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。     

基于矿井电法的矿井水害超前探测技术研究

为了对煤矿巷道掘进前方各类含水体进行有效的预测预防,消除突水的潜在威胁,保证煤矿的安全掘进,文章以矿井瞬变电磁法和矿井直流电法探测技术为例,通过井下超前探测数据采集、数据预处理和反演计算,形成电阻率剖面图,来解释巷道掘进头前方含水情况,建立了一套适合煤矿掘进过程中超前预报含水体的技术方法,结果表明:综合采用矿井瞬变电磁法和矿井直流电法对各类含水体探测更为精细.     

基于矿井电法的水害超前探测技术的研究

 在煤矿巷道掘进过程中,极易遇到断层、裂隙等含水构造以及采空积水等含水体。为了对前方各类含水体进行有效的预测预防,消除突水的潜在威胁,保证煤矿的安全掘进,本文以煤矿超前探测应用最广的矿井瞬变电磁法和矿井直流电法探测技术为例,通过井下超前探测数据采集、数据预处理和反演计算,形成电阻率剖面图,来解释巷道掘进头前方含水情况,建立了一套适合煤矿掘进过程中超前预报含水体的技术方法。结果表明：矿井瞬变电磁法可以多角度多方位探测,对大、中型含水体能较好的圈定分布范围;矿井直流电法对正前方进行探测,抗干扰能力强,对小型含水体能较好的区分距离;综合采用矿井瞬变电磁法和矿井直流电法对各类含水体探测更为精细。     

煤巷地震地质预报技术与应用

利用地震反射波探测技术对巷道前方和周围空间地质情况进行预报预测,是一种有效的煤矿井巷中进行地质超前预测预报的技术.该技术具有操作简便、探测方式多样、对异常反映灵敏等特点,在实际应用中取得了较好的效果.     

隧道施工超前地质预报技术应用研究

对隧道施工地质超前预报技术进行了研究，重点分析了二种有效的预报方法，结合实例对这两种方法进行演算，验证了它们的可靠性，最后指出各种方法配合预报将优于单一方法。     

矿井瞬变电磁法宽巷道跟踪超前探测应用研究

矿井瞬变电磁法超前探测技术越来越多地运用到煤矿巷道安全掘进预测预报中。该文主要介绍矿井瞬变电磁法超前探测的基本原理及探测方法,并利用巷道宽度,进行前方加密探测,提高了分辨率,提高了探测成功率。     

基于地震反射波法的巷道空间地质异常体超前探测

论述了地震反射波超前探测的3个核心技术,即反射波提取、速度分析和偏移成像,针对某矿胶带巷掘进过程中多次遇见小断层或破碎带等异常地质体,采用地震反射波超前探测法在胶带巷迎头后方实施超前探测。根据探测结果,推测出掘进面前方一定范围内隐伏地质异常体的位置和范围,对探测结果进行追踪验证,实际揭露情况与探测结果基本吻合。     

地震波超前勘探技术在断层探测中的应用与研究

基于地震波超前勘探理论,利用MATLAB编程模拟得到工作面前方介质弹性波传播特征和规律,从而对工作面前方是否含有断层做出判断,因此利用地震波超前勘测技术探明工作面是否有断层等异常体对煤矿安全生产具有非常重要的意义。     

矿井瞬变电磁法在采空区超前预报中的应用

为了准确有效地预测预报掘进迎头前方采空区,提出采用二分法对矿井瞬变电磁法进行全区视电阻率的提取,该计算方式很好地解决了视电阻率晚期计算方式在早期段的畸变对数据处理造成的影响,应用实例表明全区视电阻率计算方法在资料处理和解释中要优于晚期计算方法,可将其推广至以后的实际应用中。     

层状空间矿井直流电法超前探测曲线特征研究

为研究井下不同地层条件下的矿井直流电法超前探测视电阻率曲线响应特征,建立了全空间水平3层和5层介质模型,对巷道所在层及巷道上覆岩层的厚度、电阻率等因素变化对超前探测的影响进行了数值模拟。通过对比分析,形成了一些关于超前探测方面的新认识,这些认识对于超前探测的数据采集以及资料解释有实际应用价值。     

煤矿巷道地震超前探查构造中的速度参数选取

地震波超前探查是目前较为先进的超前地质预报技术,但准确度一直备受质疑,通过实际研究表明:地震超前探查的准确度取决于速度的选取,实际处理中由于初次采取的速度是建立在以往地面三维地震勘探的基础上,其速度选取有一定误差,造成断层解释的不准确性。而扫描速度谱与偏移速度建模相结合的方法,对初选取的速度参数进行修正,重新处理得到的结果与实际揭露结果吻合。结果表明:通过扫描速度谱与偏移速度建模相结合的方法选取速度参数,对于提高煤矿巷道地震超前探查构造的准确性具有重要意义。     

煤矿震动波CT反演技术的应用与分析

为解决3105工作面矿压显现的安全隐患,基于震动波CT反演技术对3105工作面进行震动波CT探测,通过实时监测3105工作面区域的震源分布,形成高密度射线穿过煤层,生成大范围、高分辨率的波速反演云图,结合煤(岩)体内震动波速与应力的耦合关系,确定了3105工作面区域内的应力分布情况.经过微震法、钻屑法验证,震动波CT反...     

基于地震槽波的致灾地质因素探测技术

为了解决致灾地质因素难以准确探测的问题,采用了地震槽波勘探技术对义安矿业11061工作面进行了煤层厚度和断层等致灾地质因素的探测。通过对频散曲线的分析,选取适宜的槽波频率,对槽波波列进行短时傅里叶变换,在频率域内提取槽波旅行时并进行CT成像,获取槽波波速等值线图,将波速与实际揭露的煤层厚度进行拟合后获得煤层等厚线图;通过对槽波射线分布图进行分析,确定工作面内没有落差大于1/2煤厚的断层。通过回采验证,实际回采情况与勘探结果基本一致,矿方根据勘探成果对局部防突措施进行了优化,回采过程中未出现瓦斯异常涌出的情况;根据煤层厚度变化调整了月度生产计划,确保了产量的稳定。     

曙光矿井底车场小煤窑遗留采空区支护技术

分析了曙光煤矿井底车场小煤窑遗留采空区支护的特点和难度，提出采用注浆加固、高强度锚杆、再配合预应力锚索支护方案。矿压监测结果表明，该支护方式满足了井底车场巷道小煤窑遗留采空区支护，为现场解决了特殊地质条件下的巷道支护。     

煤矿的生产安全与地质技术防范

在煤矿生产建设过程中 ,安全隐患与地质技术工作密切联系 ,加强煤矿地质技术工作 ,对于防瓦斯、防火灾、防顶板等事故具有非常重要的作用     

煤矿陷落柱槽波探查技术及应用

陷落柱是岩溶空顶塌陷的产物,也是影响矿井采掘衔接和安全生产的重要因素之一。为了提前查明陷落柱的赋存特征,避免工作面回采过程中无计划揭露陷落柱带来的人员伤亡和财产损失,针对典型矿井,制定标准煤岩样,展开室内试验分析,并选择合理的工程现场,展开槽波地震透射法和反射法勘探,最终,结合槽波速度法和能量法分析圈定陷落柱范围,通过探采成果对比研究该方法对陷落柱精准探查的适用性。结果表明:槽波透射法速度分析中,陷落柱的槽波速度与其裂隙发育情况和胶结程度密切相关,异常值难以准确界定;槽波透射法能量分析中,陷落柱的槽波振幅值衰减严重,可以依据衰减系数和相应计算方法,准确圈定陷落柱的发育范围;如果陷落柱与煤体交界面完好,与煤层夹角适合,槽波反射法速度分析可以准确划定陷落柱的边界。因此,槽波地震勘探对陷落柱构造的探测效果良好,能够有效指导矿井的安全生产。     

Effective wave identification and interference analysis of the seismic reflection method in mines

Through discussion of the time-distance curve characteristics of the direct wave and from the front, side and rear of the reflection waves of the seismic reflection method for advanced exploration in mines, and analysis of several major interference waves in mines, the differences in time-distance curve, frequency, apparent velocity between the effective wave and interference wave in the seismic reflection method for advanced exploration are obtained. According to the differences, the effective wave is extracted and the interference wave is filtered and the system’s precision and accuracy is improved. Supported by the National Natural Science Foundation of China(50375026); the National Basic Research Program of China (2005cb221500); the National Key Technology R&D Program (2006BAK03B01); the National Natural Science Foundation Key Program (50534080)     

煤矿采空区地震波场的数值模拟研究

为了更好地对煤矿采空区进行预测,采用Tesseral-2D正演模拟软件及煤矿井下三维地震波数值模拟软件进行了采空区探测分析,根据软件自身的特性,对煤矿采空区进行了自激自收和单炮的正演模拟。研究得出:当地震波遇到采空区时,波形会出现折曲和不光滑,在采空区的正下方会遇到类似串珠状的波形;当采空区之间的距离小于10 m时,采空区之间的串珠状的波形会相互干扰,致使波形模糊不清楚;由于煤层中巷道的存在,使得煤层底板的反射很弱的波形,具体特征为经采空区顶板反射后的波组较弱,而且相邻巷道的地震剖面则表现为底板反射中断,研究对于真实的采空区地震资料的解释和处理具有重要的意义。     

废弃煤矿采空区煤层气资源评价模型及应用

如何评价废弃煤矿采空区煤层气资源是其开发中遇到的关键问题。在对煤炭开采覆岩变形破坏规律研究的基础上,通过理论分析和数学推导,建立了废弃矿井煤层气资源量评价模型和方法,对山西晋煤集团晋圣煤矿采空区煤层气资源进行了评价。研究结果表明,煤炭开采导致采场周围岩体应力重新分布,引起煤层顶底板岩体发生变形与破坏。采空区煤层气资源主要由吸附气和游离气组成,主要来源于煤柱及残留煤层、临近未采煤层和围岩中的游离气和吸附气。基于采动覆岩变形破坏分带特征,根据破碎岩体孔隙率和碎胀系数关系,分别建立了采空区垮落带和断裂带内岩体孔隙体积模型。结合煤层气资源在废弃矿井中的分布特征,考虑煤炭开采采空区积水情况,建立了采空区积水量计算和含水饱和度计算模型,提出了废弃矿井煤层气资源量计算方法,对山西晋煤集团晋圣煤矿采空区煤层气资源进行了评价分析,评价结果认为,废弃煤矿采空区煤层气资源丰富,井田面积为6.5 km2,二叠系山西组3号煤层煤层气总资源量为5.871 7×108m3,其中吸附气资源5.835 3×108m3,游离气资源0.036 4×108m3,资源丰度为0.902 0×108m3/km2。