基于面波的巷道揭煤超前探测试验研究

为实现对揭煤巷道前方煤层界面的探测,研究面波在巷道中的速度变化,以潘二煤矿为例,利用面波具有能量强,S波遇不连续界面反射的特点,开展了地震波超前探测的试验研究。通过分析巷道面波在巷道中的传播特征和对激发震源的要求,使用可控震源激发巷道面波、微震监测系统连续记录;利用面波在巷道中的走时,应用直达波和反射波的时间差计算巷道面波和S波速度,实现掘进工作面与煤层距离的计算。试验结果表明:地震波超前探测法可以准确探测巷道掘进工作面与煤层界面的距离,与钻探距离相比,测量误差不超过0.5 m,可为石门揭煤前地质构造探测提供一种新途径。     

瞬态面波法在岩溶路基础处治的应用

当路基通过岩溶区时,需对地基进行加工处理。因此在实际工程中,对岩溶位置的识别及加固后的质量评价至关重要。阐述了瞬态面波法的检测原理,并以长石铁路复线岩溶路基为例,介绍了瞬态面波法在该工程中的应用情况。经工程验证,瞬态面波法在处理岩溶路基中具有操作方便、快速、分辨率高等特点,其效果明显。     

沿空留巷围岩受力变形特征及支护对策

以贺西煤矿3311工作面沿空留巷为背景,采用FLAC~(3D)有限差分程序计算分析了不同工作面回采阶段沿空留巷围岩、充填墙体及煤柱中的应力、变形分布特征,提出了沿空留巷合理的支护对策。研究结果表明:沿空留巷直接顶内的垂直应力和水平应力变化剧烈程度明显大于基本顶;围岩及充填墙体受力变化受3311工作面回采滞后采动应力作用明显,且主要对垂直应力的变化产生影响;3313工作面二次采动阶段,巷道围岩的变形受采动影响的敏感性远大于受力,即在充填墙体和巷道围岩应力增加很小的情况下,巷道变形增幅却相对较大,且主要表现为底鼓和两帮移近。井下试验表明,采用锚杆锚索与充填墙体联合支护后,通过优化现场施工工艺,沿空留巷满足了回采工作面的通风需求,降低了巷道掘进成本,实现了回采工作面快速推进。     

瞬态面波法检测抛石挤淤填海地基强夯加固效果

以青岛新建某厂抛石挤淤填海地基强夯加固效果检测为例，剖析瞬态面波法检测大面积碎石回填地基强夯加固效果的原理、方法及该方法的可靠性。通过该工程实例，说明瞬态面波法与其它传统方法结合，能经济、快速、可靠地对碎石回填强夯地基进行大面积检测。     

多道瞬态面波在地下洞穴探测中的应用研究

利用面波法对地下洞穴进行探测,研究分析测得面波频散曲线,由已知参数标定识别出洞穴曲线特征。同时通过多种物探方法对比分析面波在地下洞穴探测中取得的效果,从而确定面波在地下洞穴勘探中的高精确度和可靠性。     

P波各向异性检测在采空区导水裂隙带探测中的应用

为了研究工作面导水裂隙带发育情况,在陕北某煤矿进行了宽方位角、小面元、高覆盖的三维地震勘探。受地震勘探精度限制,传统方法很难对裂隙发育情况进行描述。引入P波各向异性检测技术对导水裂隙带进行研究。首先,将不同方位角地震数据进行叠加、偏移处理;之后在不同方位角偏移数据上进行蚂蚁追踪,利用蚂蚁追踪数据进行各向异性检测。经各向异性检测认为裂隙发育强度与距煤层顶板距离成反比,裂隙最大发育高度为118 m。通过各向异性数据与地震振幅数据结合分析认为研究区导水裂隙尚未发育到风化基岩面,未导通萨拉乌苏组含水层。应用实践表明,P波方位各向异性裂隙检测方法能够准确预测导水裂隙带的裂隙分布特征及发育高度。     

基于三维数值模拟的复杂构造地区槽波精细探测研究

为了查明六家煤矿E1N₄6-7工作面构造分布和煤厚变化情况,保证矿井安全生产,根据E1N₄6-7工作面实际地质特征开展了三维数值模拟工作,在分析工作面槽波及频散特征的基础上开展了工作面透射槽波研究。研究结果表明,采用交错网格有限差分GPU并行法对基于实际地质特征的三维多岩层断裂模型实施弹性波场数值模拟,可揭示落差3 m断层的槽波能量变化;采用“全息采集”方式布设观测系统,可最大限度地接收有效槽波信号。透射槽波探测结果显示,E1N₄6-7工作面共存在3处断层和1处煤厚变薄区,共4处地质异常。工作面回采实际揭露情况与此次槽波探测结果吻合良好,验证了该方法的可靠性。研究为精细探测构造复杂地区的微小断层奠定了基础。     

煤层风氧化带的槽波响应特征及探测方法应用研究

为了研究煤层风氧化带的槽波响应特征,建立包含煤层风氧化带的工作面三维层状模型,对波场模拟结果进行分析,采用槽波速度和振幅衰减系数CT成像方法实现了对煤层风氧化带的探测,并在王洼二矿215041工作面开展现场实验。结果表明：煤层风氧化带的槽波响应特征为槽波速度与主频升高、振幅能量衰减,以速度和振幅衰减系数的槽波CT成像方法可以实现对煤层风氧化带的探测;现场实验中槽波振幅能量衰减系数CT成像方法准确率为93.3%,探测精度高于槽波速度CT成像方法。     

新型珍珠岩混凝土砌块砌体力学性能研究

新型珍珠岩混凝土砌块由岩棉、珍珠岩、水泥、骨料等材料制作而成,其具备抗压强度高、自重轻、热工性能好等优点。本文通过制作珍珠岩混凝土砌块砌体抗剪试件、抗压试件和墙体轴心受压试件,进行砌体抗剪强度及墙体轴心受压试验,得到相关试验值并分析其特征。结果表明:新型珍珠岩混凝土砌块砌体沿通缝抗剪试验破坏面位于砌块与灰缝砂浆交接处,其抗剪强度一方面取决于砌块与砂浆的黏结面积大小,另一方面取决于灰缝砂浆的黏结强度;其墙体轴心受压破坏特征与普通混凝土砌块墙体轴心受压破坏特征基本一致。研究成果可为实际工程应用提供理论依据。     

多道瞬态瑞雷波法在某隧道岩溶探测中的应用

该文介绍了在贵州某隧道面波检测中,利用GEODE24野外地震仪采集面波数据,经傅里叶变换在频率-波数域显示多模式(模态)面波能量团,之后手工提取相速度曲线做出速度剖面,并利用遗传算法对多模式表面波联合反演分析异常,发现了低速带,而且在反演模型中的相应位置也发现混凝土层的塌陷脱空.经钻探验证表明异常圈定较准确,效果令人满意.     

沿空留巷围岩稳定性分析及墙体宽度的确定

以淮南某矿62110风巷沿空留巷为工程背景,采用数值模拟方法分析了不同墙体宽度下煤柱、墙体、直接顶上方的应力分布特征,并结合理论计算确定墙体合理宽度。井下实践表明,墙体宽度留设科学、合理,为顺利实施沿空留巷提供了保障。     

面波技术在地基加固中的应用研究

瞬态面波法作为一种新型勘探方法,凭借其高精度、低成本、简便且无损等特点在当今工程检测领域得到了越来越多的应用。利用瑞雷波的频散特性对云阳张飞庙广场的夯击质量进行检测,分析了面波技术的主要特点、检测原理及实际工作方法,并对其中重要采集参数的设置进行了详细阐述。同时,重点研究了借助一种新型反演算法——人工蜂群算法进行频散曲线联合反演的应用效果。     

被动源面波勘探在地层分层中的应用研究

从被动源面波勘探的原理出发,概述了被动源面波频散分析技术的要领,通过对试验研究区进行被动源面波方法进行勘探,并对获得的被动源面波数据进行处理,验证了基于天然源面波波频散曲线提取技术的被动源面波勘探方法。同时结合地质资料,对被动源面波勘探数据进行地球物理反演,建立了试验研究区地下地层结构的地质模型,对其地下地层的划分取得了良好的效果,为今后被动源面波勘探这一地球物理勘探方法在矿产资源勘查和工程勘查中的应用提供了依据。     

墙体水平切割爆破炮孔装药量的计算

文章根据墙体水平切割爆破破裂过程,建立了其破裂物理模型,应用爆炸应力波理论,考虑雷管延时的飘移对破裂过程的影响,得出了其炮孔装药量与墙体结构、力学性能、炸药性能和爆破参数有关的计算公式,可供设计者参考。     

地震映像法和瑞雷波法在某隧洞塌腔勘察中的应用

该文介绍了为查明某输水隧洞顶部塌腔范围,选用高密度地震映像法和瑞雷面波法进行综合探测,从而获得了塌落区高密度地震映像法剖面及二维面波等值线图,并依据塌落松散体、空洞以及相对完整岩体之间存在的弹性波差异,运用地震波运动学特征对资料进行解译分析,确定隧洞洞顶塌落区范围及深度,取得了良好的应用效果,为隧洞加固施工处理及方案优化提供了科学依据.     

利用瑞雷波法检测路基密实度

在高速公路质量检测中,路堤土压实度是衡量土方路基重要的质量指标,提出了提高压实度计算精度的处理流程,应用τ-p变换提取面波,获取高信噪比的频散曲线,采用瞬态面波反演横波速度,提高横波速度计算精度,进而计算压实度.用上述方法对赣州高速公路某段振冲压碾效果进行了无损检测,其结果与取样分析及开挖结果一致.     

碳纤维复合材料界面脱粘缺陷的红外热波检测

针对碳纤维复合材料构件界面脱粘缺陷,采用调制激励红外热波技术进行了无损检测。在分析调制激励红外热波检测技术基本原理的基础上,搭建了卤素灯激励红外热波检测系统,并进行了系统的检测试验;对碳纤维复合材料构件表面热波信号进行傅里叶变换,获得红外图像序列对应的幅值图,有效改善了特征图像的信噪比;分析了采样频率、光源输出功率和调制频率对幅值对比度的影响规律。     

凌志达15207工作面反射槽波综合探测

反射槽波探测是一种新型的井下物探技术,主要用于探测工作面内断层的发育情况。为有效探测凌志达煤矿15207工作面内异常地质构造的发育情况,开展了反射槽波法探测试验,采用反射槽波成像方法对井下槽波数据进行处理,最终获得了15207工作面内多种异常地质构造的成像结果。实验结果表明:反射槽波能够有效探测断层、陷落柱、挠曲等多种异常地质构造的位置及在工作面内的延展情况。     

应力波在闭合结构面传播过程的波形特性

通过试验,研究了应力波在闭合结构面的传播过程。研究发现,闭合结构面不仅会影响应力波传播速度,而且还对应力波波形有重要影响;透射波能够有效反映应力波在结构面的传播过程,不同分段的透射波形反映了不同的信息。这为利用应力波探测岩体结构面特性提出了新思路。     

沿空留巷围岩应力分布的数值模拟

以李村煤矿2302工作面沿空留巷为背景,采用FLAC~(3D)数值模拟软件对不同巷旁墙体宽度下巷道围岩应力及其应力演变规律进行了分析,为确定沿空留巷巷旁墙体合理宽度和支护参数提供了理论依据,同时也为类似矿井工作面沿空留巷提供了借鉴。