瞬变电磁法在采面富水构造探测中的应用分析

为了降低富水地质构造对采面回采的影响,根据采面现场条件,采用瞬变电磁法对高河能源W3305综采工作面内的富水构造进行探测,并对瞬变电磁探测结果进行解释。发现在采面顶底板及开采的煤层内有17个低阻异常区,其中顶板、煤层内低阻异常区判定为褶曲伴生的隐伏小断层,均有一定的富水性;底板低阻异常区为富水体。采用钻探方式对圈定的低阻异常区进行验证并进行疏排,探测钻孔钻进至低阻异常区时均有少量涌水。对低阻异常区进行疏排水后,预计采面后续回采期间顶板不会出现淋水,可在一定程度上提高煤炭安全保障能力。     

团柏矿11-101工作面底板含水区域探测与防突水治理研究

为保障团柏矿11-101工作面回采过程中无底板突水现象,通过分析工作面底板含水层及隔水层的具体情况,采用直流电四极测深探测法对工作面的底板含水区域进行探测分析,得出工作面底板存在5个低阻异常区,并结合工作面具体情况,对低阻异常区域的注浆防水方案进行设计。通过现场观测分析,11-101工作面低阻异常区在采用底板注浆防水方案后,回采期间低阻异常区无底板突水情况,消除了底板突水对工作面的威胁,实现了工作面的安全回采。     

承压水体上采煤底板突水危险性分析与治理

底板高承压水体上采煤的关键是确保在采动影响下底板岩层不突水.针对平禹一矿13091高承压水底板,采用直流电法三极探测技术对工作面两巷底板进行了探测,并对探测结果中存在的明显低阻异常区进行了详细分析,指出了工作面有突水可能性区域.据此提出了注浆改造深度、工作面加固范围等注浆加固底板的技术参数,并形成了一套适合本矿的注浆加固底板施工工艺.     

工作面底板含水层的探测与注浆防突水实践

为防止10-428B工作面回采过程中产生底板突水事故,通过采用瞬变电磁技术对底板富水区域和富水性进行探测.根据探测结果,工作面区域底板低阻异常区域数量较多,存在2处低阻异常区,突水危险性较高,且底板岩层节理裂隙发育.基于探测结果和工作面地质条件,确定进行工作面底板注浆堵水,对注浆方案进行具体设计,并在注浆结束后对钻孔涌水量监测.结果表明,注浆完成后底板钻孔的涌水量在0～0.5 m3/h的范围内,成功增强了底板隔水层的隔水能力,确保了工作面回采的顺利进行.     

音频电透视法在矿井工作面顶板水探测中的应用

矿井水文地质条件的勘探查明对矿井安全生产和水害防治起着重要作用。文章利用音频电透视法对王庄煤矿承压区7102工作面顶板0～50 m、50～110 m范围内含水层及其特征进行探测。根据探测结果分析:7102工作面顶板岩层中共存在3个异常条带,分别位于切眼西800～980 m范围内、切眼西580～650 m附近、切眼西150m范围内,并且工作面内低阻异常区大多发育相对明显,建议低阻异常区做为采前防治水工作的重点区域。     

综合物探技术在葛泉矿东井1292工作面防治水中的应用

为查明葛泉矿东井1292工作面巷道底板下80 m以浅和工作面底板42 m以浅(1/2采宽)岩层富水情况,通过井下电测深和音频电穿透等综合物探技术对该工作面进行探测,并根据探测结果分析和确定相应的低阻异常区,进而为该工作面采前、回采过程中防治水措施的制定提供技术依据。     

网络并行电法在金桥煤矿4303工作面富水性探测中的应用

以金桥煤矿4303工作面为例,采用网络并行电法对工作面煤层顶、底板含水层(体)富水性进行探测,获得该工作面的视电阻率剖面图,圈定其低阻异常区,并对圈定的异常区位置进行钻探验证,验证低阻异常区的富水情况,查明探测范围内的水文地质情况,为工作面安全回采提供依据.     

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。     

瞬变电磁法在煤层顶板含水层富水性勘查中的应用研究

采用地面瞬变电磁法勘探技术,在主要大巷、首采面、次采面范围内对影响主要煤层开采的含水层的富水性进行探测,研究得出了探测区内延安组、直罗组、安定组及基岩风化带岩层低阻异常分布,圈定了异常区范围;分析了探测区内主采煤层(2煤)及其顶板砂岩低阻异常分布,圈定了异常范围;获得了不同异常区的平面、垂向联系以及探测区内主要断层构造的富水性情况。研究可为井筒、巷道开拓以及生产阶段煤层的安全回采提供参考。     

井下钻孔电阻率法典型地电模型三维正演模拟

为了有效探测工作面底板水害发育情况,保证安全回采,采用井下钻孔电阻率法三维有限元对典型导含水地质异常体模型进行正演模拟;研究了全空间三维有限元正演理论,分析了不同装置类型的电位分布规律,建立了断层、陷落柱、采空区地电模型并进行三维有限元正演模拟,研究了不同地质异常体模型的电位分布情况。模拟结果表明:电位分布呈现低阻区域稀疏而高阻区域稠密的特点,电位梯度呈现低阻区域变小而高阻区域变大的规律;采用井下钻孔电阻率法探测底板水害更贴近目标体,模拟效果好。     

矿井瞬变电磁法探测异常体空间定位技术研究

矿井瞬变电磁法的全空间效应给异常体的空间定位带来一定的困难。通过物理模拟实验,研究了低阻异常体位于距离工作面底板不同垂直距离时的瞬变电磁响应特征。实验结果表明:向工作面底板进行多角度探测时,改变低阻异常体与工作面底板之间的距离,对比分析其响应特征,可实现异常体的空间定位。     

齐大山铁矿南帮含水构造带探测研究

为解决采空区突发涌水给矿山安全生产带来的安全威胁,以齐大山铁矿为研究对象,以高密度电阻率法含水构造带理论模型的正演模拟研究为基础,运用高密度电阻率法对采场南帮含水构造带的异常范围进行了圈定;运用瞬变电磁法进行了二次探测,并对高密度电阻率法所圈定的异常范围进行了验证。研究表明:含水构造带显示为低阻异常特征,在高密度电阻率法探测成果图中显示的两处低阻异常与含水构造带理论模型的正演模拟结果一致;同时,在瞬变电磁法探测成果图中显示的低阻区域均在高密度电阻率法所圈定的低阻异常范围内,二者相互验证,这两处低阻异常均为含水构造带的地球物理异常特征的显示,表明采用高密度电阻率法和瞬变电磁法组合识别技术可实现对隐伏含水构造带的先导性探测。     

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。     

基于PASAT-M探测的停采线影响下煤体应力分布规律

E1148工作面在E114(2)2停采线影响区域掘进期间曾发生冲击地压显现,为确定回采过程停采线对E1148工作面的影响程度及煤体应力分布规律,分析了震动波传播方向上的应力、质点速度和波速之间的关系,制定了PASAT-M的探测方案,开展了停采线影响区域的煤体应力异常探测。探测结果表明:高应力集中区为E1148下平巷834~896 m范围;较高应力集中区为E1148(1)工作面中部685~740 m、E1148下平巷723~741 m、788~834 m区域;应力降低区域为E1148上平巷834~896 m范围。获得的停采线影响下煤体应力分布规律为该区域冲击地压防治提供了有效依据。     

矿井瞬变电磁法在杨村煤矿底板富水体探测的应用

运用矿井瞬变电磁法探测兖矿集团杨村煤矿六采区6601工作面底板含水异常体,划分了五个富水体异常区域,结合工作面底板布置的两个放水孔,综合论证了底板富水异常区域划分的准确性,并得到了位于安全可采区内工作面工业性回采成功的验证,为煤矿底板富水异常体的探测方法提供了思路。     

无线电波透视技术在探测瓦斯异常中的应用

以演马庄矿27131下段工作面实际地质情况为背景,采用无线电波透视技术探测采煤工作面中的隐伏瓦斯地质异常区域,对整个工作面的瓦斯地质异常做整体分析评价。通过采用定点扫描法3种频率对工作面进行探测,圈定3处较为集中的异常区,并分析推断引起物探异常区的原因,在27131下段工作面回采过程中都得到了进一步的验证,与采前的分析结论基本一致。     

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。     

全空间瞬变电磁场低阻层屏蔽效应数值模拟研究

为了准确探测掘进工作面顶底板富水情况,对含低阻层地层瞬变电磁响应进行数值模拟,结果表明:全空间瞬变电磁场在传播过程中接触到低阻层时,感应涡流场覆盖在低阻层中,削弱了深部地层中含水异常体的响应,延缓了瞬变电磁场往其余地层中的传播,低阻层的屏蔽作用导致探测深度变小,信噪比下降。     

井下直流电法超前探测低阻区水与瓦斯视电阻率响应分析

视电阻率对于水的响应较为敏感,为使用井下直流电法探测煤层中的瓦斯赋存,需要对煤层赋水状况与煤体瓦斯含量进行综合分析。根据赵家寨煤矿12205工作面三极超前直流电法探测,工作面内存在6处低阻异常区,其中4处低阻异常区经钻探验证富水性较好,瓦斯小,另外2处低阻异常区瓦斯含量较高,富水性差。矿井低阻异常区反映了煤层水大或瓦斯大的特点,但水大瓦斯小,水小瓦斯大,二者呈现此消彼长的关系,符合一般煤层瓦斯赋存规律。     

综采工作面顶板巨厚砂岩层富水性精细探测

黄陇矿区洛河砂岩含水层厚度大、富水性相对较好,当其被导水裂隙带导通时,可对矿井造成较大水害威胁,因此需提前对烧变岩富水性分布规律进行精细探查,为顶板疏放水工作提供靶区。通过数值模拟,结果显示高分辨直流电法在富水异常区呈现明显低阻反映、在富水性较弱区域低阻特征不明显、不富水区域呈现高阻反映。在建新矿业4207工作面顶板高分辨直流电法进行了精细探测并经钻孔验证表明高分辨电法探测技术对顶板巨厚砂岩富水性的探测效果较好,对煤矿工作面顶板疏放水工作具有较好的指导作用。