PROTEM67D瞬变电磁仪器在矿井水文地质勘探中的应用效果

采矿时往往会有各种水体通过地下导水通道流入矿井,从而危害矿井安全.因此,探测矿井顶（底）板含水层的富水性、老窑积水和导水通道,为矿产资源的合理开发、利用以及安全生产提供可靠依据,成为矿井水文地质勘探的主要任务.瞬变电磁勘探是人工源地球物理勘探方法之一.已经广泛应用于水文地质勘探中.PROTEM67D瞬变电磁系统是近年来推出的国际上最先进的瞬变电磁勘探设备,全智能化接收.用于水文地质勘探中取得了良好的地质效果.在此仅通过三个工程实例,介绍PROTEM67D瞬变电磁系统在煤层矿区探测煤层底板水、导水通道和老窑积水中的应用,说明瞬变电磁勘探方法和PROTEM67D瞬变电磁系统在矿井水文地质勘探中的应用效果.     

地面及矿井井下瞬变电磁法探测矿井老窑水的应用研究

煤矿采空区资料缺失、老窑水积聚范围不明是下一步矿井重组、安全开采的重大安全隐患,而物探方法在老窑水探测中的作用日益显现。通过研究瞬变电磁法在地面半空间和矿井井下全空间的应用技术,将两种方法结合应用,能够充分发挥瞬变电磁法的优势,对矿井老窑水做出有效探测。以某矿为研究对象,综合运用地面和井下瞬变电磁法探查4#煤层采空区老窑水,有效地查明了煤层老窑水的位置及范围,并指导了钻探探放水工作,共探放老窑水5.9×10~4 m~3,排除了老窑水的安全隐患,取得了较好的探测效果。     

基于矿井瞬变电磁的金属矿山超前探测研究

为了解决强透水性地层条件下的金属矿山突水问题,保障矿井安全生产,采用矿井瞬变电磁法对金属矿山掘进前方岩层富水性情况进行探测。在矿井瞬变电磁超前探测原理的基础上,建立了全空间地质模型,开展了人工鱼群反演技术的研究,验证了该方法在矿井瞬变电磁超前探测数据处理解释中的有效性;随后,将其应用到云南某铅锌矿瞬变电磁超前探测实测资料反演中,圈定了掘进前方岩层富水异常区域,解释结果得到了钻孔验证。研究表明,矿井瞬变电磁法以及人工鱼群反演技术可以有效预测金属矿山掘进前方岩层富水性情况,为强透水性地层条件下的金属矿山的安全生产提供了有力的技术保障。     

矿井瞬变电磁法在超前探测中的应用研究

介绍了瞬变电磁法在井下运用的基本原理和该方法在巷道超前探测上的原理、技术、方法及应用。论述了矿井瞬变电磁技术在探测巷道掘进头前方水的有效性,总结了矿井瞬变电磁技术应用中需注意的若干关键问题。通过实例证明瞬变电磁法可以很好地满足矿井巷道超前预测、预报的要求。在实际工程勘探中,该方法可以准确反映出巷道前方地质体的空间特征,为矿井防治水害提供了依据。     

瞬变电磁法矿井超前探测

介绍了瞬变电磁法在井下运用的基本原理和该方法在巷道超前探测上的原理、技术、方法及应用。巷道超前探测、超前预报对于煤矿的安全掘进有着非常重要的作用。瞬变电磁法作为一种快速、高效、方便的探测方法,可以很好的满足矿井巷道超前预测、预报的要求。在实际工程勘探中,该方法可以准确反映出巷道前方地质体的空间特征,为矿井防治水害提供了依据。     

大定源瞬变电磁法在探测煤矿采空区富水性中的研究

大定源瞬变电磁法目前已成为许多矿区水文地质勘查的首选方法.而煤矿老窑采空区出水已成为矿井突水的显著特点之一,因此,本文使用大定源瞬变电磁法对采空区的富水性进行了研究.作者基于电磁场的基本理论研究了大定源瞬变电磁场响应分布规律,并通过一个工程实例证明了瞬变电磁法在探测煤矿采空区富水性方面是有效的.     

袁店二矿断层构造复杂区物探技术应用研究

为了提高煤矿复杂地质构造判断的准确性,利用矿井震波超前探测和瞬变电磁法相结合的方式可进行有效探查。通过对袁店二矿断层超前综合探查,结果表明,综合物探技术对矿井复杂地质构造体分辨能力较强,对构造体的空间特征及其含水状况判断准确,超前探测效果较好,可为矿井安全稳定生产提供技术依据和保障。     

利用矿井瞬变电磁法超前探测富水区

准确地探测巷道前方含水异常体是当今矿井地球物理勘探的研究重点,本文通过研究巷道超前探测的施工技术、模拟实验和应用实例,表明矿井瞬变电磁法作为一种快速、高效、方便的探测技术,可以较好地满足巷道超前预测、预报的要求,进而有效地减少矿井水害.     

瞬变电磁法在探测煤矿采空区及其积水区的应用

瞬变电磁法是目前工程勘察中应用较广的物探方法之一。该方法观测纯二次场,故分辨率高,可分辨出地下规模较小的不均匀体,尤其对低阻地质体反应灵敏。在山西七岭煤矿边界老窑采空区探测中,基于采空区及其积水区与完整围岩在视电阻率值上的明显物性差异,利用瞬变电磁法在视电阻率值上的相对低阻异常来圈定采空区及其积水区,为准确划分煤矿采空区及其积水区的位置提供依据。     

瞬变电磁成像技术在采空区积水探测中的应用

针对煤矿生产和建设中的水害探测问题,采用瞬变电磁法同一回线装置对山西某煤矿煤层采空区积水分布范围进行了探测。结合山西某煤矿10号煤层的应用实例,实现了对煤层的电阻率水平切片,同时对瞬变电磁成像技术进行了研究,并在煤矿采空积水区施以钻孔验证。结果表明:瞬变电磁成像技术直观地表现出采空区的积水状态,对异常区位置的探测结果更加精确、具体,便于异常区的判定、后期钻探及其他防治措施的确定。     

高密度电阻率法在煤矿界外巨空水探测上的应用

针对汶南煤矿界外巨空水严重影响矿井安全生产的这一工程难题,通过引进高密度电阻率法对其进行了勘探.基于对高密度电阻率法的基本原理、野外数据采集工作以及数据的整理和分析的研究,可以利用电阻率的变化情况来判断煤层的开采情况,然后对已开采煤层(采空区)部分,通过电阻的大小来判断采空区的含水状况.通过使用该法在汶南煤矿界外巨空水的探测结果来看,高密度电阻率探测法具有准确率高,可视性强,方便快捷的特点,具有一定的工程参考价值.     

窄煤柱探放采空区积水技术研究

结合潘集第一煤矿多个工作面探放水工作实践，分析采空区积水规律，研究在窄煤柱下，安全高效探放采空区积水的技术方法，解决矿井水害的安全隐患，提高煤炭资源的采出率，经济效益显著。     

高密度电法在石膏矿采空区勘察中的应用研究

勘察区位于邵东县周边的福利光华石膏矿区,矿区曾对地下采空的位置进行测量,已知采空区埋藏深度在30~70 m不等,矿区关闭前未对采空区的位置进行系统的测量,故采空边界不明,场地北西向为邵东县城,东南向为河流,因此场地空间展布受到限制。此次研究采用高密度电法的单边三级测深装置探测石膏矿采空区分布范围以及埋藏深度,通过对数据的精细处理与解释,根据石膏矿和采空区的电性特征,从而综合推断石膏矿采空区的地质剖面。结果表明,推断采空区的范围、埋深与已知采空区吻合,基本查明了采空区分布范围以及埋深的现状,在已知采空区的边界外有一定的延伸。在场地两侧空间展布受限的条件下,采用高密度电法的单边三级测深装置探测石膏矿采空区分布范围和埋藏深度,是一种有效的物探方法。     

Roof filling control technology and application to mine roadway damage in small pit goaf

To recover coal resources that have been damaged by traditional mining methods and ensure stability of the lower roadway in a small pit goaf, the goaf area must be filled and reinforced. In this research, the1202 working face of the Hanzui mine is considered as an example for classifying the roof of the mining tunnel under the small kiln destruction zone, the effect of the goaf on the roadway is determined based on the radio tunnel penetration method, a mechanical model to determine the roof filling control mechanism was established, and the duct foaming system and roof filling process were designed. The results show that the scope and degree of influence of the goaf on the mining lane are large, but safe tunneling can be ensured through the use of a steel shed and advanced grouting techniques. When the roof conditions are not similar, materials with different filling heights and filling strengths can be used to control the roof filling of the roadway. By combining field experience and laboratory tests, it was determined that a high-foaming material with a water-cement ratio of 1:0.6, a suitable high-foaming additive, and a water volume ratio of 1:30 is cost-efficient for filling and meets the filling strength requirements. Finally, the reliability of the proposed technology was verified by field experiments, which provide a reference for filling operations in similar mines.     

钻孔瞬变电磁拟地震反演方法在露天煤矿采空区精细探测中的应用

露天开采煤矿地下存在大量小煤窑采空区,严重威胁煤矿生产安全和人员生命安全。受露天煤矿地表工作环境影响,常规物探手段探测采空区精度较差,而钻孔瞬变电磁探测是一种精度较高的探测方法,属于一种动源动接收的工作方法。为提高资料处理精度,应用滑动时窗波场反变换算法对数据进行高精度波场转换,采用共轭梯度法研究了针对瞬变电磁虚拟波场数据的拟声波介质全波形反演算法,实现了钻孔瞬变电磁数据的拟地震反演,计算了三维数值模型数据的反演结果,并对钻孔径向的小规模低阻异常体取得了良好的成像效果。结合山西朔州地区某露天煤矿的工程实践,对该方法精细探测积水采空巷道形态、性质和规模的实用性和有效性进行了检验。结果表明:钻孔瞬变电磁探测方法是矿井物探与钻探的有机结合与相互补充,拟地震反演方法能够有效应用于露天煤矿采空区的精细解释。     

综合物探方法在煤矿采空区探测中的应用

简述我国煤矿事故的原因,总结地球物理方法在煤矿采空区和溶洞中的应用.详细分析采空区和溶洞的地球物理特征,利用高密度电法浅部探测能力强,尤其对低阻敏感的特征,并结合具有较深探测能力的浅层地震反射,查明工区采空区和溶洞分布特征、充水情况和裂隙的发育程度.     

New technological partition for “three zones” spontaneous coal combustion in goaf

On detailed analysis basis of spontaneous coal combustion for the three zones in mine goaf, we use O₂ and CO concentrations to divide the three zones of the coal combustion. Through our experiment, we selected a typical working face and focused on the changes in gas concentrations. In order to overcome establishment limitations of actual layout location and underground conditions in a mine goaf, we based our observations on the three zones, combined them with numerical simulation, described the distribution and the changes in O₂ and CO concentrations during the coal spontaneous combustion in the goaf, which provided us with an understanding of the distribution of coal spontaneous combustion in the three zones in the form of maps. Essentially, our study summarizes the changes of O₂ and CO concentrations in the entire goaf and shows them to be in agreement with our observations at the scene. The study shows that it is feasible to divide the three zones, given our comprehensive targets of O₂, CO and our numerical simulation. This method avoids the limitation of dividing the three zones with a single target and the likely errors of observations at the scene. In addition, the method offers a basis for optimizing measures of fire-fighting with important and practical effects.     

三昌采石场复杂采空区群稳定性数值模拟研究

三昌采石场采空区具有规模大、数量多、空间关系复杂等特点,急需开展复杂采空区群稳定性课题的研究.在对采空区群及其开采环境现场调研的基础上,进行了现场点荷载试验与室内单轴抗拉、抗压强度实验,获得岩体力学参数.采用三维有限元方法对三昌采石场进行数值模拟,模拟结果表明：三昌采石场采空区稳定性偏低,部分空区顶板出现拉应力集中,有可能出现顶板冒落.根据分析结果,提出了相应安全对策,为矿山的安全生产起到指导作用.     

耿村矿综放面采空区“三带”的观测与分析

通过对耿村矿１３０１１综放面采空区“三带”的观测,证实了在采空区中部布置观测管路观测气体方案的可行性,采集的气体更具代表性．在分析观测数据的基础上确定了采空区“三带”的宽度范围,并结合耿村矿煤层自然发火期,指出了防止采空区遗煤自燃所必需的工作面最低推进速度,讨论了某一工作面在不同时期影响“三带”范围变化的主要因素,为防止采空区遗煤自燃提供了依据．     

牡佳客专采空区注浆加固及效果评价技术研究

煤矿采空区上方跨越通车承荷能力不足的问题已日趋严峻.为解决牡佳客专跨越煤矿采空区这一问题,对采空区域进行了现场注浆方案设计和实施,最后借助多种注浆加固效果评价方法对其效果进行评价.研究表明：全充填压力注浆法能够有效改善牡佳客专采空区的破碎和孔洞等问题,同时通过现场取芯、室内力学性能试验、波速测定、区域孔位注浆效果检测以及CT检测技术,进一步验证了设计方案和现场实施的可行性和准确性,最后结合相关专业规范对注浆效果进行评价.得出的结论可作为此类工程项目在勘测、设计、实施与检测等方面的有效补充.