基于地震槽波透反射法的煤厚与断层联合勘探技术研究

为减少断层和煤厚变化对工作面正常生产和瓦斯治理带来的影响，对新田煤矿1901工作面进行了地震槽波透射、反射联合勘探，通过透射法CT成像和反射法共中心点叠加及时深转换等手段，取得了诸多成果，可为矿井生产和瓦斯治理提供依据。研究表明，探测距离对透射、反射槽波提取均会产生一定影响，3.4 m左右稳定煤层槽波提取有效距离最短为90～110 m; 1901工作面共划分2个煤厚大于3.8 m和1个煤厚小于3 m的区域，稳定煤层会降低槽波的分辨率；F_1401-5断层和F_1401-4断层向工作面内延伸长度分别为76 m和67 m。     

槽波地震勘探技术在平煤股份十一矿的应用

随着平顶山矿区采掘活动越来越向深部延伸,根据平顶山矿区实际揭露情况,深部区域地质构造相对发育,且目前大部分采面采用大采长工作面,槽波勘探因其准确率高、探测长度大等特点,正成为最受欢迎的探查隐伏构造的物探方法之一。本次在平煤股份十一矿己16-17-24100工作面开展了槽波透射法及槽波反射法应用,获得工作面槽波能量成像以及反射成像剖面,并对结果进行解释与生产验证。应用结果表明,槽波探测技术给工作面的布置和回采提供了地质依据。     

超长工作面隐伏构造探测技术研究

针对晋城矿区超长工作面无法有效探测隐伏构造的难题,对采用槽波探测技术进行了探测研究。结果表明,槽波探测技术可有效探测出超长工作面内陷落柱、破碎区、应力增高区等地质异常区。以某矿5308工作面为研究对象,通过对槽波透射法的观测系统、槽波主频、频散曲线及速度分析,推断出该工作面存在6处异常,包括2处应力增高区,1处陷落柱,1处瓦斯富集区,2处煤层破碎带或断层。随后与已有物探资料、钻探资料及揭露资料进行对比分析,得出槽波探测技术可以有效地解决超长工作面隐伏构造探测难题。     

槽波探测技术在阳煤榆树坡公司的应用

随着槽波地震探测技术近几年的大力普及,许多煤矿在工作面形成后应用这一技术对工作面内的地质异常情况进行探查,取得了良好的探测效果。地震槽波技术分为透射法与反射法,2种方法联合应用,能够获取更丰富的地质信息,确保了探测成果的准确性。根据透射槽波与反射槽波的原理,结合榆树坡矿的实际应用,探查清楚了榆树坡1204工作面内的构造情况,为顺利回采提供了可靠的地质保障。     

基于透射槽波的煤矿陷落柱探测方法

煤矿陷落柱是影响矿井工作面回采及安全生产重要因素之一,在对透射槽波探测原理及数据采集模式系统论述的基础上,总结提炼了透射槽波数据处理中的几项关键技术,结合山西天地王坡煤业有限公司3204工作面陷落柱探测成果探采对比研究表明,陷落柱对透射槽波的衰减作用明显,透射槽波CT成像结果能够准确圈定陷落柱位置,透射槽波是探测工作面内部陷落柱的有效手段。     

透射槽波探测煤矿陷落的方法及应用

在分析陷落柱危害的基础上,系统介绍了透射槽波探测的方法及透射槽波数据的采集方式,结合实际问题阐述了透射槽波探测陷落柱数据处理中的几项关键技术,最后,结合山西某矿1201工作面陷落柱探测成果的探采对比研究表明,基于透射槽波的陷落柱CT成像技术能够解释煤矿陷落柱位置,透射槽波技术是煤矿工作面内部陷落柱的有效方法。     

透射法槽波地震勘探在煤矿小构造探测中的应用

以晋煤成庄煤矿5308工作面为研究对象,采用透射法槽波地震勘探对工作面进行地质构造超前探测。通过对数据进行采集、处理、解释,探明工作面内各种地质构造及异常体,包括断层、陷落柱、煤层厚度变化、高压带以及高瓦斯带。现场施工表明,槽波地震勘探对探测煤矿小构造及异常体效果较为明显。     

矿井回采工作面隐蔽灾害综合物探技术研究

采用槽波地震法、无线电波透视法、瞬变电磁法、音频电透视法来查明晋煤矿区采煤工作面区域隐蔽灾害情况,提前采取防治措施以保证安全回采。探测结果表明:槽波地震法、无线电波透视法均可探测工作面内部断层、陷落柱和煤厚变化带等隐蔽地质体;槽波地震法可实现盘区以及超宽工作面探测,并可探测瓦斯富集区、应力集中区,对陷落柱反映敏感,探测精度高;无线电波透视法对断层等构造反映灵敏,可以探测中小断距断层,实现精确定位;瞬变电磁法、音频电透视法可探测工作面区域富水情况,瞬变电磁法探测范围广,可实现煤层周边区域全空间360°范围探测;音频电透视法可探测煤层内部富水情况,也可用于探测复杂采动的复采工作面,对空巷、房柱式采空区探测效果极佳。针对采煤工作面的地质条件,合理选用上述一种或几种物探方法,可实现工作面隐蔽构造的精细探测,为工作面安全回采提供保障。     

煤矿陷落柱槽波探查技术及应用

陷落柱是岩溶空顶塌陷的产物,也是影响矿井采掘衔接和安全生产的重要因素之一。为了提前查明陷落柱的赋存特征,避免工作面回采过程中无计划揭露陷落柱带来的人员伤亡和财产损失,针对典型矿井,制定标准煤岩样,展开室内试验分析,并选择合理的工程现场,展开槽波地震透射法和反射法勘探,最终,结合槽波速度法和能量法分析圈定陷落柱范围,通过探采成果对比研究该方法对陷落柱精准探查的适用性。结果表明:槽波透射法速度分析中,陷落柱的槽波速度与其裂隙发育情况和胶结程度密切相关,异常值难以准确界定;槽波透射法能量分析中,陷落柱的槽波振幅值衰减严重,可以依据衰减系数和相应计算方法,准确圈定陷落柱的发育范围;如果陷落柱与煤体交界面完好,与煤层夹角适合,槽波反射法速度分析可以准确划定陷落柱的边界。因此,槽波地震勘探对陷落柱构造的探测效果良好,能够有效指导矿井的安全生产。     

综合物探技术在工作面导水构造探测中的应用

为解除地质构造复杂矿井中导水构造通道对工作面安全开采的重大隐患,根据现场条件,采用槽波地震透射法和瞬变电磁法对赵庄煤业3307工作面地质构造及含/导水性进行探测,运用时频分析和层析成像等方法对槽波地震数据进行了处理和解释,采用三维切片技术对瞬变电磁法探测数据进行分析。探测结果表明,槽波地震和瞬变电磁综合物探法可有效探测工作面内部的导水构造,为工作面的水害防治提供了可靠依据。     

透射槽波探测技术在同煤塔山矿的应用研究

同煤塔山矿煤层为特厚煤层，地质条件复杂，断层是制约安全高效开采的主要地质因素之一，如何查清回采工作面断层的分布情况是亟需解决的难题。基于槽波地震探测原理，采用槽波透射法，通过特厚煤层槽波探测断层的数值模拟，研究了在特厚煤层中槽波波场响应特征及探测断层断距的精度，并在工作面进行了实际应用。研究结果表明：基于实际模型的顶底板岩性与煤层物性差异明显，槽波发育较好；18 m厚煤层槽波主频为80 Hz，埃里相速度为1 000～1 100 m/s，对模型数据进行60～100 Hz的带限滤波，通过成像，槽波可以探测断距为5 m以上的断层；结合回采情况，同煤塔山矿宜采用透射槽波地震探测技术对构造进行探查，槽波解释成果可为矿井安全高效智能化开采提供可靠的地质保障。     

煤矿震动波CT反演技术的应用与分析

为解决3105工作面矿压显现的安全隐患,基于震动波CT反演技术对3105工作面进行震动波CT探测,通过实时监测3105工作面区域的震源分布,形成高密度射线穿过煤层,生成大范围、高分辨率的波速反演云图,结合煤(岩)体内震动波速与应力的耦合关系,确定了3105工作面区域内的应力分布情况.经过微震法、钻屑法验证,震动波CT反...     

井上下综合物探技术在益东煤矿工作面安全开采中的应用（10月增刊）

益东煤矿为了掌握工作面水文地质条件及工作面内冲刷带等地质异常体,探讨出了一套行之有效的工作面井上下综合物探手段：在工作面开采之前采取地面瞬变电磁法对覆岩富水性进行探查,同时根据工作面两巷掘进揭露情况,选择采用槽波、井下瞬变电磁和无线电波透视法对工作面构造、冲刷带异常区和顶板覆岩富水性进行综合探测。探测结果为煤矿的安全生产提供了地质保障并提高了生产效率。     

无线电波探测瓦斯富集区理论与方法

为了准确预测煤层回采工作面瓦斯富集区情况,基于矿井无线电波透视理论,对瓦斯压力与无线电波透视曲线变化关系进行了物理试验,并根据井下回采工作面实际情况进行了煤层瓦斯富集区的无线电波曲线变化特征的正演模拟,探讨了无线电波透视探测瓦斯富集区的曲线特征,并在煤矿井下进行试验。研究得出,煤层瓦斯压力与无线电波透视衰减曲线呈现一致性变化,煤层瓦斯富集区的存在会造成无线电波坑透的异常区域,相对于正常煤层接收机接收值来说,煤层瓦斯富集区的异常曲线整体呈现接收值偏小,而且中间区域衰减的更大些,两边相对衰减的小些,形成一个“蝙蝠”形状。经过在煤矿井下的实验验证,无线电波透视成果结合地质资料分析,可以用来较为准确地划分煤与瓦斯突出危险区。     

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。     

特厚煤层自燃关键参数现场观测及动态数值模拟研究

根据特厚煤层采空区内遗煤的分布规律,优化布置气体监测测点,根据现场观测结果分析O2分布规律。根据试验工作面物理模型简化得到数值模拟的计算模型,进行了不同工况条件下采空区自然发火动态数值计算,研究了影响煤自然发火至关重要的关键参数,包括煤自燃危险区域内气体随着时间变化的渗流速度分布及O2浓度分布情况、高温火源点变化趋势,以及防止煤自然发火的工作面最小回采速度等。     

急倾斜特厚煤层综放工作面采场运移与巷道围岩破裂特征

急倾斜煤层的赋存环境及水平分段综放的开采方式加剧了综放工作面采场结构与应力演化的复杂性,增加了综放工作面稳定性评估的难度,为此采用多手段联动的方法对煤岩体结构与巷道围岩破裂特征进行综合探测。通过急倾斜煤层综放工作面覆岩结构与应力分析巷道围岩产生分区破裂的力源条件;基于钻孔应力监测、声波探测、光学钻孔摄像等监测方法,获得了巷道围岩质量与离层区分布位置,钻孔内壁裂隙发育程度、裂隙数量与长度以及动态破裂演化特征。综合分析表明：急倾斜特厚煤层巷道围岩破碎具有分区分布特征,顶板与两帮裂隙呈现不规则的分区演化特征,裂隙区与完整区交替出现,煤体侧巷道帮的裂隙分布区域大于岩体侧。     

基于槽波波速层析成像的爆破卸压效果评价方法

工作面上覆采空区遗留煤柱造成的应力异常,给煤矿开采带来极大安全隐患,爆破是消除煤柱应力集中的常用办法,但是缺少对爆破效果进行评价的技术。分析了槽波波速与应力之间的定性关系,上覆煤柱爆破前后进行2次槽波波速层析成像,并计算2次槽波波速差值,对工作面上覆煤柱爆破卸压效果进行评价。将槽波波速成像结果与数值模拟、矿压监测结果以及回采实际情况进行了对比分析。结果表明:工作面内槽波波速与围岩应力状态具有良好的相关性;槽波波速能够有效地反映工作面内应力分布及转移情况,合理评价煤柱爆破卸压效果。     

黄白茨矿采空区自燃危险区域“三位一体”预测应用

运用采空区束管监测,得出采空区自燃危险区域指标气体分布情况及流场气体运移规律。在此基础上对工作面采空区气体流场进行三维稳态数学建模,确定了采空区氧体积分数分布及自燃危险区域范围,同时应用同位素测氡技术探测地表氡异常区域进行验证,形成井下监测-计算机模拟-地表验证“三位一体”的采空区自燃危险区域预测的理论体系。将此方法成功应用于黄白茨矿1293工作面采空区,结果表明在当前工作面通风和回采进度条件下,采空区氧气带呈不规则“O”型分布,采空区煤自燃危险区域(氧气体积分数10%～15%)呈“U”型分布在距离工作面进风巷100～450 m,回风巷70～250 m,中部距离工作面50～140 m处。研究成果为采空区煤自燃区域精准探测提供了借鉴。