综合探水技术在杨村煤矿318工作面的应用

杨村煤矿应用瞬变电磁探测与钻探相结合的综合探水技术对318工作面顶板进行探测,瞬变电磁法探测圈定出相对富水异常区,钻探验证了异常区富水性。应用综合探水技术,降低了钻探工程量,探明了顶板砂岩富水情况,为该工作面水害防治提供了可靠的地质依据和技术保障。     

矿井瞬变电磁法探测顶板低阻岩层富水性

为研究矿井瞬变电磁法探测麦垛山煤矿工作面顶板侏罗系低阻岩层富水性的效果，建立了工作面顶板低阻岩层局部富水的全空间三维地质模型，分析总结其电磁响应特征。根据麦垛山煤矿顶板岩层富水性矿井瞬变电磁法探测工程应用情况，结合已知水文地质资料，对探测结果进行分析与解释，后期探放水钻孔较好地验证了圈定的相对低阻异常范围的准确性。研究表明：矿井瞬变电磁法能够实现对采煤工作面顶板侏罗系低阻岩层中富水区的准确探查，可为受顶板水害威胁且具有类似电性特征的工作面的开采提供安全地质保障。     

瞬变电磁法在导水裂隙带高度探测中的研究应用

为了准确地测定煤层工作面覆岩破坏导水裂隙带的高度,文章利用瞬变电磁仪对宁夏红柳煤矿1121工作面采空区开展了覆岩破坏导水裂隙带高度超前探测的试验研究。结果表明,井中瞬变电磁法具有定向性(方位性)好、探测距离大、探测精度高等突出优点,为煤矿导水裂隙带高度定量探测提供了一种新的有效手段。     

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。     

瞬变电磁技术在煤层顶板防治水中的应用分析

煤矿水害是矿井安全生产的重大灾害之一,顶板砂岩、灰岩、泥岩的电阻率差异明显,而富水性对砂岩、灰岩的电阻率影响较大,符合瞬变电磁法探测的地球物理依据,因此可以采用瞬变电磁法对工作面顶板富水情况进行探测。通过对3405工作面顶板砂砾岩富水性探测及验证结果可知,矿井瞬变电磁法是一种便捷有效的井下物探手段,能够为煤矿顶板防治水工作提供一定的技术支撑。     

井下瞬变电磁法探测矿井富水性分析

根据煤矿工作面采空区富水岩性的不同地质特征,采用瞬变电磁法对山东鲁泰煤业鹿洼煤矿23-03工作面顶板采空区进行探测,并结合井下的地质资料判断是否出现富水区域。结果表明,矿井瞬变电磁法能有效的圈定出23-03工作面顶板采空区工作面富水性的位置和范围,为煤矿的安全生产提供有力的技术支持。     

瞬变电磁数据精细处理技术在煤层顶板富水区探测中的应用研究

瞬变电磁法在煤矿富水区探测中能否准确划分电性界面关系到探测的地质效果,在探讨了常规瞬变电磁数据转换方法的基础上,提出反射系数法和切线法2种数据转换方法,实现了瞬变电磁对电性界面的准确划分。结合新疆大南湖某煤矿富水区探测工程实例,对其瞬变电磁数据进行综合处理,取得了良好的地质效果。研究表明:反射系数法和切线法能够有效提取瞬变电磁数据中所包含的电性界面信息,解决瞬变电磁法探测在确定电性界面中的不足,突出异常区域,进而提高了其分辨率。     

火烧区下伏煤层工作面顶板富水性探测

根据火烧区煤岩层中富水岩性的不同地质特征,采用瞬变电磁法对火烧区煤岩回采工作面顶板进行探测,结合井下的地质资料判断是否出现富水区域。结果表明,矿井瞬变电磁法能有效圈定出火烧区下伏煤层工作面顶板富水性的位置和范围,探测结果与钻探验证结果基本吻合,为煤矿安全生产提供技术依据。     

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。     

瞬变电磁法在探测工作面顶板富水性中的应用

针对红柳林煤矿生产和建设中存在的5#煤层顶板水害问题,采用矿井瞬变电磁法对25203工作面顶板基岩层的富水性及隐伏含水构造进行探测,查明了该工作面顶板岩层富水区的分布情况。其结果表明:瞬变电磁法能较好的探测工作面顶板含水层富水层位的的空间位置及富水程度,为回采工作面防治顶板水工作提供有效的科学依据。     

基于瞬变电磁法探测结果的煤层底板突水数值模拟研究

基于井下瞬变电磁法对某矿71309工作面底板含水性的探测结果,划分煤层底板岩层含水性分布异常区,结合实际地质条件,借助FLAC3D软件建立流固耦合数值计算模型,并对数值计算结果进行分析,结果表明:煤层底板受采动及承压水影响,底板破坏带与含水异常区对接,发生底板突水事故。研究结果为指导煤矿安全生产提供了参考依据。     

地空瞬变电磁三维正演模拟及应用研究

煤矿井下工作面形成后,需要经过电磁法探测工作面顶底板及四邻的富含水情况,以保证回采工作安全进行,地空瞬变电磁三维正演研究可以提高探测的精度和效率。研究了地空瞬变电磁三维正演模拟的方法原理及相关理论,分析了关断时段和关断后的电磁响应特征,建立了半空间不含异常体、含有高阻异常体和含有低阻异常体的三维模型,对模型进行积分方程法和FDTD模拟,验证了积分方程法效率高、针对简单模型效果好,而FDTD更适用于复杂地质情况的高精度探测。模拟结果显示,关断时段的电磁响应对高阻异常体反应更明显,关断后的电磁响应对低阻异常体反应更明显。实际应用表明,全波形时域地空瞬变电磁响应三维有限差分数值模拟适用性强,对低阻异常体反应灵敏,探测精度和分辨率高,可为煤矿安全生产提供准确的地质资料,推广应用价值高。     

瞬变电磁法在1304工作面顶底板水探测中的应用

为了了解1304工作面顶底板的水文地质资料,确保工作面的安全生产。使用PROTEM47瞬变电磁系统,采用共面偶极方式布置线圈,对1304工作面顶底板赋水性进行探查,并分析了瞬变电磁法在1304工作面探测过程中的影响因素,得出了顶底板含水裂隙发育,工作面顶底板的富水异常区,为工作面安全回采提供了可靠的技术支持。工作面的回采资料表明,瞬变电磁法探测工作面顶底板富水性具有较高的准确性。     

瞬变电磁探测技术在煤矿防治水中的应用

介绍了全空间场和半空间场瞬变电磁探测技术的原理和常用工作装置,结合某矿的水文地质概况和开采条件,对其1136、1138工作面采用地面瞬变电磁法进行了采空区积水和覆岩富水性勘查,并对1136工作面进行了矿井瞬变电磁探测,结果表明地面瞬变电磁和矿井瞬变电磁的探测结果较为一致,基本查明了异常区的位置、分布范围和积水情况。根据探测确定的异常目标区域,布置了22个钻孔,其中有16个钻孔出水,并证实2处低阻异常为砂岩含水体。     

无线电波透视探查地质异常区的应用与分析

当煤层中存在地质异常区,如断裂构造、陷落柱以及富集水的采空区等,电磁波在穿越煤层时会发生吸收、反射和折射等作用,那么构造就会引起电磁波在能量上的损耗,使得接收到的能量显著衰减,进而产生透视异常。存在地质异常体时,衰减系数就较大,反之衰减系数越小。在实际应用中表明,根据煤矿的特点,采用适当的仪器及方法,选择合适的衰减系数值,在工作面坑透探测范围内发现了相对较强衰减异常区,为下一步工作面回采提供技术支撑,确保工作面安全回采。     

铝土矿岩溶超前地质预报技术研究及应用

瓦厂坪铝土矿的开采面临岩溶发育及岩溶水害等地质问题。针对铝土层这一相对顶底板围岩是低阻介质的情况,试验了多种物探方法,通过设计合理的矿井瞬变电磁和无线电波透视技术,绘制了相对应的视电阻率等值线拟断面图和电磁波吸收衰减系数等值线平面图,圈定出了工作面内部的岩溶区。结果表明：岩溶发育区在瞬变电磁法成果图中为低阻反应,在无线电波透视成果图中是电磁波高吸收区,2种方法所取得的成果对岩溶发育的位置反应一致,能有效地评价工作面岩溶发育和其导含水情况。     

覆岩破坏充分采动程度定义及判别

随着煤层开采深度的逐年增加,非充分采动工作面越来越多。导水裂缝带高度是实现保水开采的关键参数,但非充分采动工作面开采条件下导水裂缝带高度小于充分采动工作面。为进一步研究其原因,采用理论分析、相似模拟、数值模拟等方法研究了导水裂缝带高度影响因素的敏感性及其与工作面尺寸的关系,提出了覆岩破坏充分采动程度的定义及判别方法。结果表明:工作面尺寸对导水裂缝带高度的影响仅次于开采厚度。当工作面尺寸较小时,覆岩破坏不发育;当工作面尺寸增加到一定值时,覆岩破坏仅形成垮落带;当工作面尺寸继续增加时,覆岩破坏形成裂缝带且导水裂缝带高度随着工作面尺寸的增加而增加;当导水裂缝带高度发育至最大值后,导水裂缝带高度不再随工作面尺寸的增加而增加。覆岩破坏过程中仅形成垮落带的阶段定义为覆岩破坏的极不充分采动(即覆岩极不充分破坏);覆岩破坏过程中形成裂缝带且导水裂缝带高度随工作面尺寸增加而增加的阶段定义为覆岩破坏的非充分采动(即覆岩非充分破坏);导水裂缝带高度达到最大值且不再随工作面尺寸增加而增加的阶段定义为覆岩破坏的充分采动(即覆岩充分破坏)。导水裂缝带高度刚达到最大值时的工作面尺寸为工作面临界尺寸。当工作面尺寸小于工作面临界尺寸时,覆岩破坏为非充分采动;当工作面尺寸大于工作面临界尺寸时,覆岩破坏为充分采动。覆岩破坏充分采动程度的主要影响因素有工作面尺寸、开采厚度、开采深度、覆岩力学性质、覆岩结构特征和覆岩破断角。     

顶板砂岩水下煤层开采覆岩导水裂隙带发育高度研究

导水裂隙带发育高度是顶板砂岩水下实施安全采煤的重要技术参数之一。以新集矿区某综采工作面为工程背景,针对工作面回采后采动裂隙导通上覆砂岩含水层易发生突水事故的问题,在分析覆岩岩性特征的基础上,采用经验公式估算、基于关键层位置覆岩导水裂隙带高度预测方法、数值模拟及井下仰孔分段注水法对覆岩导水裂隙带发育高度进行研究。结果表明,基于关键层理论导水裂隙带高度预测方法、FLAC3D数值模拟与井下仰孔分段注水试验结果基本一致,而经验公式预测导水裂隙带发育高度数值较小,存在一定的局限性。工作面回采后,导水裂隙带发育高度最大为57.6 m,裂采比为15.2,且发育形态呈“马鞍型”。 研究结果可为工作面顶板水害治理提供地质依据。     

综合探测技术在煤矿断层探测中的应用研究

为了探测出煤峪口矿81022工作面断层构造情况,采用综合探测技术进行探测。使用槽波地震探测技术,根据巷道揭露以及井下资料的综合分析,探测81022工作面断层构造,将探测结果与电磁波坑道透视探测结果进行对比,并进行定向钻探验证。结果表明:工作面内有不分叉的岩墙,一个岩墙的左边是一条落差为0.8 m的断层。综合探测技术可有效探测各种地质断层构造及异常体。