煤矿巷道快速掘进的“长掘长探”技术

煤矿巷道掘进效率低是造成采掘失调的主要原因,而掘进巷道超前探测距离短、精度低,且与巷道掘进存在施工时间、作业空间和探测环境上的矛盾,是导致掘进效率偏低的地质因素,常规的“短掘短探”技术已经不能适应巷道快速掘进对长距离、高精度地质超前探测的技术需求。“长掘长探”的工作模式是以煤矿井下千米定向钻机施工的主孔与分支孔为基础,实现对掘进巷道前方煤层赋存形态、隐蔽致灾地质因素的长距离探查;在定向长钻孔中采用钻孔瞬变电磁、钻孔地质雷达和方位自然伽马等孔中物探新技术,对钻孔径向30 m范围的地质构造、富水异常区进行探测,满足了快速掘进巷道前方长距离、高精度、全方位构造探测和隐患排查的地质需求。工程实践表明：基于“定向长钻孔+孔中物探”的“长掘长探”技术,实现了沿掘进巷道方向的“长距离”探测、巷道周围近距离高精度探测,为巷道安全、快速掘进提供了地质依据;同时,“长掘长探”技术能够满足井下探放水防治水细则的要求,解决了超前探测与快速掘进在施工时间、作业空间和探测环境上的冲突,有助于提高巷道快速掘进的有效时间,具有较好的技术适应性和推广价值,将为今后煤矿巷道快速掘进的高精度长距离超前探测提供可靠的地质保障...     

瞬变电磁技术在巷道掘进工作面超前探测的效果

煤矿井下超前探测巷道掘进工作面前方的富水异常体是预防水害事故、保证巷道安全掘进的一个技术难题。利用瞬变电磁技术的超前探测装置,解决超前预报掘进工作面水害的难题,经实践检验效果良好。     

瞬变电磁技术在巷道掘进工作面超前探测的效果

煤矿井下超前探测巷道掘进工作面前方的富水异常体是预防水害事故、保证巷道安全掘进的一个技术难题。利用瞬变电磁技术的超前探测装置，解决超前预报掘进工作面水害的难题，经实践检验效果良好。     

YCS40型瞬变电磁仪在井下超前探测中的应用

为了向矿井水害超前治理提供地质依据,韩城矿区开展了瞬变电磁仪在井下超前探测中的应用。介绍了YCS40矿用本安型瞬变电磁仪的工作原理、技术参数、实测数据解析和处理方法,对相关承压开采煤岩巷道超前约100 m目标范围进行探测;在综合分析矿井地质资料、结合电阻率介质条件及探测施工现场各种电磁的影响因素基础上,圈定了低阻异常区域,推断出掘进前方赋水体;同时实施了对水害区域超前探测水文地质预报和验证。结果表明,该仪器能够适应韩城矿区各煤岩层前探的地质条件,可有效得到相关的水文地质预报参数,为矿井防治水提供可靠的地质依据;并提出了探测时一定要注意避让导电体,做好现场探测环境因素写实等防干扰技术措施。     

矿井瞬变电磁法在煤矿中的探测方法及异常特征分析

基于矿井瞬变电磁原理,分析了固定平移法、转换角度法、综合法等矿井瞬变电磁探测工作方法及其适用范围。通过实例研究了断层裂隙水、充水陷落柱、采空区积水、导水裂缝带等矿井瞬变电磁探测异常特征,结果表明:矿井瞬变电磁对各个含水异常体的反应较为明显,且呈现出不同的异常特征。通过矿区井下含水构造实地探测和井下巷道超前探测跟踪试验,研究了瞬变电磁探测的准确率,统计得出矿井瞬变电磁整体探测成功率约为86.2%,是井下比较实用的探测水害的物探方法。     

瞬变电磁技术在掘进巷道水害防治中的应用

简要介绍了矿井瞬变电磁超前探测技术的基本原理与方法,结合某矿超前探测实例,探讨了瞬变电磁超前探测的工作方法、资料处理与解释和应用效果等。工程应用结果表明,瞬变电磁技术对掘进巷道迎头前方的突水构造具有较好的探查效果,为巷道安全掘进与避免严重水害事故的发生提供参考依据。     

老母坡煤业2113掘进工作面水害预测与分析

矿井水害是威胁煤矿巷道掘进工作的主要灾害之一,也是影响煤矿生产安全和开采效率的重要因素。为查明老母坡煤业2113掘进工作面顶、底板砂岩裂隙含水层富水情况,采用井下瞬变电磁技术对该工作面进行超前探测和分析,划定富水异常区域,为巷道掘进制定水害防治措施提供科学依据,保障该矿巷道掘进工作的安全、高效进行。     

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。     

矿井瞬变电磁法小线圈装置的电磁场响应特征研究

研究小尺寸且方便在井下安装的瞬变电磁法探测装置,可为掘进巷道随掘随探和预报水害提供新思路。基于全空间瞬变电磁理论,采用三维时域有限元法进行数值模拟,探讨了小线圈激励获得的二次场响应特征和磁芯线圈接收的瞬变电磁响应特征。构建巷道掘进工作面前方含水断层地质-地球物理模型,研究了小线圈装置对含水断层的瞬变电磁响应特征,对比分析小线圈与常规线圈超前探测的效果差异。研究表明：小回线源激励产生的感应电动势衰减规律与常规发射线框对应的感应电动势随时间变化规律相同,磁芯线圈能有效地提高感应信号强度;小线圈装置与常规线圈装置探测应用效果良好,可以有效解释低阻区分布范围,探测结果与巷道掘进验证结果吻合。结合井下现场试验,验证了小线圈装置应用于矿井瞬变电磁法超前探测的适用性和有效性。     

综合探测采空区积水在斜沟煤矿掘进中的应用

小煤窑采空区积水是威胁矿井安全生产的重大隐患。为了消除阳坪煤矿采空区积水对斜沟煤矿15采区上山大巷掘进的水害威胁,通过地面物探与井下物探、钻探、化探相结合的综合探测方法,结合巷道水文地质条件优化"有掘必探"设计,采用"掘进与探放水并行"的管理模式,确保了15采区皮带上山安全快速掘进到位,并成功探放出11万m3阳坪煤矿采空区积水,彻底消除了采空区积水威胁,优化了矿井采掘部署。     

瞬变电磁法在复杂地段巷道水害探测中应用

以义煤集团石壕煤矿一水平南翼轨道运输大巷为例,针对巷道底板隔水层薄弱、涌水量大及位于构造复杂区域的情况,为防止掘进工作面发生超前或构造滞后突水,采用井下瞬变电磁底板探和超前探相结合的方法,查明了掘进前方100 m范围内岩层含富水情况及掘进后方巷道底板下富水异常区,经钻探验证了物探成果的准确性,对复杂条件下巷道水害探测提供了参考。     

瞬变电磁超前探测技术在巷道掘进中的应用

为探明巷道掘进迎头前方采空区积水情况,采用矿井瞬变电磁技术进行超前探测。现场矿井瞬变电磁探测选用重叠回线装置,固定探测仪器设备和参数,现场解释分析人员固定,降低系统误差,总结巷道掘进验证资料,为辉坡煤业井下巷道安全掘进提供了技术指导。     

矿用孔中瞬变电磁仪的研制与应用

瞬变电磁探测技术在煤矿井下水害防治领域得到广泛应用,但井下现场金属干扰对瞬变电磁探测的不利影响无法避免,这给传统瞬变电磁超前探测技术的推广应用带来了挑战。为解决这一问题,基于瞬变电磁技术基本原理,研制了矿用钻孔瞬变电磁探测仪器,并开展了相关的现场应用试验。研究表明,该仪器具备探查钻孔径向隐伏水害异常的能力,利用井下钻孔开展施工,降低了矿井瞬变电磁技术对探测环境的要求,具有施工难度低、探测效率高的特点,能够满足工程应用的探测需求。     

瞬变电磁法在煤矿掘进工作面水害分析预测中的应用

掘进工作面水害问题是威胁煤矿生产安全的重要因素之一。为有效预防煤矿巷道掘进过程中水害事故的发生，采用井下瞬变电磁法对掘进工作面前方及顶底板岩层的富水性进行超前探测，通过对探测结果中的低阻异常区进行分析研判，再结合钻探效果验证，提前采取科学有效防治水措施，为掘进工作面安全掘进创造条件。实际应用表明瞬变电磁法结合钻探效果验证在掘进工作面水害分析预测中准确可靠，可有效防范掘进工作面水害事故发生，效果良好。     

瞬变电磁法在长平煤矿构造探测中的应用

为探查长平煤矿巷道掘进中的隐伏构造,防止突水事件,基于矿井瞬变电磁法全空间"烟圈效应"理论,根据现场巷道地质情况,优化井下巷道顶底板的探测方向和角度,设计了超前探测方案,初步判断巷道前方存在隐伏含水构造异常区,通过对异常区进行超前钻探验证,确定掘进巷道前方存在陷落柱。实践表明,探查结果与巷道实际揭露情况基本吻合,肯定了瞬变电磁法在矿井含水构造探查应用中的有效性和实用性。     

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。     

巷道快速智能掘进超前探测技术与发展

新时代矿井智能化发展成为趋势,智能掘进条件下超前探测技术需要为掘进工作面安全生产提供保障。快速掘进、复杂地质条件下要求探测精度与预报实时程度高,随掘多源多场信息采集、大数据智能分析与透明化表达是超前探测系统构建的新发展模式。结合近年来隧道、井巷等领域超前探测技术发展现状,讨论其方法、技术、应用等方面的问题及动态;在分析巷道快速智能掘进超前探测技术发展面临的复杂地质问题与基础技术选择局限等关键问题的基础上,提出能够满足巷道快速智能掘进超前探测需求的技术主要为随掘探测技术以及超长钻孔孔中探测技术等。在关键技术创新方面,给出了适用于巷道快速掘进的2种超前探测技术体系,分别是应用于煤巷的掘进机震源随掘地震技术与超长钻孔孔中瞬变电磁联合的技术体系,以及应用于岩巷的TBM震源随掘地震技术与BEAM随掘电法联合的技术体系;并针对每种基础超前探测技术给出了发展思考,其中,随掘地震技术在原始信号脉冲化即重构处理研究的基础上,还需发展全空间三维立体探测、多波多分量方法、全波形反演、极化、散射等高精度探测与精细成像技术;超长钻孔孔中瞬变电磁技术首先需要突破有/无异常情况下孔中瞬变电磁信号数据特征的基础研究,...     

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。     

瞬变电磁法在探测巷道前方富水性中的应用

瞬变电磁法对含水低阻体敏感,对探测巷道掘进前方水害隐患和确保巷道掘进安全是一种有效的物探技术手段。为探明巷道掘进前方水文地质条件及富水性情况,保证巷道掘进安全,鹤煤十矿应用瞬变电磁探测技术对1310底板抽放巷进行了探测。结果证明,瞬变电磁法对巷道掘进前方富水性的探测具有较好的准确性,可有效避免水害事故的发生。     

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。