电法勘探在探测采空区及陷落柱等地质异常体中的应用

在煤矿生产和建设中,小窑采空区、陷落柱等地质异常体常因富含水或瓦斯而成为影响煤矿安全生产和建设的隐患.为解决上述问题,文章介绍了瞬变电磁法和可控源音频大地电磁法两种电法勘探方法的原理以及在探测小窑采空区积水、富水陷落柱方面的应用及取得的地质效果.实践证明,瞬变电磁法和可控源音频大地电磁法是探测小窑采空区、陷落柱等地质异常体的有效手段.     

瞬变电磁法在预测任楼矿导水陷落柱中的作用

将地面瞬变电磁法应用于煤矿井下,探测任楼煤矿某工作面底板导水陷落柱的形态及位置,并对矿井瞬变电磁法探测技术、资料解释结果和矿井瞬变电磁法特点进行详细分析。应用效果证明矿井瞬变电磁法技术对探测煤层底板导水构造是一种行之有效的方法。     

瞬变电磁法在预测任楼矿导水陷落柱中的作用

将地面瞬变电磁法应用于煤矿井下，探测任楼煤矿某工作面底板导水陷落柱的形态及位置，并对矿井瞬变电磁法探测技术、资料解释结果和矿井瞬变电磁法特点进行详细分析。应用效果证明矿井瞬变电磁法技术对探测煤层底板导水构造是一种行之有效的方法。     

综合物探方法在房采采空区勘查中的应用研究

针对单一物探方法在煤矿采空区探测中的局限性和多解性问题,结合陕北侏罗纪煤田地质及地球物理特性,综合运用瞬变电磁和可控源音频大地电磁法对普泉煤矿勘探区内浅埋房柱式采空区进行探测。综合探测成果对勘探区内3-1煤层采空区和采空积水区的位置、深度、范围等信息进行了推断解释,与地质资料和验证钻孔钻探成果基本吻合。研究结果表明:瞬变电磁和可控源音频大地电磁法相结合的方法在浅埋房柱式采空区探测方面具有较高的可靠性和准确性,能够为煤矿的安全生产和采空区的综合治理提供科学依据。     

瞬变电磁法在积水采空区探测中的应用

为了研究煤矿积水采空区的瞬变电磁响应特征,建立了煤矿积水采空区的理论模型,计算了瞬变电磁响应曲线,分析了典型的积水采空区瞬变电磁响应特征。理论计算结果表明,在被探测的采空区具备地球物理条件的前提下,瞬变电磁法(TEM)对积水采空区反应明显,且横向分辨率较高;对高阻采空区反应不明显;垂向上有多层积水采空区时,瞬变电磁的延迟效应会导致瞬变电磁法纵向分辨率降低,在一定深度范围内难以分辨引起电磁异常的具体层位。桑树坪煤矿积水采空区探测应用表明:理论结果与现场实际情况相符合,表明该方法是切实有效的。     

瞬变电磁法在积水采空区探测中的应用

介绍了典型的煤矿积水采空区模型的瞬变电磁响应特征,通过瞬变电磁法应用于陕北某小窑采空区探测的成果表明,瞬变电磁法在积水采空区探测中的应用效果良好,值得推广。     

煤矿含水体瞬变电磁探测技术研究进展

老窑采空区、顶底板含水层、陷落柱、溶洞、裂隙等潜在含水体,是煤矿开采中的主要致灾因素,严重影响矿山安全生产。随着煤炭开采规模和深度的逐渐加大,地质条件和观测环境日趋复杂,此环境下含水体探测成为保障煤矿安全生产过程中遇到的巨大难题,亟需创新电磁精细探测理论与技术。瞬变电磁法能够获得地下介质的电阻率分布,由于煤矿含水体与围岩具有明显的电阻率差异,该方法成为探测含水体的主要方法之一。首先总结了煤矿含水体的赋存特征及其电磁法探测的物理基础。然后,综述了近年国内瞬变电磁探测理论、方法和技术等方面研究新进展,及其在煤矿含水体探测中的应用和前景。理论方面,重点介绍了近年被引入瞬变电磁场数值模拟的时变点电荷载流微元近场理论和矿井瞬变电磁法的物理基础——地下全空间电磁理论,这2项理论都得益于数值模拟手段的发展,近年取得了较大的发展。在方法方面,对修正式中心回线装置、电性源瞬变电磁法、半航空瞬变电磁法和矿井瞬变电磁法等新型瞬变电磁法装置进行介绍。随着相关数据处理和反演技术的发展,这些新装置开始在煤矿含水体中得到应用,并展现出与传统方法截然不同的技术特点。最后,指出瞬变电磁多分辨探测方法技术、大数据技术、煤矿多层采空区精细探测技术和瞬变电磁高分辨数据采集装备研发是近年煤矿复杂含水体探测的研究方向。     

矿井瞬变电磁法在煤矿陷落区探测中的应用

介绍了矿井瞬变电磁法的基本原理,给出了矿井瞬变电磁法的视电阻率计算公式。在煤矿井下巷道有限空间内采用矿井瞬变电磁多点多方向交叉探测技术,完成巷道内尽可能多的采集数据。对多方向交叉探测的原始数据进行预处理、时深转换等数据处理,通过综合分析4个测点对陷落柱的探测效果,从而确定陷落柱的电性特征、位置、深度范围等。     

地巷联合瞬变电磁法探测采空区积水水槽试验

为了论证地巷联合瞬变电磁法探测煤矿井下采空区积水的有效性,用水和薄铜板分别模拟均匀半空间和采空区积水,研究水平分量的异常响应。结果显示,X、Y分量对采空区反映明显,其中,X分量过零点与Y分量极值点均对应采空区中心位置。X、Y分量曲线组合形态与采空区空间方位密切相关。模拟结果证明,地巷联合瞬变电磁法能准确发现采空区积水,并有望确定其空间方位。     

煤矿多层采空区勘察中综合物探方法的应用

煤矿多层采空区地层结构复杂,在采空区的探测中单一物探方法的结果存在局限性和多解性,而且下伏采空区异常信息常受到顶层采空区的影响,导致常规方法可在一定程度上探明顶层采空区,但无法有效探测下伏采空区分布范围。在介绍了地震映像法和瞬变电磁法的基本原理和各自特点的基础上,结合济东煤田某煤矿的勘察实例,研究综合探测煤矿多层采空区应用效果。经钻孔验证综合探测结果可靠。研究结果表明通过地震映像法和瞬变电磁物探方法的综合应用能够有效探测多层采空区空间分布范围。     

矿井TEM探测导水陷落柱及检测注浆效果

采用矿井瞬变电磁法在煤矿井下巷道内探测工作面底板下导水陷落柱,效果显著,对比陷落柱注浆前、后探测结果显示注浆效果明显,是探测煤矿导水陷落柱及检测注浆效果的理想物探方法.     

煤田矿井陷落柱综合识别技术

为了更为合理的探测和解释陷落柱的空间信息,解决煤田陷落柱的综合探测和解释的精确度及准确度的难点问题,基于煤田矿井陷落柱的发育特征,采用地面和井下综合探测识别技术,通过地面的~(210)Po探测、三维地震勘探和瞬变电磁法探测技术确定陷落柱的范围,利用井下三点源超前探测、无线电透视技术等综合探测手段,更加准确判断陷落柱的具体位置、影响范围等信息。陷落柱综合识别技术的应用,使其的解释精度和准确度均有提高,为矿井的安全生产提供了地质依据。     

瞬变电磁法在山西宁武某矿区的应用效果

瞬变电磁法对低阻体反应敏感的特性被广泛地应用于煤矿水文地质勘查。为查明山西宁武某矿区小窑采空区、奥陶系灰岩的富含水区及陷落柱等地质构造的赋水性及导水状况,给矿井生产提供可靠的地质依据,对该矿区进行瞬变电磁勘探,利用此方法解释该矿区的相关水文地质问题,为煤矿的防治水提供帮助。     

瞬变电磁水平分量视电阻率定义

为了将瞬变电磁水平分量转化成电阻率参数,实现瞬变电磁水平分量视电阻率定义,对不同偏移距下大定源回线瞬变电磁场水平分量响应进行了数值计算和分析,得出水平分量具有与中心点垂直分量相似的函数形态和函数性质,据此,水平分量可以用与中心点垂直分量类似的多项式进行拟合,从而得到多项式形式的感应电动势表达式。根据瞬变电磁晚期近似条件,用水平分量的拟合多项式,定义相应的晚期视电阻率表达式,从而实现水平分量响应到地下介质电阻率参数的转化。通过对模型的计算可知,上述方法可行,结果正确;通过对实测数据的解释可知,水平分量不仅具有纵向分辨力,也具有较好的横向分辨率。     

矿井TEM探测导水陷落柱及检测注浆效果

采用矿井瞬变电磁法在煤矿井下卷道内探测工作面底板下导水陷落往，效果显著，对比陷落柱注浆前、后探测结果显示注浆效果明显，是探测煤矿导水陷落柱及检测注浆效果的理想物探方法。     

综合物探方法掘进面前方陷落柱探测中的应用

在井下煤炭回采时,发育的陷落柱会给采面布置、巷道掘进等带来较大影响,给巷道围岩支护、煤炭开采安全等带来较大威胁,因此对陷落柱发育位置及富水性等进行超前探测,对确保煤矿安全高效生产有显著促进意义。文章提出将瞬变电磁超前探测、瑞雷波超前探测综合应用到陷落柱探测中,对物探技术进行分析,并以山西某矿西翼回风大巷掘进为工程实例,对瞬变电磁超前探测、瑞雷波超前探测成果进行综合分析。综合物探发现掘进迎头前方22～55 m范围内有富水性较弱的陷落柱,后通过钻探方式验证了综合物探成果。现场应用表明,以瞬变电磁、瑞雷波为核心的综合探测技术可实现井下陷落柱构造的详细探测,成果可为巷道掘进、煤炭回采等提供较为可靠的地质资料,避免误揭陷落柱带来的各种安全风险。     

复杂水文地质条件下致灾因素的超前探测与研究

收集了近5 a来阳煤集团南岭煤矿的50余份矿井瞬变电磁勘探报告,对该方法在地质构造、陷落柱、采空区等方面勘探的响应进行了分析。结果表明:当煤层未受到构造、陷落柱、采空区等因素破坏,电阻率等值线变化较缓和,逐渐递变;当煤层受到上述因素破坏时,电阻率等值线会发生剧烈变化,视电阻率异常界限明显。断裂构造、采空区以及陷落柱等含水时会使电阻率急剧下降。     

2105顺槽掘进工作面瞬变电磁探测技术应用

为掌握2105运输顺槽掘进工作面前方X23陷落柱发育特征及富水情况,采用数值模拟软件建立地电模型,进行含水陷落柱瞬变电磁响应特征的模拟分析。基于模拟结果得出含水陷落柱位置会显现出低阻异常响应;根据巷道具体地质条件,在巷道迎头进行瞬变电磁探测分析,探测结果得出陷落柱发育在巷道前方50 m,陷落柱左帮富水性较强。根据现场钻孔验证,探测结果与钻孔验证结果一致,有效保障了巷道安全顺利通过含水陷落柱区域。     

瞬变电磁在煤矿采空区探测中的应用

通过实例介绍了瞬变电磁法技术的原理、工作方法及在采空区探测中的应用效果,结论表明,瞬变电磁在勘查煤矿采空区方面,解释精度高,成果较可靠,地质效果明显。     

瞬变电磁法探测陷落柱技术在袁庄煤矿的应用

淮北矿业集团袁庄煤矿31212工作面在回采过程中揭露一陷落柱,为保证安全生产,进一步查明陷落柱的影响范围及其富(含)水情况,采用瞬变电磁法对陷落柱进行了探测,确定了陷落柱的影响范围和导水性,为矿井安全生产提供了技术保障.