地面钻孔并行三维电法探测煤矿灰岩导水通道

 提出利用地面钻孔并行三维电法探测煤矿灰岩导水通道,为煤矿灰岩水害防治提供新的物探手段。该方法在地面需布置3个钻孔,在各孔中置入一条电极电缆,电法测线需控制探测目标地层。将3钻孔电极电缆连成统一观测系统,利用并行电法仪采集AM法数据。将孔中各电极统一编辑坐标,对AM法数据进行三维电阻率层析成像,可得到3钻孔间三维电阻率变化情况。根据富水区与正常岩层间的电性差异情况,分析富水区可能的电阻率表现形式,再结合已有钻孔地层柱状、巷道涌水以及注浆资料等,得到灰岩地层中含水区及导水通道范围。将此方法应用于淮南矿业谢桥矿的探测,结果表明：该方法较准确地查明突水区灰岩地层导水通道,能很好地指导灰岩段注浆堵水工作,使得东风井车场涌水量大大减小,消除灰岩突水威胁。     

大功率激电在南京市凤凰山铜矿地质构造特征研究中的应用研究

利用大功率激电对南京市凤凰山铜矿勘查区进行电测深工作,采用等比对称四极装置进行测深工作,在勘查区内布置两条测线进行探测。对激电测深采集的数据进行分析,利用计算机软件得到视极化率反演剖面图和视电阻率反演剖面图。对图形分析认为:采用大功率激电进行勘测取得了较好的勘测结果,但实际操作过程中应考虑勘查区地形、电网的分布影响因素,对激电勘测到的异常区建议采用钻探验证。     

高密度电法探测未知目标体的技术及其效果

高密度电阻率法在各个领域得到了广泛的应用,并取得了良好的效果。本文主要说明了高密度电阻率法探测地下未知目标体的工作方法和各种可能遇到的问题及解决方案,包括线路连接,测线布置等方面,以及资料处理的细节问题。高密度电法不同装置具有不同的特点,这里结合高密度电阻率法数据采集过程中的各种因素进行了综合阐述,通过实例说明了高密度电法探测未知目标体的装置特点及其适用领域。     

电法在公路下伏地质缺陷精细探测中的应用

黄土地区地裂缝、黄土暗穴及滑坡等不良地质缺陷,对公路的建设和安全运营构成了影响和威胁。利用电阻率法探测地质缺陷,有着良好的物性基础和探测依据。高密度电阻率法可以实现装置的灵活选择和数据的大覆盖采集,成为浅地表地质勘查的主要方法。本文在数值模拟、物理模拟及工程实践的工作基础上,分析了偶极—偶极、多重中间梯度和五极纵轴测深装置的探测效果。结果表明,不同装置类型有不同的分辨能力,激电信息有助于对地质缺陷的分辨,应用双频激电法可以同时获得高精度的地电阻率和激电信息,是探测地质缺陷的有效方法。     

延时性高密度电法监测土壤中盐水溶液扩散过程的初步研究

为研究高密度电法对地下无机物污染液体渗漏监测的有效性,在野外进行了延时性高密度电法实验。在场地内采集浇盐水前和浇盐水后不同时刻的高密度电法数据,分析了视电阻率的时空变化特征。初步实验结果表明,延时性高密度电法对盐水溶液的扩散有很好的探测效果,揭示了延时性高密度电法这种新的地球物理方法将对无机类化学污染物的扩散、海水入侵、堤坝的渗漏、未饱和区域水的渗漏等工程地质和环境地质问题起到越来越重要的作用。     

超高密度电法的对比分析研究

超高密度电法是建立在常规高密度电阻率法基础上的一种新型地球物理探测方法,其继承了高密度电法的诸多优势。首先在数据采集过程中使用多通道数据采集方式,充分利用已经布好的电极,除供电电极以外其他电极均可以进行数据采集,在此过程中缩短了因为进行单一数据采集而消耗的时间,并且增大了数据采集量,从而提高了工作效率;其次,改进型的超高密度电法可以进行多种装置采集所得到的数据联合反演,避免单一数据反演产生的结果畸变,从而提高了探测精度。本文首先介绍了此方法的基本原理、观测方式等;其次通过一个典型模型进行超高密度电法和常规高密度电法的对比分析,确认此方法在实验过程中明显提高了工作效率;此后,在进一步的分析过程中,使用改进型超高密度电法,将若干种装置采集得到的数据分别进行联合反演,还进行了多参数联合反演,取得了良好的应用效果。     

高密度电法在某已知空洞区的应用探讨

首先简单介绍了高密度电法的基本原理及其工作方法,然后针对某一已知空洞区,从测线布设、改变现场供电条件、电极间距的大小等三方面详细地阐述了高密度电法在空洞区勘探面临的主要问题。通过对比分析不同条件下的反演视电阻率剖面图,明确了该方法在空洞探测中的应用条件,为今后的相关工作提供了指导作用。     

利用高密度电阻率法确定滑坡面研究

高密度电阻率法探测是滑坡面探测的有效手段，而适宜的现场工作方案和相应的资料解译模型是获取可靠探测成果的前提。针对高密度电阻率法探测中常用的4类电极排列方式，即温纳、施龙贝格、偶极、二极装置，利用有限元方法二维正演模拟建立了均质土坡滑面、软弱夹层滑面、堆积层滑面、构造破碎带滑面的标准地电模型剖面；明确了进行不同类型滑坡工程地质调查时不同电测装置的探测能力和视电阻率异常模式；提出了复杂地质条件卜斜坡问题探测数据有效处理的设计比值参数方法。最后给出2个利用高密度电阻率法进行滑坡工程地质调查的典型研究实例。     

跨孔超高密度电阻率法在花岗岩球状风化体勘探中的试验研究

跨孔超高密度电阻率法是一种全新的电法勘探理念,在两钻孔中一次布极,采集任意组合电极间的电位信息,1h内能采集数万条数据,在城市中采用跨孔观测能避开近地表干扰,提高数据信噪比,数据预处理后利用2.5维反演技术计算断面真电阻率数值。本文就一揭露的孤石进行跨孔超高密度电阻率试验,试验结果表明该法对孤石发育位置勘探结果理想,能满足地质超前预报需要,勘探精度随孔深和孔间距的比例系数增大而提高,结合试验过程总结该方法应用中应注意事项和发展方向。     

高密度电阻率法基岩面三维技术研究

传统的利用高密度电阻率法确定土岩分界流程是:通过在地表布置物探测深剖面,采用高密度电阻率测深仪器测量地表以下岩土体的二维视电阻率断面图,然后根据地质情况推断解释,最后获得二维测线上的土岩分界面。可以看出传统方法在基岩面探测方面得到的成果单一,基岩面展示不够直观。本文为了解决现阶段基岩面探测中遇到的问题,降低工程成本,并提倡"提高效率,降低费用,绿色节能、安全环保",在原有工作的基础上,研制出一种切实可行的方法来解决此类问题。     

泥水盾构开挖面渗透带土体电阻率特性试验研究

泥浆渗透是泥水盾构开挖面成膜的关键过程,土体电阻率表征方法能够及时、有效反映泥浆渗透状态。采用二电极交流电法电阻率测试仪对泥浆 土体混合物的电阻率进行了测试,研究了孔隙水、CMC(羧甲基纤维素钠)、电极间距和泥浆浓度等因素对土体电阻率的影响。结果表明：土体电阻率随泥浆浓度增大而减小;海水和CMC的掺入将降低土体电阻率,但两者对膨润土颗粒的作用机理有所不同,海水的掺入导致膨润土颗粒发生絮凝和团聚,而CMC的掺入将使泥浆中离子的定向迁移能力增强;接触电阻亦对土体电阻率产生影响,为了获得可靠的土体电阻率测试值,应进行多次不同电极距离的测试。     

煤层底板导水裂隙演化规律的电法探测研究

 通过试验测定不同岩样在充水条件下应力–应变全程电阻率的变化,给出在采动过程中煤层底板岩层产生导水裂隙时的导电性变化规律,并以此为基础建立底板采动导水裂隙带动态演化地电模型。利用三维电法正演软件对此地电模型进行正演数值模拟,得出煤层底板导水裂隙演化过程中的视电阻率响应特征,为矿井电法数据采集系统设计和资料处理解释提供理论依据。依据全空间高精度三维电法测量的思想,提出煤矿底板导水裂隙带动态监测系统的设计原则和技术要求,为现场实际工作条件下煤矿底板破坏裂隙带动态监测系统设计提供依据,并成功用于安徽一矿底板破坏导水裂隙带演化规律的探测。实测结果表明,采用三维电阻率法探测(监测)底板导水裂隙带演化过程效果明显,能显示出底板在回采过程中变化破坏情况,有利于煤矿底板突水预测和突水防治措施的制订。     

高承压水上采煤底板突水通道形成的监测与数值模拟

 底板采动破坏及导水通道的形成是底板突水发生的必要条件,也是进行矿井突水的监测预报基础。以新义矿为例,采用现场监测及数值模拟等手段,研究高承压水上采煤底板采动破坏及突水通道的形成及演化过程,分析该过程中的底板电阻率、应力及孔隙水压力的变化规律。结果表明：高承压水上采煤底板受工作面超前支撑压力破坏严重,11011工作面底板破坏深度达到25 m,大于一般经验计算值;建立的基于流–固耦合底板采动破坏数值模拟模型更能准确、客观地反映底板破坏的影响因素,模拟的最大破坏深度为23.75 m,与现场监测结果接近;采动过程中的底板电阻率、应力以及孔隙水压力变化较好地反映底板破坏及突水通道形成、演化以及充水的整个过程,可作为矿井突水临突监测预报的重要信息源。     

基于地下水渗流中地电场响应的矿井 水害预警试验研究

 通过建立渗流–电测模型,在渗流过程中采用网络并行电法仪进行时空域地电场参数试验,首次取得渗流中地电场参数的空间瞬态响应。以电位、电流等时线和视电阻率等时面特征为依据,发现渗流过程中自然电场在时空域均表现为上升趋势,自然电位等时线的极值点指示渗流位置,并具有超前感应能力。激励一次场电压、电流可以精确确定渗流液面与渗流速度,适合于非均匀地质体渗流规律的研究。实时视电阻率图像具备跟踪识别渗流区域和相对水量变化的能力,随着视电阻率变低,地下水渗流趋向饱和。通过对五沟煤矿的实际地电场监测,提前2 d成功预报了1013工作面底板出水,巷道自然电位极值点指示出水位置,视电阻率等时面指示出水水源层位。采用井下地电场的空间同步监测技术,可用来进行煤层底板水害的实时监测研究,在矿井突水灾害防治中具有应用前景。     

基于松弛变量的不等式约束三维电阻率并行反演方法研究

 三维电阻率反演存在多解性问题,且求解耗时较长,制约着电阻率法探测的实际应用。针对该问题,提出在反演方程中施加不等式约束、设计并行算法的解决思路。在传统的常规光滑约束反演基础上,引入松弛变量,将携带有地下介质电阻率变化范围上下限值信息的不等式约束施加到反演方程。利用原始对偶内点法原理,构造新的目标函数,可将模型电阻率值限定在不等式约束范围内并直接在约束规定的可行域内进行寻优,从理论上可压制反演的多解性。同时,设计偏导数矩阵求解并行算法和Cholesky分解并行算法,可使反演速度提高50%以上。综上形成了基于松弛变量的不等式约束三维电阻率并行反演方法,并开展相应的数值反演试验与工程应用验证。结果表明上述反演方法充分利用不等式约束的先验信息,在去除反演成像的假异常、压制反演的多解性、改善反演准确性和计算效率等方面有明显效果。     

生活垃圾渗滤液污染砂土电阻率法量化检测研究

为分析电阻率法对生活垃圾渗滤液污染区边界和污染程度量化检测能力,在室内模拟渗滤液渗漏污染过程,分别利用二维,三维电阻率映像法和电极探杆法对污染过程进行检测.检测结果显示,土层被渗滤液污染后,在二维和三维视电祖率剖面图中均表现为低阻异常区.异常区边界和污染区边界具有对应关系,并随渗滤扩散范围和污染程度变化而改变.电极探杆法测量电阻率值和污染土中的渗滤液含量具有对应关系,基于建立的Archie型公式可反算求取土体中污染物含量,计算相对误差低于10%.基于电测结果的渗滤液含量求取过程需开展渗滤液稀释过程的电阻率测试试验和不同含水饱和度土样电阻率测试试验以确定相关参数.     

电阻率法在深部巷道分区破裂探测中的应用

 淮南丁集煤矿西部采区南运输大巷埋深达955 m,已显现出深部开挖的特征。为研究深部巷道围岩破裂情况,在该巷道选取2个监测断面(宽5.0 m,高3.8 m),每个断面布置5个钻孔,测量围岩电阻率沿钻孔深度的变化。电阻率是岩石的重要电性参数,岩体的破碎程度对电阻率的影响较大,一般有裂纹的地方,电阻率产生突变。采用ResiTest–4000电阻率测试仪和研制的孔内探头,对钻孔内岩体电阻率进行测试。岩石破碎区电阻率基准值根据每一钻孔电阻率平均值(剔除特异点)确定,大于基准值的为破碎区。根据测试结果,绘制巷道围岩分区破裂图,与钻孔电视观测结果较吻合。结果表明,该巷道围岩有4个破裂分区;破裂分区带的半径与巷道半径基本呈线性关系;巷道周边破裂区宽度最大,平均达到3.12 m,依次分区破裂带的宽度有递减趋势。