作面顶板富水性探测,并采用基于阻尼最小二乘的瞬变电磁反演方法和基于改进的RESINVM3D音频电穿透反演方法对2种物探方法进行三维反演成像显示,共划定5个富水异常区域。通过收集探放水资料验证,本次综合使用2种物探方法进行顶板富水区探测取得了良好的效果。在物探划定异常区域内钻孔出水量相对较大,在物探无异常区域内钻孔无较大出水情况。本次物探得出的结论取得了良好的效果对实际的探放水工作有很大的指导意义。     

高密度电法-氡气测量在矿区隐伏断层勘查中的应用

利用高密度电法联合氡气测量对攀枝花白马铁矿Ⅰ#排土场及废石胶带输送工程拟建场址区内的隐伏断层进行探测,通过连接多条测线的异常来确定断层的走向及破碎带范围,综合利用两种物探方法的异常特征来推测断层的倾向和倾角。通过钻孔验证表明,高密度电法联合氡气测量的综合物探方法能对隐伏断层进行有效探测,同时这种组合方式也体现出了综合物探的技术优势。     

综合物探技术在采空区勘探中的应用

为查清四老沟矿南羊路工业广场下伏采空区分布,采用二维地震+高密度电法的综合物探技术对采空区进行勘探。二维地震法圈定了5个采空区异常区域。高密度电法圈定了2个采空区异常区域。综合2种物探成果,得到了工业广场下伏采空区的分布范围。钻探验证结果表明通过综合物探技术得到的采空区范围准确性高。     

狭窄空间内地下隐伏管路探测效果研究

为确保在狭窄空间内精确探查地下隐伏管路的分布情况,采用高密度瞬变电磁和并行电法2种物探技术对隐伏管路进行综合探测。先以2种物探方法各自的原理和施工布置为依据,分析两者在狭窄勘探空间内理论探查效果;再根据现场条件合理布设物探施工,使2种物探方法优缺互补,减少假异常,缩小异常区范围,准确地找到地下隐伏管路位置,提高物探成果的精细度和可靠性。结果表明:利用精细化物探技术对狭窄空间内隐伏管路进行综合探测、对比解释,能够精确地查找地下隐伏管路位置,效果理想,结果可靠。     

综合物探技术在工作面地质预报中的应用北大核心

为解决地面物探方法在矿井地质构造和水文地质勘查中分辨能力不足的问题,了解综采工作面内小型断裂构造的发育情况及导水特征,采用综合矿井物探方法对同一工作面进行地质预报研究。先后在同一工作面内的2条巷道,采用透射法槽波地震勘探技术和无线电波透视法对长1050 m、宽195 m工作面内的隐伏断层、陷落柱进行了双边精细勘探,获得了槽波地震速度分布和无线电波透视衰减系数成果;利用矿井瞬变电磁法对工作面内的含水构造进行了精细勘探,获得了工作面视电阻率成果;结合已知地质信息,对3种矿井物探方法圈定的物探异常进行了综合解释和可靠性分析,最终解释了隐伏断层3条,含水区5处,已知的2个陷落柱暂未导水,但是陷落柱附近存在低阻含水区,在采掘过程中存在导通的可能性;揭露的中小构造均有物探异常显示,勘查结果经矿方钻探和采掘验证,验证率达到80%。研究表明:矿井物探由于距离地质目标体较近,且可以充分利用工作面两侧巷道进行单一方法的双边联合探测,因此可以实现断距小于2 m的中小断层的精细勘探,但是单一矿井物探方法解释推断的物探异常区往往受方法本身及工作环境的影响出现一定的偏差;根据地质任务及地质目标体的物性差异,选择多种合适的矿井物探方法进行联合探测,结合地质资料进行多参数综合解释,可实现矿井中小地质异常体的有效探测。     

刘桥一矿665工作面内构造综合物探探查研究

由于地面三维地震探测结果受探测深度和探测环境所限制,在同一水平面中异常摆动幅度较大,甚至会出现假异常,给工作面的正常回采带来极大的影响。以刘桥一矿665工作面为例,采用井下无线电波透视和井下MSP震波两种物探方法对665工作面内地面三维地震解释的横穿断层进行物探探查,两种物探探测结果显示在工作面切眼附近煤层变薄、缺失,并未发现地面三维地震所解释的横穿断层,两种物探探测结果与工作面回采揭露资料基本吻合。探查结果证明了井下综合物探的方法对工作面内地质异常体能够进行准确的定位,保证了工作面的正常回采。     

松软煤层沿空掘巷围岩变形破坏规律研究

采用现场实测及数值模拟的方法,以恒源煤矿Ⅱ616沿空风巷为工程背景,对松软煤层中沿空掘巷围岩变形破坏规律进行了研究。结果表明,松软煤层中沿空掘巷两帮内挤变形约为顶底板移近的1.89～2.5倍,且煤柱帮移近变形占两帮总位移的60%左右,实体煤帮变形趋于稳定时间明显早于小煤柱帮。同时通过对围岩塑性破坏场的分析,揭示了沿空巷道的实体煤侧肩窝为沿空巷道的应力集中区及支护的关键部位。     

桁架锚索在急倾斜薄煤层沿空留巷的研究及应用

为了探索急倾斜薄煤层沿空留巷的新途径,提出了桁架锚索+W钢带+锚杆+金属网联合支护技术,建立了急倾斜煤层沿空留巷顶板岩层断裂的悬臂梁力学模型,采用碎胀体积法确定了工作面倾斜方向直接顶垮断的位置,通过静力学平衡方程确定了冒落矸石对桁架锚索的最大作用力,由此制定了支护设计方案,并经过了现场实践的检验,获得的成果可为急倾斜薄煤层沿空留巷设计提供良好借鉴。     

SSP技术在采空区探查中的应用

隧道施工中经常会遇到煤矿采空区,采空区的探测是工程物探领域的疑难问题之一。常规的反射地震方法在地质结构横向变化较大的山区效果不佳,电磁方法对无填充的高阻采空区很不敏感。SSP来源于以地震散射理论为基础的隧道地质超前预报技术TST,与TST不同的是SSP采用地表观测方式,用于煤矿采空区的探测。在复杂地形地质条件下查清了埋深120 m范围内煤层与采空区的分布。这项研究表明地震散射技术可以作为一种新的地震勘探手段。     

铁路通过煤矿采空区稳定性评价

通过工程地质调绘，综合物探等方法对铁路通过煤矿采空区的稳定性进行评价，并提出可靠 的措施与建议。     

露天煤矿井工采空区火区磁法探测研究

由于早期的小煤窑不规范开采,露天煤矿内形成了许多不规则的采空区,残煤自燃造成的采空区高温易引起爆破器材自爆等危害。准确确定采空区位置及属性、采空区内火区位置,对规避露天矿安全风险十分重要。通过分析煤层着火机理和特征,提出利用磁法探测火区的物探方法。利用傅氏变换的褶积转换原理对火区的磁异常进行解释。用加拿大GSM-19T型质子磁力仪对安家岭露天煤矿首采区3 km 2的重点区域进行了火区探测,分析了首采区19个磁异常点,通过综合分析确定了疑似火区,与实际相符,钻孔验证了磁法探测火区的可靠性。     

重庆地区煤层气资源开发模式研究

通过研究分析目前国内外煤层气开发模式,结合重庆地区实际地质情况,提出了适合重庆地区的综合开发模式。即:采煤前地面压裂抽采,预抽原始煤层的煤层气;采煤时井下预抽,利用采掘工作的超前压力,开采卸压,进行井下煤层气抽采;采空区及废弃矿井煤层气抽采,通过地面钻井、埋管及巷道抽采煤层气;以及矿井通风煤层气的回收利用。形成了煤层气综合性规模开采的一种最为经济、有效的模式,同时也指出了这一模式需要解决的主要问题与关键技术。     

瞬变电磁法在煤矿水害探测中的应用研究

煤层附近的富水区和采空区积水严重威胁着煤矿的生产安全,传统的地球物理方法在煤矿水害勘查工作中得到应用的同时,新的更先进的物探方法不断涌现,本文通过实例阐述了瞬变电磁法在探测采空区积水和煤层顶底板富水区中的实用性和有效性。     

基于瞬变电磁法的露天煤矿开采界内小窑采空区探测技术

针对宝日希勒露天矿开采境界内存在多个小煤窑采空区的问题,采用了以瞬变电磁为主,浅层高分辨率地震勘探为辅的综合地球物理探测方法对小窑采空区进行探测,查出采空区的位置,运用钻探手段进行验证,爆破手段进行处理,有效地查明了该矿采空区的分布,确定了采空区的大小、范围,保证安全生产。     

小煤矿采空积水区综合探放技术应用分析

分析了物探、钻探、化探3种井下探测手段对掘进巷道中煤矿小窑采空积水区有效探测的可行性及实用性。通过在柳湾煤矿西翼胶带巷巷道P51点东51处进行物探工作，工作结束后根据物探结果设计钻孔并进行钻探探放水，之后采用化探技术手段分析水质类型并分析水源，通过分析与总结物探、钻探、化探工作对小煤矿采空积水区探查中发挥的作用，证明了井下多种探查手段综合应用的合理性和有效性。在井下防治小煤矿采空积水区时，该矿采用物探先行、钻探验证、化探跟进的工作方法，并将物探、钻探、化探测工作严格执行到位，相较之前的采用单一技术手段，掘进巷道中小煤矿采空积水区的防治效果得到了明显提升。     

超浅层地震勘探技术在小煤窑采空区中的应用研究

介绍了超浅层地震勘探技术在内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜区杨家村井田工业广场应用的实例,论述了在煤矿区利用二、三维地震勘探方法探测小煤窑采空区时遇到的技术难点和所采取的技术措施及获得的效果,同时分析了该技术当前存在的一些局限性以及结合其他物探手段在探测老窑采空区等方面的应用前景。