瞬变电磁法在复杂地段巷道水害探测中应用

以义煤集团石壕煤矿一水平南翼轨道运输大巷为例,针对巷道底板隔水层薄弱、涌水量大及位于构造复杂区域的情况,为防止掘进工作面发生超前或构造滞后突水,采用井下瞬变电磁底板探和超前探相结合的方法,查明了掘进前方100 m范围内岩层含富水情况及掘进后方巷道底板下富水异常区,经钻探验证了物探成果的准确性,对复杂条件下巷道水害探测提供了参考。     

矿用本安型瞬变电磁仪在矿井超前探的应用

本文基于矿用本安型瞬变电磁仪工作原理,对煤矿掘进巷道前方顶底板隐伏含(导)水构造进行探测,解译分析并进行钻探验证。结果表明:矿用本安型瞬变电磁仪超前探通过合理的布设探测角度可避免探测盲区,解译结果准确度较高,辅佐钻探验证等综合勘察方法,保证矿井安全生产。     

矿井综合物探技术在巷道前方导水构造探测中的应用

导、含水构造给井下安全生产带来严重的安全隐患,超前钻探是对掘进巷道前方导、含水构造常规的探测方法。但钻探仅是一孔之见,无法对巷道前方范围普遍探测。超前钻探与物探结果相互结合相互验证,可更加高效、经济、准确地了解巷道前方的水文地质情况。结合矿井直流超前探测法及矿井瞬变电磁法对巷道掘进进行跟踪探测,通过钻探验证所测得的异常区,取得了较好的应用效果。     

复杂断层带富水性矿井瞬变电磁法探测研究

复杂断层带富水性的探测关系到矿井的采掘安全。探讨了矿井瞬变电磁法超前探测的基本原理与技术方法,分析了断层带富水性的地球物理响应特征,结合某矿巷道掘进前方断层带出水位置的矿井瞬变电磁法探测,提出了立体探测方案,对探测结果进行了分析解释,得到钻探验证。研究表明,利用矿井瞬变电磁探测技术可以有效地获得掘进巷道前方复杂断层带的富水程度、位置和范围,可以为掘进巷道防治水工作提供可靠的技术保障。     

瞬变电磁法在长平煤矿构造探测中的应用

为探查长平煤矿巷道掘进中的隐伏构造,防止突水事件,基于矿井瞬变电磁法全空间"烟圈效应"理论,根据现场巷道地质情况,优化井下巷道顶底板的探测方向和角度,设计了超前探测方案,初步判断巷道前方存在隐伏含水构造异常区,通过对异常区进行超前钻探验证,确定掘进巷道前方存在陷落柱。实践表明,探查结果与巷道实际揭露情况基本吻合,肯定了瞬变电磁法在矿井含水构造探查应用中的有效性和实用性。     

采区巷道施工中的综合探放水技术

母杜柴登煤矿采区巷道探放水遵循"预测预报,有掘必探,先探后掘"的原则;对掘进工作面前方探查出的含导水构造、富水异常区及封闭不良钻孔等,坚持"先治理,后掘进"的防治水技术思路。地面物探、井下直流电法超前物探、工作面钻探相结合,相互印证结论,有效地避免了误揭含水层,保证了巷道施工安全。井下长短探结合,满足了探放水要求,缩短了探放水工期。采区巷道施工中,探测到了多个富水区,均进行了有效的防治,收到了预期效果。     

瞬变电磁和多波地震法在探水中的应用

为了对巷道掘进前方老空区积水进行有效预测预防,保证安全掘进,以矿井瞬变电磁法和多波地震法探测技术在金达煤业1盘区主运大巷掘进迎头超前探测为例,先用瞬变电磁法探查掘进前方富水异常区域,结合多波地震法来确认异常的范围和位置特征,再钻探探查验证。综合物探技术能够实现对掘进前方老空水的超前预报,避免矿井发生水害事故,为矿井防治水工作提供有效的技术支持。     

瞬变电磁超前探测技术在安阳煤矿巷道掘进中的应用

煤矿巷道掘进头前方隐伏的导含水构造极易造成突水事故的发生,准确及时地对其预报成为矿井安全生产的关键。矿井利用矿井瞬变电磁超前探测技术对隐伏构造导含水性超前探测有很好的效果。安阳煤矿1601巷道掘进过程中采用了该项技术,取得了良好的地质效果,为安全掘进提供了有效指导。     

青洼矿21031巷超前探测钻孔设计及安全措施探析

针对青洼矿21031巷掘进通过承压水层工程问题,采用瞬变电磁技术及超前钻探技术准确判断了承压水区域大小、含水量及水压情况,不仅降低矿井水害对巷道掘进施工影响,还保证了巷道能够较为安全、快速地掘进。综合运用物探、钻探相结合的探测方式过承压水层的成功实践对青洼矿在防控突水灾害方面有着积极的指导及借鉴意义。     

掘进巷道构造富水性电法探测综合应用研究

从电法超前探测技术的应用原理、实施方法等方面分析,分别阐述了目前二维直流电法、瞬变电磁法、三维高密度等超前探测方法的优缺点和在实际应用中的适用条件。根据井下巷道现场工作环境,采用矿井三维高密度超前探测技术、矿井瞬变电磁超前探测技术,对掘进巷道前方断层富水带进行综合探测并对比分析。探测结果表明:三维高密度电法较矿井瞬变电磁方法具有更广的适用性、抗干扰能力;矿井瞬变电磁方法具有较高的低阻分辨能力、一定的探测方向性;两者综合应用于巷道前方构造富水区探测中具有互补性强、精度高等特点。     

井下综合超前探测技术应用与分析研究

针对煤矿水害事故的频繁发生,煤层顶底板及前方水体灾害探测不准确不及时的难题,根据“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”原则,提出了将地震槽波勘探、瞬变电磁法和无线电波坑透3种物探方法相结合,对每种物探方法的异常区域相互联合解释,对异常重叠区域进行重点防治。从探测成果图看,槽波地震勘探分辨率高,对于煤层厚度以及细小构造探测效果好;无线电波透视法对顶底板水体灾害反应灵敏,瞬变电磁对于低阻富水灾害体灵敏度高,3种方法的异常重叠区域就是比较可靠的富水区。结果表明:采用多种方法进行综合勘探,异常定位准确可靠,能够发挥每种方法的优越性,为煤矿井下超前探测提供了新的思路。     

基于矿井电法的水害超前探测技术的研究

 在煤矿巷道掘进过程中,极易遇到断层、裂隙等含水构造以及采空积水等含水体。为了对前方各类含水体进行有效的预测预防,消除突水的潜在威胁,保证煤矿的安全掘进,本文以煤矿超前探测应用最广的矿井瞬变电磁法和矿井直流电法探测技术为例,通过井下超前探测数据采集、数据预处理和反演计算,形成电阻率剖面图,来解释巷道掘进头前方含水情况,建立了一套适合煤矿掘进过程中超前预报含水体的技术方法。结果表明：矿井瞬变电磁法可以多角度多方位探测,对大、中型含水体能较好的圈定分布范围;矿井直流电法对正前方进行探测,抗干扰能力强,对小型含水体能较好的区分距离;综合采用矿井瞬变电磁法和矿井直流电法对各类含水体探测更为精细。     

基于TEM的铁矿灰岩富水区探放水综合治理研究

某铁矿为典型的岩浆岩侵蚀形成的矽卡岩型矿床,地层破碎形成富水区,积水量大,严重威胁了矿区安全生产。针对该铁矿富水区水量大、范围广、威胁大、探测难、探放水复杂等难题,提出了一套适用于金属矿山富水区积水疏放的综合探放水技术。将等效参数法运用于大功率瞬变电磁探测中,用以区分传统瞬变电磁法难以区分的矿体和水体。根据大功率瞬变电磁法探测结果,并与地质资料和实际钻探数据相互验证、补充,确定富水区空间位置及大小,进而进行探放水设计,确定探放水方案。在探放水前,为了查明不同富水区之间的水力联系,优化探放水设计方案,提高探放水治理时的可控性,同时保证矿区生产区域的安全生产,在不同富水区之间进行了连通性试验,并对存在安全隐患的区域进行了及时处治,保障了矿山安全生产,为类似金属矿山综合探放水治理提供了有益借鉴。     

煤矿巷道快速掘进的“长掘长探”技术

煤矿巷道掘进效率低是造成采掘失调的主要原因,而掘进巷道超前探测距离短、精度低,且与巷道掘进存在施工时间、作业空间和探测环境上的矛盾,是导致掘进效率偏低的地质因素,常规的“短掘短探”技术已经不能适应巷道快速掘进对长距离、高精度地质超前探测的技术需求。“长掘长探”的工作模式是以煤矿井下千米定向钻机施工的主孔与分支孔为基础,实现对掘进巷道前方煤层赋存形态、隐蔽致灾地质因素的长距离探查;在定向长钻孔中采用钻孔瞬变电磁、钻孔地质雷达和方位自然伽马等孔中物探新技术,对钻孔径向30 m范围的地质构造、富水异常区进行探测,满足了快速掘进巷道前方长距离、高精度、全方位构造探测和隐患排查的地质需求。工程实践表明：基于“定向长钻孔+孔中物探”的“长掘长探”技术,实现了沿掘进巷道方向的“长距离”探测、巷道周围近距离高精度探测,为巷道安全、快速掘进提供了地质依据;同时,“长掘长探”技术能够满足井下探放水防治水细则的要求,解决了超前探测与快速掘进在施工时间、作业空间和探测环境上的冲突,有助于提高巷道快速掘进的有效时间,具有较好的技术适应性和推广价值,将为今后煤矿巷道快速掘进的高精度长距离超前探测提供可靠的地质保障...     

基于三维数值模拟及矿井瞬变电磁法的导水构造探测研究

导水构造隐秘性较强,是煤矿水害事故中的重大隐患,导水构造的有效探测对预防煤矿突水意义重大。基于目标层段煤系岩层地电特征及前期三维地震探测成果,建立了导水构造三维地质模型,运用Maxwell软件进行三维数值模拟以揭示区域导水构造的电磁响应特征;利用矿井瞬变电磁方法进行了掘进巷道左侧帮及巷道掘进面方向的数据采集,通过对数据进行适应性处理、反演计算和综合解释,明确了巷道左侧帮及巷道掘进面前方SF32导水断层的空间位置。结果表明,SF32导水断层在距巷道左侧帮45~50 m处呈东西向展布,延伸至掘进面左前方40 m区域时出现了向北西方向的转向。最终通过钻孔验证了该导水断层的方位,修正了前期三维地震勘探所解释该断层的空间位置,证明了该方法的准确性和有效性。     

瞬变电磁技术在煤层底板岩溶水探测中的应用

新安煤田各矿井受奥灰水威胁严重,曾发生过多次突水事故。瞬变电磁技术在底板岩溶水探测中得到了广泛应用,收到了较好的效果,文章分析总结了瞬变电磁在新安煤田各矿井应用的新特点:重度异常区是钻探验证的首选区域,可根据重度异常区的治理效果再对中轻度异常区进行处理;向斜区域是富水有利区段,异常区验证率较高;在判断突水水源时,利用瞬变电磁探测结果可实现对水源的快速、准确的识别。     

东庞矿突水陷落柱综合探查技术

东庞煤矿在2903工作面下巷掘进时突水被淹,水害治理一期工程中以封堵突水巷道、排水复矿为主,同时采用了地面钻探、三维地震、瞬变电法等综合手段,为确定突水通道为导水良好的隐伏陷落柱,不同探测手段确定的陷落柱截面积相差10倍以上;在二期陷落柱封堵工程中,在一期探查资料的基础上,以钻探资料为约束,以三维地震精细解释为重点,对陷落柱的边界重新进行了解释定位,确定了陷落柱空间形态,经过大量钻探工程验证,地质探查效果良好.     

矿井瞬变电磁法在勘探陷落柱富水性中的应用

在采掘时,因陷落柱导水而发生透水灾害会给矿上造成巨大的经济损失,如果在采前对采区的地质异常体探测清楚,就可以进行治理钻孔的施工,避免因盲目钻探而造成的损失。瞬变电磁法是水文地质勘查中有效的地球物理勘探方法之一,对低阻体反应灵敏。     

综合物探方法在陷落柱探测中的应用

针对煤矿巷道掘进面前方地质构造预报问题,采用矿井瞬变电磁和瑞雷波综合超前探测技术对小回沟矿1号西回风大巷进行探测,划定异常区域进行钻探验证。结果表明:使用综合物探技术能准确预测掘进面前方陷落柱的范围及含水情况,对类似地质条件的矿区的安全掘进具有一定的示范作用。     

综采工作面顶板上覆烧变岩富水性的精细探测研究

由于烧变岩裂隙较为发育,容易形成导水通道和储水富水区,从而严重威胁综采工作面的安全回采,因此需提前对烧变岩富水性分布规律进行精细探查,为顶板疏放水工作提供靶区。井下直流电法探测技术对地下水的反映较灵敏,且施工地点距离探测目标较近,能够探查清楚富水异常区的横向及纵向分布规律。对张家峁煤矿15207工作面主运巷顶板上覆烧变岩富水性进行了精细探测,并进行了钻孔验证。结果表明,井下直流电法探测技术对顶板上覆烧变岩富水性的探测效果较好,对煤矿工作面顶板疏放水工作具有较好的指导作用。