煤矿隐蔽灾害井下精细探测技术方法与优化

为了预测煤矿掘进工作面和采煤工作面附近区域的含水体、采空区或构造等地质异常体,采用瞬变电磁法、直流电法、瑞利波法、反射波法、音频电透视法和无线电波法等6种井下探测技术,通过井下数据采集、处理和反演计算,形成可视化图件,来解释矿井含水体、采空区及构造等地质异常体的范围和位置特征,建立了一套适合煤矿采掘过程中井下物探动态监测水害的技术方法。结果表明:对于掘进工作面,采用瞬变电磁法或直流电法可以较好地超前跟踪探测前方各类含水体;采用瑞利波法或反射波法可以较好地超前跟踪探测前方边界明显的构造、采空区等地质异常体;对于采煤工作面,采用瞬变电磁法或音频电透视法可以较好地探测采煤工作面区域各类含水体;采用无线电波透视法可以较好地探测采煤工作面区域构造等地质异常体;对于已掘巷道,采用瞬变电磁法或矿井直流电法可以较好地探测巷道区域各类含水体;采用瑞利波法或反射波法可以较好地探测巷道区域边界明显的构造、采空区等地质异常体。     

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。     

地面高密度电法探测技术在煤矿隐伏构造探测中的应用

双龙煤矿200综采工作面地表水体下开采，保证工作面安全开采是亟待解决的问题。其上覆岩层中是否存在古河道以及古河道的发育特征情况，必须在工作面回采前探测清楚，并采取必要的防治措施。地面高密度电法是近些年新兴的一种新型阵列勘探方法，具有采样密度高、一次性测量、高分辩率、高精度、信息丰富，解释方便等特点，已广泛应用于煤矿地质勘探及地质构造超前探测中，可有效探测矿井空间中的各种地质异常体，为煤矿提供相应的地质技术保障。以探测200工作面上覆地层古河道为例，介绍了高密度电法工作原理和工作方法，详述了高密度电法探测技术在矿井隐伏构造探测中的应用，为矿井安全开采提供了可靠的勘探成果。     

回采工作面井上、井下联合精细化探测技术研究

为有效探明采面及上覆煤层的采空积水区、富水区及地质构造,为疏放水提供靶区,指导大型构造附近的采面巷道布置,利用井上、井下电法、井下震法等物探技术进行精细化探测,并结合钻孔窥视技术进行异常区域验证。结果表明:以瞬变电磁法、高密度电法为主的地面物探,可从整体上控制区域不同煤层的小煤窑开采积水区和富水区域;以瞬变电磁法、槽波探测法、无线电波透视法等为主的井下物探,可更有针对性的对比和探明富水异常区,提高构造探测的横、纵向分辨率;为判别地面和井下物探效果,可采用钻孔窥视进行验证,以此对工作面形成"闭合式"精细化物探,保证采面巷道的合理布置和工作面的安全回采。     

矿井瞬变电磁法富水体超前探测原理及应用研究

由于对煤矿工作面顶底板和掘进工作面前方富水构造情况不清,导致近年来煤矿井下水害频发。介绍了矿井瞬变电磁法超前探测原理、井下探测工艺、数据采集和资料处理流程,总结出富水异常体解释和划分方法。应用YCS40矿用本安型瞬变电磁观测系统对霍州煤电集团文明煤矿掘进工作面进行了超前探测研究,结果表明矿井瞬变电磁法能够比较准确地预报掘进工作面前方100 m内的富水异常体。     

刘桥一矿665工作面内构造综合物探探查研究

由于地面三维地震探测结果受探测深度和探测环境所限制,在同一水平面中异常摆动幅度较大,甚至会出现假异常,给工作面的正常回采带来极大的影响。以刘桥一矿665工作面为例,采用井下无线电波透视和井下MSP震波两种物探方法对665工作面内地面三维地震解释的横穿断层进行物探探查,两种物探探测结果显示在工作面切眼附近煤层变薄、缺失,并未发现地面三维地震所解释的横穿断层,两种物探探测结果与工作面回采揭露资料基本吻合。探查结果证明了井下综合物探的方法对工作面内地质异常体能够进行准确的定位,保证了工作面的正常回采。     

矿井超前精细探测技术方法与应用

为了预测煤矿掘进工作面的水害,采用矿井瞬变电磁法、矿井直流电法、矿井瑞利波法、矿井反射波法4种井下超前探测技术。通过井下数据采集、处理和反演计算,形成可视化图件,来解释矿井含水体及构造的范围和位置特征,建立了一套适合煤矿掘进过程中井下物探动态监测水害的技术方法。结果表明:矿井瞬变电磁法可探测掘进工作面正前方、前方顶板、前方底板和前方侧帮含水体;矿井直流电法可探测掘进工作面正前方含水体;矿井瑞利波法(或矿井反射波法)可以探测前方构造及采空区边界。     

透射槽波层析成像在煤矿工作面隐伏构造探测中的应用

井下槽波探测技术分辨率高、信息量大、抗干扰能力强,可用于预测煤矿井下回采工作面内隐伏小构造。通过提取透射槽波有效信息,分析槽波沿传播路径上的衰减信息,采用层析成像方法,能够有效重现小构造分布情况。结合井下工程实例,介绍了井下透射槽波法数据采集、资料处理及成果解释方法。实际揭露的地质情况验证了方法的有效性。     

多功能高密度电法仪综合探测技术在小煤窑破坏区煤巷掘进中的应用

介绍了多功能高密度电法仪探测与钻探相结合的综合探测技术在小煤窑破坏的地质复杂区域煤巷掘进中的应用效果及注意事项.     

矿井多波多分量地震超前探测原理与应用研究

针对煤矿井下超前探测不良地质体构造情况,介绍了DTC-150防爆地质超前探测仪的多波多分量地震勘探原理和井下数据采集方法,研究了不良地质体资料解释原则,使用该仪器对不同的矿井进行超前预报探测应用研究。研究结果表明:该仪器能够较准确地预报掘进工作面前方150 m内断层、围岩裂隙、岩石破碎带以及富水情况。     

露天与井工联合采动矿山边界距离优化分析

以平朔矿区浅埋特厚近水平煤层露井联采工程实践为背景,采用相似模拟试验和数值模拟分析相结合的研究方法,构建了露井联采模式下的3类工程地质模型和数值计算模型,基于露井联采边坡运输平台的稳定,提出了以运输平台两端点最大沉降差、位移曲线是否收敛和塑性区贯穿程度为判据,进行了露井开采先后顺序以及井工开采方向的对比分析,为减少边坡压煤,优化了露井联采矿山边界参数。     

论我国煤炭开采的地质结构影响

煤炭资源作为世界上重要的能源之一,其开采技术随着社会的发展不断进步,开采效率也日益提高。煤炭资源储藏主要有露天和地下两种,其中地下储藏居多。因此,在煤炭开采过程中地质结构对于煤炭开采的影响巨大。文章旨在分析我国煤炭资源分布状态下不同地质结构对于煤炭开采的影响,并提出相应的解决建议。     

采动影响下山区与平原地区地表移动规律比较

地下煤炭开采后引起的地表移动和变形受采矿方法、地形及地质条件等因素的影响.介绍了山区和平原下开采引起的地表最大下沉点移动轨迹及变形曲线.通过对移动轨迹和变形曲线的比较,总结了2种地形条件下地表移动与变形规律的异同,有利于地表移动规律的进一步研究.     

井工转露天开采联合开拓的可行性研究

根据井工转露天开采矿山的特点,对某矿露天开拓与井工开拓方式进行研究,提出了井工转露天矿山端帮联合开拓和坑底联合开拓2种方式,并结合矿井实际生产地质条件对矿井扩建可行性进行了论证,采用相对投资回收期对各种开拓方式从投资与生产成本两方面进行了经济效益评价,优选出了适合矿山由井工转为露天开采的露井联合开拓方式。结果表明:端部联合开拓符合某矿井工转露天开采矿山的生产实际,既能充分利用井工矿现有生产及运输系统,降低建设投资,加快露天矿建设速度,又可扩大矿山开采规模和提高矿产资源开发的经济效益,为建设高产高效矿山提供支撑,对于我国煤炭资源开发过程中资源条件适合的矿山实施井工转露天开采具有现实意义。     

高瓦斯矿井区域瓦斯分级治理方法及其在潞安矿区的应用研究

随着矿井煤炭开采不断向深部发展,煤层地应力不断增大、煤层瓦斯含量不断增加,矿井发生瓦斯灾害的危险程度显著增加,高瓦斯矿井区域瓦斯预测与治理已成为制约矿井安全高效生产的关键。由于受地质构造等影响,井田不同区域的瓦斯赋存情况差异较大,采用固定单一的瓦斯治理措施将严重影响矿井的采掘接替。以潞安矿区为工程背景,根据地质构造特征与瓦斯赋存情况将矿区划分为4个地质单元,探讨了各区域瓦斯分布规律及其随埋深的关系,提出了基于煤层瓦斯突出危险程度的区域瓦斯分级治理方法,针对不同煤层瓦斯含量和煤体坚固性系数等情况采取不同的瓦斯治理措施。研究表明,潞安矿区各地质单元内主采煤层瓦斯含量均随埋深的增加呈线性增长趋势,且呈东低西高分布;对矿区瓦斯含量W≥16 m³/t、8≤W<16 m³/t和W＜8 m³/t三种等级,结合煤层埋深和煤体坚固系数的影响,综合采用地面井预抽、井下定向长钻孔/顺层钻孔/底抽巷穿层钻孔预抽条带瓦斯、顺层立体交叉钻孔预抽工作面瓦斯的地面—井下联合抽采措施,为矿区的安全、高效采煤作业提供了技术保障。     

火烧煤层开采煤层气的研究

我国煤田地质条件复杂,煤层的透气性低,鉴于我国煤储层的特点,借鉴火烧油层、煤的地下气化以及注热、注二氧化碳对提高煤层气产出机理上,本文提出一种地面强化开采煤层气的新方法一火烧煤层开采煤层气,其实施步骤主要包括井网的布置、煤层的贯通、煤层的点燃、煤层气的采集以及煤层燃烧范围的控制,并讨论避免井下爆炸应注意的问题。     

交流聚焦激电法煤巷超前探测阻容试验模拟

频域激电法已经在地面及隧道探测中获得广泛应用，为能够用于煤矿井下综掘工作面的超前探测，将其发展为动态电场激励法，根据面极化单元体激发极化机理，推导面极化单元模型等效网络与双电层电容器的等效性，由典型有害地质构造理想化物理模型，搭建等效的阻容网络模型。通过对比分析给定参数的简易阻容模型激电效应测试与理论仿真结果的一致性，验证动态电场激励法原理样机测试装置的可行性和准确性。由电阻定义和面极化阻抗频率特性理论，确定煤巷围岩介质阻容模型参量，以超前探测仪原理样机发射双频调制方波电流信号为激励，经典型有害地质构造等效阻容网络，由高精度数据采集仪进行数据采集与处理，得出激电效应特性变化规律。     

建筑物下压煤条带煤柱巷柱式加固技术及应用

为了提高条带开采的采出率,可采取巷柱式加固煤柱、减小留宽的方法。通过数值模拟分析,揭示了巷柱式条带煤柱可以优化条带开采方案和煤柱加固方案,研究结果表明煤柱加固能减少留设煤柱的宽度,提高条带开采采出率。结合国内某矿特殊的地质采矿条件和巷柱式煤柱加固思想,在试验区采用拱棚木垛联合加固技术,木垛与棚架组成的巷柱式加固宽度1.5 m,间距2 m。通过井下煤柱位移监测和地表变形监测数据分析可知,井下巷柱式加固体最大竖向位移为361 mm,地表最大下沉值217 mm。煤柱加固有效地防止煤壁的破坏,地表变形得到了一定的控制,确保了建（构）筑物的安全使用。因此,巷柱式煤柱加固思想能为建筑物下采煤提供重要的途径和借鉴。     

煤矿采空区及巷道的井地联合地震超前勘探

废弃矿井的采空区及巷道由于位置不清楚极易造成水患危及矿工生命安全,其超前探测是煤矿一直希望解决的问题。在陕北某煤矿井下通过在煤壁中放炮,地表布设地震仪接收的方式,采集了井地联合地震数据。在对此数据进行地表高差走时补偿之后,根据速度差异,确定出了炮点前方采空区沿侧线方向上的分布边界。应用散射波成像技术,将煤层顶板滑行波在巷道边界激发的散射波能量相对增强并成像,确认此处确实存在地质不连续体（巷道）。结果表明,井下放炮,地表接收的井地联合超前探测方式,对煤层前方废弃巷道、采空区的探测具有良好的效果。     

井下地质构造对巷道支护的影响分析

煤矿井下巷道被开掘后,生产应力会重新分布,若未能及时地对顶板采取妥善的支护措施,则井下的巷道围岩极易发生位移、变形。为了更好地推进煤矿企业的井下巷道作业工程,需在掘进过程中强化顶板的支护控制与管理。阐述巷道支护的材料及主要类型后,分析了常见的地质构造类型,结合实际案例探讨了井下地质构造对巷道支护的影响及注意事项。相关施工人员必须要充分地认识到矿区掘进技术及其地质构造对巷道支护产生的影响,在遇到褶皱、断层、复合顶板的状况时,进行科学合理的设计。