复杂水文地质条件下致灾因素的超前探测与研究

收集了近5 a来阳煤集团南岭煤矿的50余份矿井瞬变电磁勘探报告,对该方法在地质构造、陷落柱、采空区等方面勘探的响应进行了分析。结果表明:当煤层未受到构造、陷落柱、采空区等因素破坏,电阻率等值线变化较缓和,逐渐递变;当煤层受到上述因素破坏时,电阻率等值线会发生剧烈变化,视电阻率异常界限明显。断裂构造、采空区以及陷落柱等含水时会使电阻率急剧下降。     

测氡法用于隐伏断层探测的实验研究

从实验入手,利用室内较理想的环境,通过土槽实验模拟不同类型的断层产生的氡气异常特征。实验结果表明:正断层异常最大值没有出现在断层正上方,而是出现在其倾向方向的斜上方,氡异常曲线较缓的方向指示断层倾向,逆断层的异常形态与正断层相似,但是其影响范围更大;平移断层的氡异常呈对称分布,最大值出现在断层的顶部。断层上方覆盖物厚度的不同也可使氡异常不相同,一般上层覆盖物越薄,则氡背景值变化也大。     

综合电法勘探在煤矿多层采空积水区的应用

以山西晋中某煤矿为例,以瞬变电磁法为主,激发极化法为辅,对该矿2~#、4~#和9~#煤层的采空积水区进行勘探。通过对已知采空区试验工作,确定了该区2种方法的工作参数及可行性。并以采区120线的数据资料进行对比分析,验证2种勘探方法解释结果的一致性。根据视电阻率顺层切片图,圈定了该矿各层采空积水区的范围,以证明综合电法勘探的可行性。     

综合电法在煤矿双层采空区探测中的应用

根据多层采空区的地球物理特征,对盂县某煤矿双层采空区采用高密度电法和瞬变电磁法等物探方法进行综合探测,查明了该双层采空区的位置和范围.结果表明,根据多层采空区的地球物理特征,高密度电法结合瞬变电磁法探测煤矿多层采空区是行之有效的.     

煤矿双层采空区CSAMT响应规律

我国不仅是主要的产煤国，同时也是受水害影响最为严重的国家之一，随着煤矿开采深度、开采强度、开采速度、开采规模的增加和扩大，以及新煤田的大面积开发，煤矿水灾害威胁愈来愈严重，对煤矿采空区的分布进行精准地球物理探测是减少煤矿水害的主要途径，CSAMT法是煤矿多层采空积水区探测的重要电磁勘探方法。为研究阳煤集团某煤矿双层采空区的电磁响应规律，基于有限元法对不同类型双层采空区的CSAMT响应进行模拟。结果显示：(1)存在双层异常体时2个异常体电性同为高阻或低阻时，异常体的层间隔影响异常体的纵向分辨率，间隔较小时难以区分双层异常边界，当2个异常体间隔大于50 m时，可以区分为2个异常体的响应，异常体层间隔越大，响应越明显；(2)双层采空异常体中上层为高阻、下层为低阻异常时，2层异常体间隔达到10 m时就能够区分2层异常响应，层间隔越大，分辨能力较好；(3)双层采空异常体上层为低阻，下层为高阻时，只有当2层异常体间隔达到50 m以上时，才能够区分2层异常体引起的异常，说明上层低阻体对下层异常体存在屏蔽作用；(4)最后根据正演模拟结果，选取与模型电性类似的试验区进行试验，试验结果与正演模拟响应规律基...     

褐煤比热容及热扩散系数随温度衍化规律实验研究

为研究低变质程度煤褐煤原位流体化开采过程中的热力学问题，应用差示扫描量热法、闪光法，系统研究了褐煤比热容、热扩散系数随温度衍化特征规律。结果表明，褐煤比热容、热扩散系数均随温度升高而表现出先增大后减小的变化趋势，且存在明显的阈值温度。原煤最大比热容为9994J/(g·K)，阈值温度约为400K|烘干煤样最大比热容为0885J/(g·K)，阈值温度约为473K。结合褐煤热失重特征分析，褐煤失重变化与比热容衍化之间存在必然的因果关系。褐煤热扩散系数受煤中构成相的影响，并表现出明显的各向异性特征|原煤垂直层理方向最大热扩散系数为0167mm/s，平行层理方向最大热扩散系数为0209mm/s，阈值温度均约为423K。温度效应下，褐煤组分与含量变化是导致热力学参数复杂变化的内因|水分相变、热分解反应机制决定热力学参数随温度衍化特征规律。     

CSAMT法在山西断陷盆地榆次城区寻找地热中的应用

山西断陷盆地蕴藏着巨大的地热资源，榆次经纬厂一带位于该盆地中部，地热水资源非常丰富。应用CSAMT法在晋中断陷盆地榆次城区进行了地热勘查，获取了榆次经纬厂一带深部地层的电性结构。采集数据通过静态校正、2-D反演处理，最终确定榆次经纬厂一带基岩界面埋深500~750 m，奥陶系灰岩顶界面埋深2 000~2 700 m，勘探出未被揭露的4条隐伏断层。综合CSAMT探测结果与地质资料，确定了一眼地热井井位，通过钻孔验证，在该区成功打出第一眼深部地热井，水温95 ℃，水质分析含盐度接近海水。本次工作为该区地质构造演化提供了有意义的地质依据。     

煤矿含水体瞬变电磁探测技术研究进展

老窑采空区、顶底板含水层、陷落柱、溶洞、裂隙等潜在含水体,是煤矿开采中的主要致灾因素,严重影响矿山安全生产。随着煤炭开采规模和深度的逐渐加大,地质条件和观测环境日趋复杂,此环境下含水体探测成为保障煤矿安全生产过程中遇到的巨大难题,亟需创新电磁精细探测理论与技术。瞬变电磁法能够获得地下介质的电阻率分布,由于煤矿含水体与围岩具有明显的电阻率差异,该方法成为探测含水体的主要方法之一。首先总结了煤矿含水体的赋存特征及其电磁法探测的物理基础。然后,综述了近年国内瞬变电磁探测理论、方法和技术等方面研究新进展,及其在煤矿含水体探测中的应用和前景。理论方面,重点介绍了近年被引入瞬变电磁场数值模拟的时变点电荷载流微元近场理论和矿井瞬变电磁法的物理基础——地下全空间电磁理论,这2项理论都得益于数值模拟手段的发展,近年取得了较大的发展。在方法方面,对修正式中心回线装置、电性源瞬变电磁法、半航空瞬变电磁法和矿井瞬变电磁法等新型瞬变电磁法装置进行介绍。随着相关数据处理和反演技术的发展,这些新装置开始在煤矿含水体中得到应用,并展现出与传统方法截然不同的技术特点。最后,指出瞬变电磁多分辨探测方法技术、大数据技术、煤矿多层采空区精细探测技术和瞬变电磁高分辨数据采集装备研发是近年煤矿复杂含水体探测的研究方向。     

综合物探在煤矿积水采空区勘查中的应用研究

以某矿利用瞬变电磁法与三维地震综合勘探查明积水采空区为例,证明了运用瞬变电磁法与三维地震相结合的综合勘探方法可以充分发挥各自方法的优势,同时弥补其中一种方法的不足,使勘探成果更为准确,成果解释可信度大大提高。     

瘦煤热破裂规律显微CT试验

由太原理工大学和中国工程物理研究院应用电子学研究所共同研制的μCT225kvFCB型高精度(μm级)CT试验分析系统,对7 mm瘦煤从18 ℃到600 ℃高温下的热破裂过程进行了显微观测和分析,发现瘦煤在100 ℃时有微裂隙出现;200 ℃时煤样中裂隙长度增加了30%左右;当温度达到300 ℃时煤样中有大量裂隙和孔隙产生并贯通,热破裂阈值在300 ℃附近;400 ℃到500 ℃时裂隙进一步扩展连通产生裂隙带;600 ℃时煤样中裂隙长度减小,同时产生了很多新的裂隙和孔隙;随温度的升高,7 mm瘦煤的裂隙发展规律为：微裂纹的出现、发展、贯通,最后裂纹继续发展;煤样的最大裂隙长度具有随着温度的升高先减小后增加最后减小的规律;煤样的孔裂隙率从常温到500 ℃具有先降低后增加再降低到600 ℃达到最大的特点。