基于地质雷达的隧道掌子面前方地质预报研究

隧道施工中,隧道周围及工作面前方的工程地质和水文地质情况,与隧道施工的质量和安全密切相关.充分应用先进的地球物理技术预报隧道掌子面前方工程地质状况,可有效避免事故的发生.地质雷达以其扫描快、分辨率高、图像清晰等优点,在隧道短期超前预报中有着重要作用.在分析探地雷达工作原理和探测解析方法的基础上,针对大华岭隧道工程,对探测区完整岩体、膨胀岩体、破碎岩体及富水岩体等四个典型雷达图像特征进行了机理分析,结合工程地质实际对隧道掌子面前方地质状况进行了成功的超前预报.验证了探地雷达的实用性、先进性.     

超前地质预报在矿山工程中的应用

介绍TSP超前地质预报系统及地质雷达的原理、方法,证明超前地质预报系统对工作面前方岩性有比较准确的预报,可有效地避免地质灾害和加快工程进度。TSP与地质雷达探测技术作为高效、快捷的物理探测手段,在白象山铁矿工程中得到了有效的应用。     

超前地质预报在矿山工程中的应用

介绍TSP超前地质预报系统及地质雷达的原理、方法,证明超前地质预报系统对工作面前方岩性有比较准确的预报,可有效地避免地质灾害和加快工程进度。TSP与地质雷达探测技术作为高效、快捷的物理探测手段,在白象山铁矿工程中得到了有效的应用。     

超前地质预报方法及其应用

山岭隧道地质条件复杂,当遇到不良地质条件如溶洞、断层、岩溶水时常常发生突水突泥、塌方等地质灾害问题。为防止该类事故的发生,开挖前必须对隧道前方的地质情况有所了解。通过隧道超前地质预报技术手段,将各种预报方法在实际工程中加以应用,得到的预报结果表明,各探测方法的相互印证体现了综合预报的重要性及准确性,证明在隧道施工过程中,采用综合超前地质预报较为行之有效,在复杂地质条件下应推荐采用。     

地质雷达技术在阳泉矿区井下超前探测中的应用

研究了阳泉矿区煤岩地层的超前探测工艺和和雷达资料解释方法,并分析了煤巷掘进前方常见的地质构造异常体与地质雷达反射回波波形图谱特征的关系。使用防爆地质雷达,在阳煤集团下属生产矿进行了超前探测实验。经验证,地质雷达井下超前有效探测距离达到了30 m,对落差大于2/3煤厚的断层和陷落柱等构造,探测准确率在80%以上,有效指导了矿井的安全生产。     

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。     

超前探测灾害性含导水地质构造的直流电法

通过研究矿井直流电法7电极系探测装置系统,成功开发出煤矿掘进巷道顺层超前探测含导水构造的直流电法探测方法,解决了较长距离定量预测煤矿掘进工作面前方灾害性含导水构造及其位置的难题。通过深入研究地层层状空间的影响及消除方法、地层各向异性的影响及消除方法、测量电极M、N附近的影响及消除方法、掘进巷道非正前方的影响及消除方法等资料处理技术,获得了掘进巷道（或隧道）工作面前方地质异常体的电性异常分布信息,能定量解释掘进巷道前方0~140 m内灾害性含导水地质构造及其位置。     

富水构造地质异常体矿井直流电法超前探查响应特征

掘进工作面前方隐伏的富水地质构造一直是影响煤矿安全生产的一大隐患,对巷道前方富水异常构造的准确定位,能够及时预警并采取合理的防治措施,确保矿井安全生产。矿井直流电法超前探测技术是煤矿掘进工作面超前预报的重要手段之一,建立了几种富水低阻地质异常体三维模型,通过COMSOL Multiphysics模拟,分析探讨了低阻地质异常体在三维空间中不同展布形态下的矿井直流超前探测响应。研究结果表明,掘进工作面前方低阻地质异常体的不同展布形态对直流电法超前探测结果有很大影响。当地质异常体走向与巷道展布方向一致时,异常响应幅值最大,分辨率最高,但异常的定位位置相对于地质异常体位置有所偏差;当地质异常体走向与巷道展布方向垂直时,异常响应幅值最小,异常分辨率最低,但定位的异常位置与地质异常体位置重合,且异常范围最小。     

矿井多波多分量地震超前探测原理与应用研究

针对煤矿井下超前探测不良地质体构造情况,介绍了DTC-150防爆地质超前探测仪的多波多分量地震勘探原理和井下数据采集方法,研究了不良地质体资料解释原则,使用该仪器对不同的矿井进行超前预报探测应用研究。研究结果表明:该仪器能够较准确地预报掘进工作面前方150 m内断层、围岩裂隙、岩石破碎带以及富水情况。     

TSP203plus在梅林隧道中的应用分析

在大量隧道工程中,由于对工作面前方地质情况了解不清,给隧道施工带来盲目性.TSP系统就是专门针对上诉问题而设计.TSP是瑞士安伯格测量技术公司于20世纪90年代初期开发的一套隧道超前地质预报系统,具有使用范围广、预报距离长、对隧道施工干扰小、数据处理简单、省时、结果直观等特点.分析探讨了TSP系统的原理,介绍了施工现场布置,并以梅林隧道为实例验证该系统的准确性和有效性.     

瞬变电磁精细探测方法在隧道地质预报中的应用研究

针对当前隧道超前预报中水害探测使用方法的不足,研究出基于隧道水害探测的瞬变电磁精细化探测方法,该方法主要包括隧道超前探测的精细化现场施工方法和瞬变电磁数据的精细化处理方法,并包括在精细化探测中需要注意的问题。通过对隧道瞬变电磁精细化现场施工方法和数据精细化处理方法的研究,总结出适合隧道超前探测的瞬变电磁探测成套技术。瞬变电磁精细探测方法在四川、贵州、云南等地的应用证明,该方法能准确有效地对异常区进行探测,成为隧道地质预报中探测水害的有效手段。     

反射槽波探测陷落柱正演模拟及应用研究

在陷落柱发育矿井工作面设计阶段,需要利用现有一条巷道预先探测将要布置工作面的陷落柱情况,反射槽波法可以对巷道两侧一定尺度及位置的陷落柱进行探测。通过建立正演模型,采用数值模拟方法,研究反射槽波探测陷落柱的分辨能力,分析反射槽波准确探测陷落柱的影响因素,指导实际槽波资料的采集、处理与解释。研究表明,通过正演模拟反射槽波对陷落柱直径、不同道、炮间距、离巷道距离等参数可知,加密道炮间距可以探测长轴直径10 m和距巷道100 m的陷落柱一侧边界;反射槽波探测陷落柱实际应用以10 m炮距、5 m道距为最佳观测系统;反射槽波对工作面布置提供了可靠的地质保障,影响探测精度的因素较多,加密观测系统与绕射波偏移算法可提高准确度。研究成果可为陷落柱发育矿井工作面布置及巷道开拓提供技术参考。     

基于矿井隧道施工地质雷达预报技术的应用研究（增刊）

采用地质雷达技术对煤矿井隧道进行连续超前探测,研究地质雷达技术在煤矿井隧道施工超前预报中的工作规律。首先通过大量的煤矿隧道地质雷达超前预报探测资料,分析总结出几种煤矿井隧道内典型不良地质体地质雷达异常特征,并深入探讨如何利用这几种地质雷达典型异常特征来解决煤矿井隧道施工地质超前预报问题;其次以贵州六枝某煤矿井隧道地质超前预报为例,采用已总结得到的煤矿井隧道地质雷达波异常特征分别对矿井内部隧道掌子面前方岩溶溶蚀、构造节理裂隙及富水等常见的不良地质异常进行探测分析;最后通过实际隧道开挖来验证地质雷达异常分析结果的准确性,为煤矿井隧道施工提供较准确的预报信息,更好指导隧道信息化施工。     

基于TRT的金属矿山巷道施工超前地质预报——以安徽徐楼铁矿为例

在矿山巷道施工过程中,超前地质预报是减轻地质灾害的重要手段。本文介绍了TRT系统探测原理和方法,并讨论了TRT超前地质预报系统在金属矿山巷道施工中的应用前景。以徐楼铁矿巷道为例,结合掌子面素描法和矿区地质资料,分别对-205 m和-217 m水平出矿巷道进行了TRT超前探测和解译。通过对两个巷道的探测结果进行检验,预报准确率分别为70.0%和68.2%。TRT预报系统对于金属矿山巷道节理裂隙、软弱蚀变带、溶洞、矿体等具有良好的预报效果,可为巷道施工方案和安全措施的制定提供重要依据,并显著提高巷道施工进度。     

地质雷达超前探测在常村煤矿的应用研究

巷道掘进前方隐伏的灾害源极易造成矿井事故的发生,对煤矿的安全生产构成了极大的威胁。对掘进巷道进行超前探测,从而掌握掘进巷道的煤层异常情况具有十分重要的意义。本文首先介绍了基于地质雷达方法的煤巷超前地质探测方法和原理,然后从实际工程应用出发,对潞安集团常村煤矿皮带顺槽反掘巷进行地质雷达超前地质探测。应用基于时间剖面和频率剖面复合解释技术对处理后的数据进行解释,结果表明:探明了反掘巷侧帮及迎头面地质构造情况、确定了6个煤/岩性变化带、2个破碎和裂隙水区域的位置和深度。     

地质雷达在阳山隧道岩溶发育段的应用研究

针对岩溶发育段隧道施工过程中岩溶分布的复杂和多变对施工安全带来的潜在威胁,利用高频脉冲电磁波遇到不同介质反射后的时间差原理,使用地质雷达法对贵州毕节阳山隧道岩溶发育段进行精细化探测。通过数据处理和分析,对前方岩溶空腔进行准确预警,并通过超前钻探和揭露验证,证明地质雷达在岩溶发育段是一种高效的探测方法,可以对探测区域前方岩溶、空腔等不良地质体进行有效预警,提供准确的地质资料,指导后续施工。得出了地质雷达在岩溶发育地段具有精度高、效率高、干扰少的特点,是隧道施工过程中超前地质预报环节的重要方法,具有很好的实用性。在隧道工程中与其他探测方法进行长短结合,对确定不良地质体规模和性质、提升安全系数和经济效益具有重要意义。     

CT层析成像技术在工作面复杂构造探测中的应用

由于综合机械化采煤技术不断提高及开采深度的增加，工作面内部地质异常构造制约着矿井高产高效、安全生产。因此需提前对内部地质异常构造进行精细探查、预测预报，为工作面安全回采提供指导。CT层析成像技术分辨率高且探测精度高，能够探查清楚工作面内部复杂构造的分布情况。采用CT层析成像技术对燕子山矿8208工作面进行探查分析，并进行回采验证。结果表明，CT层析成像技术对探查工作面异常构造效果较好，为工作面安全回采提供了重要保障。     

综合超前地质预报方法在观音山隧道施工中的应用

大多数隧道开挖地质情况复杂,地质灾害时常发生,单一的地质预报方法往往不能够比较全面地提供隧道掌子面前方的地质情况信息,这样一来可能造成地质灾害的漏报和误报.所以必须根据隧道的地质情况,采用2种或2种以上的预报方法进行隧道施工地质超前预报,相互验证,提供较为全面的地质预报信息.综合分析观音山隧道地质条件,地质预报组采用以地质调查法为基础,综合地震波反射法法和地质雷达法,三者相结合的方法对观音山隧道施工进行地质超前预报,取得了良好的效果,为隧道开挖提供了科学的指导和依据.     

基于钻孔瞬变电磁法的断层富水性三维空间探测

断层是导通含水层的主要通道,在煤矿生产过程中采用物探、钻探等手段提前查明断层富水性是非常必要的工作。针对该问题,通过在探查钻孔中采用钻孔瞬变电磁法三分量探测技术,通过理论数值模拟和在济宁三号煤矿应用表明,钻孔瞬变电磁法三分量中的X、Y分量响应形态的“S”形态和反“S”形态以及Z分量的单峰形态,可以判断出异常在钻孔周围的空间展布范围,孔中噪声水平更低、探测半径可以达到32 m,探测结果对异常地质体的划分更加精细,通过三维空间成图判别了异常体主要来自煤层顶板,指导了矿方后续该区域的防治水工作,证明了该方法的有效性,同时为煤矿巷道掘进和工作面回采前的地质预报提供了新的技术手段。