南方典型煤田不同埋深小断层识别规律研究

小断层是影响煤矿安全高效开采的重要因素。近年来有关小断层的地震波识别方法取得了长足的进步,但对煤田落差5 m以内小断层的识别仍是一大难点。南方煤田一般地形复杂、断裂发育,为推进南方煤田小断层的地震勘探研究,本文选取南方典型煤田——贵州省六盘水煤田作为研究区,通过建立煤系地层地震物理模型进行地震数据采集、处理与解释,从地震波运动学和动力学的角度对不同埋深落差分别为5 m、3 m和1 m的小断层进行识别。研究结果表明:由于煤层处于地表低速层,对于落差1~5 m的小断层采用地震波运动学方法难以识别,而应用动力学方法提取多种地震属性进行分析,发现振幅类属性对于识别小断层较为敏感,分辨能力较强。通过模型试验,在震源频率为60 kHz的条件下,成功解释出落差5 m以内的小断层,结果与煤系地层地震物理模型实际小断层相吻合。     

煤田赋水综合探测应用研究

各种物探方法的应用都有一定的前提条件,单一方法很难解决一些较为复杂的问题。综合物探技术发挥了不同探测方法的优点,提高了物探成果的解释精度。为了查明孔庄煤矿Ⅱ5人行下山及Ⅱ5轨道下山迎头前方和底板的赋水情况,采用瞬变电磁法、直流电法和地震波法为主的综合探测技术,基本查明了赋水的位置、范围和分布情况,为煤矿安全生产提供了保障。     

突出松软煤层高效成孔技术研究

针对当前常用钻杆在使用过程中存在的问题，研发新型钻杆并进行工业性试验，以实现提高当前钻进深度和钻进效率的技术指标，为煤矿煤层实现深孔钻进提供技术装备支持。     

南方典型煤田小断层地震属性定量判别研究

断层是诱发矿井安全事故的重要因素，对落差5 m以内小断层的识别是一大难点。选取南方典型煤田——贵州省六盘水煤田作为研究区，对煤田地层进行详细调查和现场踏勘，设计地震物理模型，采用特有速度比1∶1.74，实现地震物理模型对埋深800 m、1 000 m和1 200 m，落差5 m、3 m和1 m小断层的构建和分析。应用地震波动力学方法提取多种地震属性对小断层进行分析，获得振幅包络、振幅一阶导数、振幅二阶导数等7种地震属性对小断层特征响应的敏感程度，据此建立地震属性与落差之间的相关关系。研究表明，当煤层小断层落差5 m以内时，不仅与传统上的振幅属性存在线性关系，还与相位、频率有关的地震属性成线性关系，其中振幅包络和振幅虚部的相关性较高，瞬时频率、振幅一阶导数、余弦瞬时相位、振幅二阶导数和振幅包络相关性较低。     

陷落柱井下四种综合探测方法应用研究

基于地震波反射共偏移法、三维直流电法、瞬变电磁法、三极电法四种探测方法的基本原理,对综合探测技术手段的应用作了研究,结果证明采取综合物探的方法,可有效地查明采区范围内的陷落柱分布情况,指导采区设计和综采工作面布置工作,为精确探测提供了可靠的保障。     

综合地质超前预报在核桃园隧道施工中的应用

为了提高单一的地质超前预报方法在隧道工程施工中对掌子面前方地质情况预报的准确性与可靠性,降低工程风险,确保施工安全,在新建铁路蒙西至华中地区铁路煤运通道三门峡至荆门段核桃园隧道施工过程中,运用地质雷达法、瞬变电磁法、TST隧道地质超前预报三种方法对隧道掌子面前方地质情况进行探测,经综合分析,较为成功的预测到岩溶和岩溶水的存在,取得了较好的效果,说明了综合地质超前预报相对于单一方法而言,更具有优越性和实用性。     

三棱钻杆在中软煤层顺层瓦斯抽排钻孔的应用

为了解决传统钻杆在中软煤层或煤与瓦斯突出煤层顺层钻孔时的卡钻、埋钻、排渣效率低、瓦斯突出严重、机械化程度不高等问题,采用了使钻杆形成3个半圆形的间隙,扩大排出煤粉和瓦斯的通道,随着钻杆边的搅动,钻渣被压力风悬浮起来,同时在风量、风速的作用下向孔口传输运移,据此研制了新型三棱钻杆,根据丁集矿的大量试验,对已应用的三棱钻杆的不足之处进行了改进,结果表明,三棱钻杆在中软煤层顺层抽排瓦斯钻孔施工中能够高效成孔。     

深部煤系地质条件地震物理与数值模型研究

针对淮南煤田的地质情况、煤系地层的分布和岩性特征,研究了煤系地层地震物理模型的制作方法,并进行了测试,对地震物理模型进行数据采集与处理,得出地震物理模型的地震响应特征.利用地震数值模拟技术制作了淮南煤系地层地震数值模型,分析研究了不同充填物的孔洞地震响应变化的特征及变化规律.研究结果表明:煤田地震物理模型技术的关键是低速煤层和裂隙带的模拟制作;煤系地层地震物理模型作为指导煤田地震勘探,认识煤田地震波场特征有明显意义.地震探测可以检测孔洞,不同孔洞会引起地震波场绕射和反射特征的明显差异.由于目前国内外地震物理模实验主要还是应用于石油天然气的勘探开发上,而在煤田勘探领域尚不多见,因此本次研究成果具有一定意义.     

煤矿巷道地震超前探查构造中的速度参数选取

地震波超前探查是目前较为先进的超前地质预报技术,但准确度一直备受质疑,通过实际研究表明:地震超前探查的准确度取决于速度的选取,实际处理中由于初次采取的速度是建立在以往地面三维地震勘探的基础上,其速度选取有一定误差,造成断层解释的不准确性。而扫描速度谱与偏移速度建模相结合的方法,对初选取的速度参数进行修正,重新处理得到的结果与实际揭露结果吻合。结果表明:通过扫描速度谱与偏移速度建模相结合的方法选取速度参数,对于提高煤矿巷道地震超前探查构造的准确性具有重要意义。