"钻孔雷达+钻孔电视"精细化探测技术的应用

结合钻孔雷达探测技术与钻孔电视观测技术各自的优点,将二者联合起来在打通一矿井下进行了现场应用,综合探测结果较为准确.钻孔雷达探测结果显示在探测深度为9.0～13.5 m区域内存在明显地质异常体;钻孔电视观测结果显示在探测深度12.9～13.5 m区域内钻孔壁存在明显的孔/裂隙延伸;综合钻孔雷达探测和钻孔电视观测结果得出在钻孔探测深度9.3 m～13.5 m、距钻孔壁0.5 m～7.5 m区域存在地质异常体(孔/裂隙构造),且该结论与前期施工超前探孔异常情况记录和后期实际掘进施工验证结果吻合.综合分析认为,"钻孔雷达+钻孔电视"精细化探测技术效果显著、探测结果准确度较高,在煤矿井下超前地质异常体探测的应用前景广阔.     

复杂地质条件工作面构造探测及智能化开采技术

为了促进复杂地质条件智能化综采安全高效回采,以龙滩煤电公司3124S智能化综采工作面过地质构造为背景,对构造条件及开采难点进行全面分析,制定了地质钻孔探测构造形态、注浆钻孔加固构造围岩、优化改造巷道系统、超前铺设高冒假顶、补充强化灾害治理和煤机破岩智能开采等一系列成套技术方案,通过现场实践,实现了智能化综采过地质构造段产量不下降、安全有保障。     

随钻钻孔电磁场频率超前测深技术研究

现有的煤矿掘进工作面直流电和瞬变电磁物探技术随着探测半径的增加信号强度减弱,而钻探技术工作量又较大。在对现有的煤矿掘进工作面超前探放水和电磁场频率超前测深分析的基础上,提出了随钻钻孔电磁场频率超前测深方法,设计了随钻探测探头结构和电路,并进行了工业性试验研究。结果表明：基于电磁感应的趋肤效应,采用电磁偶极剖面法装置在消除一次场的同时,又具有较强的电磁效应,电磁场频率较低时,可探测较大半径范围内的煤岩体含水构造;电磁波频率较高时,可探测较小半径范围内的煤岩体含水构造;在钻探过程中,在钻头和钻杆之间安装随钻钻孔电磁场频率超前测深装置,可有效探测钻孔半径0～30 m范围内的煤岩体含水构造,提高了探测精度,且探放水设计钻孔数量减少了2/3,有效提高了掘进效率。     

13103工作面底板富水性综合探测理论及应用

针对沙坪煤矿13103工作面复杂地质构造及奥灰水下带压开采的危险情况，分析了无线电坑道透视、瞬变电磁、音频电透等方法的工作原理并使用这些方法进行探测，结合钻孔探查，研究并分析了工作面底板的富水性。研究表明：无线电坑道透视法探测得到的5处异常区域均与工作面掘巷已探明断层、向斜构造相重合；音频电透法与瞬变电磁法均探测出工作面底板富水异常区。结合钻孔探查，分析了异常区具体水文特征。探测结果为制订工作面回采计划提供了有效的地质资料支持，并为相关工作面水文探测提供了新的思路。     

矿用钻孔瞬变电磁仪在矿井水害探测中的应用

钻孔瞬变电磁作为一种新型技术可有效利用井下钻孔进行探测，避免常规探测方法中锚网及金属设备等带来的干扰。可在煤矿井下开展钻孔瞬变电磁三分量探测，降低对施工环境要求，同时提高了井下瞬变电磁探测技术的抗干扰能力，为矿井地质安全提供了有力的技术保障。     

突出煤层附近小型岩溶构造的危害及治理方法

针对沙曲矿在太灰岩开拓期间揭露小型溶洞,引起水与瓦斯混合涌出的事故,提出了分区治理的模式,一般区域采用定向长钻孔进行探测,危险区域施工加防喷措施的探放水短钻孔,通过分区域合理布置探测钻孔,有效疏放区域太灰水,同时有效抽放煤层瓦斯及构造带瓦斯,保障了矿井安全生产。     

钻孔探测机器人的设计与实现

针对煤矿井下发生事故后,救援人员不能及时了解现场情况的问题,设计并研制了一种钻孔探测机器人,详细论述了钻孔探测机器人系统的结构组成,介绍了探测机器人控制系统的结构和程序设计方法。该探测机器人通过救援钻孔可及时采集井下事故现场的图像信息和各种环境信息,为制定救援方案提供决策依据,该装置也可用于其他地质钻井探测中。     

长走向大落差断层条件下智能化综采研究

为了提高智能化综采适应性,促进工作面地质构造段安全高效回采,通过对龙滩煤电公司3124S工作面构造条件及开采难点进行全面分析,制定了地质钻孔探测断层形态、注浆钻孔加固断层围岩、优化改造巷道系统、超前铺设高冒假顶、补充强化灾害治理和煤机破岩智能开采等一系列成套技术方案,总结了智能化综采工作面过长走向大落差断层开采实践效果和经验,为类似条件推广实施提供借鉴。     

淮南矿区槽波巷道超前探测试验研究

淮南矿区逐步转向深部开采,底板灰岩承压水突水的潜在危险性随之增大。隐伏构造是隐蔽制灾的关键因素,为了预测巷道掘进过程中前方及两侧隐伏构造情况,为工作面安全布设及开采提供地质保障,在已有巷道内开展槽波巷道超前探测试验。试验在巷道两侧帮分别布设炮点和检波点,对观测系统、药量、钻孔位置、钻孔孔深等进行试验,试验采集到了高质量的断层反射槽波,成像结果与揭露情况吻合。     

深部采场突水构造矿井瞬变电磁法探查理论及应用

在分析深部采场水文地质特征基础上，采用矿井瞬变电磁探查技术查明深部采场突水构造位置.根据井下巷道的实际应用条件，将瞬变电磁技术应用到井下巷道内进行探测，开发了采用非接触式、多匝数和小回线（边长2 m左右）井下测量装置; 根据瞬变电磁场“烟圈效应”理论，推导出全空间瞬变电磁视电阻率计算公式和由视电阻率-时间曲线计算视电阻率-深度曲线的数学模型，对矿井瞬变电磁探查技术进行了研究;研究出应用于井下探测巷道周围空间不同位置、不同形态突水构造瞬变电磁探测装置、探查技术及资料处理和解释方法.采用矿井瞬变电磁法在多个矿井探测深部采场突水构造进行了实际应用，通过井下注浆或疏放降压钻孔验证，该方法探查深部采场突水构造位置是非常有效的矿井地球物理方法之一.     

三维激光扫描系统在平朔东露天矿采空区探测中的应用

为了精确查明空区形态、体积及边界条件等,首次引进C-ALS钻孔式三维激光扫描系统对该矿区进行了全面探测。实践证明,将C-ALS钻孔式三维激光扫描系统引入露天煤矿地下采空区探测,不但可实时地、科学地及合理地指导采空区探测钻孔施工,提高采空区探测效率,而且可以提高采空区安全性评价的准确性,节约了生产成本,有效避免了露天煤矿采空区坍塌事故的发生,对于指导露天煤矿的安全作业具有及其重要的意义。     

新景矿3215辅助进风巷钻孔取芯技术在构造探测中的应用

文章结合阳煤集团新景矿3号煤3215辅助进风巷钻孔取芯技术在构造探测中的实际案例,利用钻孔取芯技术获取构造影响区域横向上岩层、岩性分布特征,结合现场煤岩层展布形态及周边地质构造分布特征,综合分析确定地质构造性质及其规模大小,为地质构造后期专项治理与矿井的安全生产提供了可靠的资料依托。     

综合勘探技术在采煤工作面构造发育区精细化探测中应用

回采工作面开采范围内地质构造探测对实现煤炭安全高效回采具有显著促进意义。文章以50306综放工作面回采为例,将以加密无线电坑透+钻探(钻孔窥视)技术为核心的综合勘探技术应用到采面构造发育区精细化探测中。现场应用表明,现场探测确定的构造发育区位置及类型与采面回采揭露地质构造类型一致;综合勘探技术可实现采面构造发育区精细化探测,探测成果可在一定程度上指导煤炭生产效率并提高安全保障能力。     

覆岩破坏裂缝探测技术的新进展

离层注浆技术是近几年提出的控制开采沉陷的新方法,尽管这一方法在多个矿区进行了应用,取得了一定的效果,但由于缺少对离层位置等的准确描述,使得注浆效果难以控制,从而影响了该技术的推广应用.介绍了覆岩破坏探测技术新的发展,为采煤造成的覆岩离层位置的探测提供了新的观测方法.重点介绍了应用较为成功的几项新的探测方法,包括利用EH4电导率成像系统探测地层构造和覆岩破坏形态;用钻孔彩色电视系统观测覆岩中裂缝形态和宽度.     

钻孔瞬变电磁法扫描探测磁芯线圈激励电磁场响应特征

瞬变电磁测井一般采用超小线圈作为发射装置，由于激励产生的瞬变电磁场强度较低，仅能进行钻孔孔壁岩层探测，无法实现钻孔外围径向远距离探测及地质异常体精确定位。基于全空间瞬变电磁场相关理论，提出钻孔瞬变电磁法(BTEM)扫描探测方法，利用磁芯线圈激励电磁场，增强发射磁矩，提高钻孔瞬变电磁法的径向探测距离。同时，通过灵活调整线圈方向，对钻孔孔壁进行360°扫描，实现钻孔径向方向全方位探测，提高钻孔瞬变电磁法对含水地质体的空间分辨率和定位精度。建立钻孔全空间三维地质-地球物理模型，提出优化的网格剖分策略，采用特殊网格结构对钻孔中磁芯线圈进行网格加密及规范化，提高数值模拟精度。采用有限单元法分别计算均匀介质条件下钻孔瞬变电磁法磁芯激励电磁场响应以及含有低阻地质异常体时钻孔瞬变电磁法不同装置探测的瞬变电磁场响应，分析了共面偶极装置及共轴偶极装置以及不同几何参数对应的瞬变电磁场响应特征，采用全空间全区视电阻率计算及时深转换算法进行全空间电阻率成像。研究表明，在钻孔瞬变电磁法超小线圈中加入磁芯可以显著增强电磁场强度，并且增强的幅度与磁芯的直径和长度成正比，相比较而言，增大磁芯长度对电磁场响应的增强作用更...     

定向长钻孔技术在煤矿井下防治水钻孔施工中的应用

针对煤矿井下水害防治钻孔施工中采用传统回转钻进工艺施工存在钻探工作量大、钻孔轨迹不可控、探测盲区等难题,总结了定向长钻孔施工技术在探测老空区、顶板疏放水及底板加固注浆施工中的优势。现场实践表明,采用定向长钻孔技术能够实现钻孔轨迹精确控制,保证钻孔轨迹沿预定探测区域延伸,提高探测精度,为煤矿井下防治水钻孔施工提供了实践经验。     

煤矿巷道快速掘进的“长掘长探”技术

煤矿巷道掘进效率低是造成采掘失调的主要原因,而掘进巷道超前探测距离短、精度低,且与巷道掘进存在施工时间、作业空间和探测环境上的矛盾,是导致掘进效率偏低的地质因素,常规的“短掘短探”技术已经不能适应巷道快速掘进对长距离、高精度地质超前探测的技术需求。“长掘长探”的工作模式是以煤矿井下千米定向钻机施工的主孔与分支孔为基础,实现对掘进巷道前方煤层赋存形态、隐蔽致灾地质因素的长距离探查;在定向长钻孔中采用钻孔瞬变电磁、钻孔地质雷达和方位自然伽马等孔中物探新技术,对钻孔径向30 m范围的地质构造、富水异常区进行探测,满足了快速掘进巷道前方长距离、高精度、全方位构造探测和隐患排查的地质需求。工程实践表明：基于“定向长钻孔+孔中物探”的“长掘长探”技术,实现了沿掘进巷道方向的“长距离”探测、巷道周围近距离高精度探测,为巷道安全、快速掘进提供了地质依据;同时,“长掘长探”技术能够满足井下探放水防治水细则的要求,解决了超前探测与快速掘进在施工时间、作业空间和探测环境上的冲突,有助于提高巷道快速掘进的有效时间,具有较好的技术适应性和推广价值,将为今后煤矿巷道快速掘进的高精度长距离超前探测提供可靠的地质保障...     

矿山钻孔救援生命探测技术研究进展及趋势

通过对我国多起矿山事故救援案例的调研,发现确定被困矿工位置是解决矿山事故应急救援的关键问题,生命信息钻孔探测技术是对被困矿工进行定位的有效途径。对我国矿山事故生命信息钻孔探测技术的研究现状做了详细的介绍;分析了现有研究中存在的问题;对生命信息探测理论、技术及装备的发展趋势进行了展望;提出生命信息钻孔探测技术正向小型化、多元化、及智能化方向发展;加强基础理论研究、发展探测新技术、完善矿山钻孔救援新装备是未来矿山钻孔生命探测主要研究课题。     

综合物探技术在工作面高精度地质建模中的研究与应用

建立工作面高精度地质模型是实现智能开采的基础，通过综合物探技术对工作面内煤层顶底板高程和隐伏构造展布情况进行全面探测，可为地质模型提供基础数据。以国家能源集团金凤煤矿011815工作面为研究对象，在工作面两巷按照间隔50 m、孔深80 m,垂直煤壁顺煤层方向施工钻孔30个，通过钻孔地质雷达剖面结合钻孔测斜和自然伽马测井数据进行钻孔轨迹上的煤层界面预测。将所测煤层顶底板数据与三维地震数据融合并进行高分辨的地质统计学反演，精细地刻画整个工作面范围内的煤层厚度及其顶底板岩性。在隐伏构造探查方面，以槽波地震透射+反射联合勘探所解释的构造异常为基础，依据地质雷达钻孔的自然伽马测井成果，推测钻孔钻进方向上的岩性变化，并通过钻孔测斜数据准确定位断层位置，实现对槽波异常区的精细解释，确定了工作面内隐伏断层的延展方向和落差情况。工作面回采后对模型进行了精度验证，工作面开切眼长度300 m,施工测量点20个，将实测剖面与模型剖面对比发现，地质模型预测的煤层底板高程最小误差0.061 m,平均误差0.503 m;模型煤厚最小误差0.040 m,平均误差0.242 m。基于工程实践结果表明：采用综合物探技术能...     

瞬变电磁法和钻探验证在煤矿防治水中的应用

通过介绍YCS2000矿用本安型瞬变电磁仪的探测原理、特点和施工方法及井下探放水钻孔施工现状,结合应用实例,总结出瞬变电磁法和钻探验证相结合在探测煤矿隐伏导水构造的赋水位置方面非常有效,为煤矿的安全生产提供了重要的依据。