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。     

同忻煤矿2号煤层5303回风巷超前探放水设计应用

对晋北煤业2号煤层5303回风巷掘进超前探放水进行设计应用,现场采用YZT6探水仪通过视电导率和视极化率对巷道前方含水异常区进行探测分析,同时采用TEM探测法对前述探测结果进行验证。结果表明,两种探测方法所得探测结果基本吻合,说明探测结果准确,可以为其他矿井探放水设计提供借鉴经验。     

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。     

矿井瞬变电磁超前探测地质异常三维可视化

预报巷道掘进头前方地层含水性是矿井超前探测的主要任务。首先介绍了矿井瞬变电磁法在煤矿巷道超前探测中的基本原理、勘探方法及应用情况。目前在传统的矿井瞬变电磁超前探测资料解释中,难以对掘进头前方含水低阻异常体空间位置及分布情况做出直观而准确的判定。针对这一问题,在矿井瞬变电磁超前探测资料成像中基于Voxler软件进行三维分析,实现矿井瞬变电磁超前探测异常解释三维可视化。结合探测成果及实际地质资料,对超前探测数据进行三维处理,选用合适的计算方法进行插值及网格化,最后利用Voxler成像软件进行三维成像,实现异常三维可视化,在三维空间对异常体位置及范围进行圈定,提高了超前探测资料的解释精度,为矿井水害治理提供了保证。     

多种物探技术联合探测矿井水害

为了获取受水害威胁较严重的闽西南地区煤矿探水效果及物探技术有效参数,采用矿井直流电法、网络并行电法和矿井瞬变电磁法,对福建某煤矿+40 m水平巷道掘进工作面前方进行了联合探测,并对含水低阻异常体探测结果进行了对比分析,经后期掘进验证,超前探测结果较为准确。实践表明:网络并行电法比传统直流电法超前探测效果更好;矿井瞬变电磁法对低阻含水体响应灵敏,且对高阻体(层)具有较强的穿透能力;多种物探技术联合探测,可以相互补充验证,探测精度较高。     

矿井瞬变电磁与红外测温联合超前探测方法与应用

为了弥补矿井瞬变电磁法超前探测中存在的盲区,采用矿井瞬变电磁法和红外测温法进行联合超前探测,以实现掘进巷道前方准确预测预报。本文探讨了矿井瞬变电磁法和红外测温法两种超前探测方法的基本原理和联合探测的可行性,介绍了联合探测的数据采集及数据处理和解释方法,最后结合山东某矿-950m边界回风下山掘进巷道进行两种方法联合超前探测的工程应用,分析了联合探测的地质效果,并与实际巷道掘进揭露情况进行对比,验证了方法的效果。研究表明,利用矿井瞬变电磁法和红外测温法联合进行超前探测,可以取长补短,优势互补,有效提高探测精度,应用前景广阔。     

矿井瞬变电磁法在探测顶板老空区中的应用

以巷道掘进头超前探测顶板上层煤采空区为例,通过采用矿井瞬变电磁法超前探测技术,在巷道掘进头进行超前数据采集,进行数据处理、反演计算等,形成巷道掘进头顶板视电阻率剖面图,解释了巷道掘进头上层煤采空区的范围和位置特征,该超前探测方法拓展了超前探测的范围,建立了一套适合煤矿采掘过程中超前全方位探测的技术方法.结果表明:矿井瞬变电磁法拓展了传统矿井物探方法的探测范围,实现了矿井全方位的超前探测,不仅能探测前方,对顶、底板以及侧帮都有较好的探测效果;矿井瞬变电磁法不仅可以反演形成剖面图,还可以形成不同探测角度的顺层切片图,实现了多角度立体探测.     

瞬变电磁和多波地震法在探水中的应用

为了对巷道掘进前方老空区积水进行有效预测预防,保证安全掘进,以矿井瞬变电磁法和多波地震法探测技术在金达煤业1盘区主运大巷掘进迎头超前探测为例,先用瞬变电磁法探查掘进前方富水异常区域,结合多波地震法来确认异常的范围和位置特征,再钻探探查验证。综合物探技术能够实现对掘进前方老空水的超前预报,避免矿井发生水害事故,为矿井防治水工作提供有效的技术支持。     

矿井综合物探技术在隐伏含水构造超前探测中的应用

为了准确探测煤矿掘进工作面前方隐伏含水构造,采用矿井远距离声波超前探测法和直流电法的综合物探技术,对焦作煤业集团赵固二矿掘进巷道隐伏含水构造进行了超前探测,结果表明:远距离声波超前探测法可以较好地探测掘进工作面前方隐伏地质构造异常体的位置和规模,井下直流电法可以查明构造异常体的富水性,综合利用这两种物探技术能够做到取长补短、对比验证,可在提高预报准确率的同时兼顾构造探测和富水性探测。     

矿井瞬变电磁法在石墨矿中的应用

为了对石墨矿采空区及裂隙带富水性进行评价,开展了瞬变电磁法在矿井中的应用方式探究。结合矿井实际条件,将瞬变电磁技术应用到井下巷道内进行探测,采用多匝数和小回线(边长1 m左右)井下测量装置,对即将掘进的巷道迎头进行不同仰角全方位的数据测量;利用瞬变电磁视电阻率晚期公式计算不同方位的视电阻率,绘制同一仰角不同方位的扇形视电阻率剖面图,从而圈定前方的相对富水异常区。通过钻孔进行抽放水并验证,发现瞬变电磁法探测深度大约60 m左右,该方法可有效地预测巷道掘进迎头前方的含水异常,以及前方采空区的积水情况和裂隙发育区的含水情况,从而达到排查水害的目的。     

掘进巷道构造富水性电法探测综合应用研究

从电法超前探测技术的应用原理、实施方法等方面分析,分别阐述了目前二维直流电法、瞬变电磁法、三维高密度等超前探测方法的优缺点和在实际应用中的适用条件。根据井下巷道现场工作环境,采用矿井三维高密度超前探测技术、矿井瞬变电磁超前探测技术,对掘进巷道前方断层富水带进行综合探测并对比分析。探测结果表明:三维高密度电法较矿井瞬变电磁方法具有更广的适用性、抗干扰能力;矿井瞬变电磁方法具有较高的低阻分辨能力、一定的探测方向性;两者综合应用于巷道前方构造富水区探测中具有互补性强、精度高等特点。     

矿井综合物探技术在巷道前方导水构造探测中的应用

导、含水构造给井下安全生产带来严重的安全隐患,超前钻探是对掘进巷道前方导、含水构造常规的探测方法。但钻探仅是一孔之见,无法对巷道前方范围普遍探测。超前钻探与物探结果相互结合相互验证,可更加高效、经济、准确地了解巷道前方的水文地质情况。结合矿井直流超前探测法及矿井瞬变电磁法对巷道掘进进行跟踪探测,通过钻探验证所测得的异常区,取得了较好的应用效果。     

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。     

矿井综合物探方法在采空区富水性探测中的应用

采空区水害防治是矿井水害防治的重点之一。在多煤层开采矿区,上部煤层开采后形成采空区积水,在近距离煤层开采时,易对下部煤层开采形成威胁。为消除南梁煤矿30205工作面回采期间形成的导水裂隙带沟通上覆2-2煤层工作面采空区积水隐患,采用音频电透视和矿井瞬变电磁法2种物探方法探查30205工作面上覆采空区富水性分布情况。后期井下探放水工作依据物探成果布置钻孔,验证物探成果准确性,并对上覆煤层采空区积水疏放。实践表明,矿井综合物探近距离探测煤层上覆采空区富水性具有较好的效果,对采空区探放水具有指导意义。     

多元信息融合技术在车集煤矿超前探测中的应用

为提高超前探测的准确率,防止误揭隐伏断层,利用瑞利波超前探测技术,结合工作面超前钻探,对车集煤矿掘进工作面进行超前探测,用于预报工作面前方煤层赋存情况及地质构造。结果显示:采用2种探测技术所得结果基本吻合,经过相互验证,能够准确掌握工作面前方煤层赋存情况及地质构造。     

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。     

基于矿井地震波法的地质超前预报技术研究应用

为了在煤矿工作面掘进过程中预报掘进头前方断层、陷落柱以及采空区、采空巷道等地质构造分布情况,实现煤矿巷道的安全掘进,采用矿井地震波法(矿井反射波法和矿井瑞利波法)探测技术,通过井下波形数据采集、数据预处理和反演计算,形成波剖面图和频散曲线,来解释巷道掘进头前方异常的范围和位置特征,并建立了一套适合煤矿采掘过程中超前预报地质构造的技术方法。结果表明:对于矿井反射波法,对断层、裂隙等构造以及煤岩分界面等单一边界情况探测分辨率较高;对于矿井瑞利波法,对采空区、空巷、空洞等复杂边界情况反映更灵敏;综合采用矿井反射波法和矿井瑞利波法,对各类地质构造探测更为精细。     

瞬变电磁法与激发极化法在采空积水区探测中的应用

为更加准确地探测采空积水区范围,根据采空区积水对安全生产的影响程度,突出水患调查重点区域,采用多种物探手段开展采空积水区水患调查和勘查工作。从基本原理和数据处理方面对瞬变电磁法与激发极化法进行了介绍,通过工程案例分析,对这两种方法在采空积水区探测方面的应用效果进行了探讨。研究结果表明,采用瞬变电磁法与激发极化法进行综合探测与解释,所推断的采空积水区范围更为准确,钻探验证结果与推断情况较为一致。     

矿井瞬变电磁全空间多匝小回线超前探水

介绍了矿井瞬变电磁法全空间探测的基本原理,分析了其在水害超前探测中的地质效果、井下干扰影响因素以及多匝小回线工作装置参数设计,实现围岩与采空区的富水异常区探测,巷道超前隐伏导含水构造预测及含水陷落柱勘查等。现场应用表明:对物探圈定的疑似低阻异常区域经钻探验证,钻探结果与物探判断一致,说明瞬变电磁法地质解释成果准确可靠,可为矿井防治水工作提供有效的技术支持。     

瞬变电磁法在石墨矿采空区探查中的应用

为了探查石墨矿矿井巷道掘进过程中的未知采空区,防止冒顶或突水灾害的发生,在分析石墨矿区水文地质特征的基础上,采用矿井瞬变电磁超前探测技术,查明了石墨矿巷道掘进迎头前方低阻异常区,并结合异常形态特征,区分赋水异常区和矿脉异常区位置。经钻孔验证,表明探测结果基本与实际情况吻合,说明采用矿井瞬变电磁法在石墨矿中勘查,能基本查明老窑积水及石墨矿脉的空间分布位置,效果明显,是一种高效、快捷的物探方法。