矿井电阻率成像技术的发展现状与展望

综合论述了矿井电阻率成像技术发展现状，介绍了矿井电阻率层析成像技术的特殊问题、井下勘探主要方法和数值模拟技术，并提出了对矿井电阻率成像技术发展趋势的展望。     

电阻率层析成像技术在矿井水文地勘中的应用

滕州市金达煤炭有限责任公司为确保延伸工程的顺利开拓，通过高密度电阻率层析成像技术，选择-356轨道下山和-300皮带运输平巷为测量巷道，完成2条测线4个断面的勘探工作，测线长度885m，剖面长度1600m，共采集数据2601个。利用绘图软件绘出每条测线的电阻率色谱断面图，根据电阻率的高低，查明16、17煤层于十二灰、十四灰、奥灰之间隔水层的厚度变化和受构造的破坏情况以及十二、十四灰与奥灰的水文地质特征、两者之间的水力联系和对开采的影响，为正确预计矿井涌水量，防治矿井突水提供必要的水文地质资料。     

电阻率层析成像技术在矿井水文地勘中的应用

滕州市金达煤炭有限责任公司为确保延伸工程的顺利开拓,通过高密度电阻率层析成像技术,选择-356轨道下山和-300皮带运输平巷为测量巷道,完成2条测线4个断面的勘探工作,测线长度885m,剖面长度1600m,共采集数据2601个。利用绘图软件绘出每条测线的电阻率色谱断面图,根据电阻率的高低,查明16、17煤层于十二灰、十四灰、奥灰之间隔水层的厚度变化和受构造的破坏情况以及十二、十四灰与奥灰的水文地质特征、两者之间的水力联系和对开采的影响,为正确预计矿井涌水量,防治矿井突水提供必要的水文地质资料。     

二维拟断面电阻率层析成像技术研究

研究最优化方法在二维反演中应用的同时，提出了采用矩形－三角形剖分网络的有限单元法进行二维拟断面视电阻率成像反演方法的数学模型，探讨了网格剖分和边界条件选择等问题，给出了初步数值模拟结果，并讨论了电阻率成像机制。     

基于图像熵值的矿井突水电阻率CT图像量化评价

针对以往对电阻率CT图像单纯依靠直观判断的定性分析方法,提出了一种基于图像熵值的CT图像量化评价方法,从定量的角度判读图像信息的实时变化.建立了煤层底板陷落柱突水过程的简化地电模型,利用有限元方法对该地电模型的突水过程的电阻率监测进行了正演模拟,分析了电阻率CT图像熵值对突水过程的响应特征,根据图像熵值的变化信息成功捕捉到了突水前兆信息.利用图像熵值对矿井顶板突水模型试验中的动态电阻率CT图像进行评价,较突水发生时刻提前574 s捕捉到了突水前兆信息.通过综合分析数值模拟和模型试验中图像熵值响应特点,得到了CT图像熵值的突变本质上是对导致岩层或煤层导电性根本变化的突变事件的响应这一重要结论,发现利用CT图像熵值量化评价方法,可以在一定程度上压制初期扰动对突水前兆信息判读和捕捉的干扰,放大突变事件的影响程度,有效的提高了突水前兆信息的捕捉的成功概率和可靠性.     

电阻率层析成像发展浅议

回顾电阻率层析成像的发展简史,介绍了它的一般原理和特点,并从线形和非线形性反演的角度,系统地分析和归纳了当前几种新型的电阻率重建成像方法,给出了层析成像发展的几个方向。     

电阻率层析成像技术及应用

该文简要介绍了电阻率层析成像基本原理、数据采集的工作方法、优缺点,并通过工程实例,说明了该方法在地基勘测中的应用。经钻探验证,该方法取得了较好的地质应用效果。     

考虑激电效应和电磁效应的复电阻率法二维数值模拟研究

复电祖率实测数据是包含激电效应和电磁效应的影响,而传统的复电祖率法二维数值模拟只考虑激电效应会影响后续资料处理结果的精度,因此本文开展同时考虑激电效应和电磁效应的复电祖率法二维正演研究。本文正演是基于二次场满足的麦克斯韦方程组,通过傅里叶变换将其变换到波数域,结合有限单元法,引入Cole-Cole模型,形成正演矩阵方程,采用超松弛迭代双共轭梯度法求解该方程组可得波数域结果,再由反傅里叶变换将其转换至空间域,完成了正演研究。然后通过几个模型算例的计算验证了该算法的正确性,也为复电阻率法二维反演奠定了基础。     

矿井三维直流电透视技术研究

针对目前国内外对矿井全空间条件下三维直流电法正演方法研究较少的问题,开展了矿井直流电透视三维正演技术研究。在熟练掌握正演算法的基础上,开展了煤矿井下三维电法探测的正演模拟,分析了不同探测方式对导水通道的识别精度,提出了改进现有的装置形式及测线布置方式,即平行偶极-偶极观察方式为更适合矿井三维直流电法的数据采集装置,同时对该种采集方式下的规律进行了对比分析。结果表明,研究的矿井直流电透视三维正演模拟技术方法为工作面顶底板实测资料的地质解释提供了新的手段和有力工具。     

基于数值模拟的矿井人为边界煤柱留设研究

为了合理确定矿井人为边界煤柱宽度,利用FLAC数值模拟技术,根据单一煤层开采和上下煤层重复开采条件以及不同开采顺序的情况进行了模拟,结果表明,煤层开采的应力分布、塑性区分布特征不同,边界煤柱所需留设宽度也不同,宽度达到40～50 m以上。重复采动条件比单一煤层开采条件所需的边界煤柱宽度大10 m左右。数值模拟结果与《煤矿防治水规定》中煤柱宽度不小于40 m的规定相吻合,且更加明确,更具实际指导意义。     

高密度电阻率法的试验研究与应用

高密度电阻率法以岩土导电性差异为基础,采用阵列勘探的方法技术,一次观测可完成剖面二维勘探过程,且观测的数据可靠,异常反映明显,获得的地质信息丰富。通过模型试验和工程实例分析表明,高密度电阻率法在寻找地下洞穴、地裂缝以及堤坝隐患等方面具有良好的勘探效果和应用前景。     

我国煤矿瓦斯抽放技术现状及展望

通过阐明瓦斯抽放的意义与作用,突出瓦斯抽放技术的重要性;指出了我国煤矿瓦斯抽放技术的发展情况、瓦斯抽放方法和瓦斯抽放技术现存的问题;展望了瓦斯抽放技术的发展前景和研究方向。     

高密度电法在煤矿积水采空区探测中的应用

为查明煤矿采空区积水情况,给矿井水害防治提供依据,采用高密度电法对煤矿地下异常地质体进行探测。根据高密度电法对含水体响应敏感的特点,通过数值模拟对煤矿采空区模型进行正反演计算,总结分析不同采空区的地电响应特征,为探测分析积水采空区特征提供理论依据;对废弃采空区进行探测,共圈定了9个低阻异常区,结合已知地质、水文、采掘资料及数值模拟结果,推测低阻异常区3、4及其对应的低阻异常区7、9为采空积水所致,其余为构造含水所致。经钻探验证,推测结果与实际情况相吻合,进一步说明高密度电法是探测积水采空区的行之有效的方法。     

高密度电阻率法层析成像技术及其在水文地质中的应用

高密度电阻率法层析成像技术近年来在工程物探上得到了广泛应用,已成为工程物探的一种主要方法之一。以探测某矿冲沟的裂隙和隐患为例,说明高密度电阻率层析成像法的探测效果,为煤矿安全开采提供了重要保障,具有重要的现实意义。     

矿井高密度电法在充水岩溶裂隙探测中的应用

同华煤矿扩区充水岩溶裂隙涌水严重威胁着施工安全,为此采用矿井高密度电阻率法对充水岩溶裂隙进行探测,以排除煤矿突水隐患。介绍了矿井高密度电阻率法的基本原理,分析了矿井全空间电流场的特征,并就矿井地电干扰、全空间异常体定位进行了试验测试,结合同华煤矿扩区充水岩溶裂隙探测实例进行了分析。     

直流电阻率法在煤矿巷道超前探测中的应用

煤矿巷道掘进过程中或工作面掘进过程中的地质超前预报关系到煤矿采掘工程的安全、质量和进度,直流电法超前探测技术是煤田水文地质中地球物理超前勘探的重要手段之一。讨论直流超前探测的原理、工作方法及电极布置方式,并将其应用到某矿的超前探测中,实际应用结果表明直流超前探测可以准确反映出巷道前方低阻地质体的空间分布特征,可以为矿井防治水害提供依据。     

矿井瞬变电磁法低阻层屏蔽问题解释研究

低阻层的"隔离作用"最终导致晚期资料信噪比下降,达不到预想的勘探深度,缺失深部地层的响应特征,不能准确的对目标体进行探测。因此对于浅部含有低阻层的地层,应该根据其反演得到的真实探测深度进行成图并结合其他的水文地质资料进行综合解释。