瞬变电磁法在矿井超前探测中的应用及研究

根据某矿回风巷1502 m迎头处沿底板、顺层和顶板三个方向对采空积水区进行超前探测,结果表明:瞬变电磁法全空间探测技术能有效探测采空区积水区,从视电阻率等值线的变化情况和视电阻率的相对大小,可更为直观的确定含水采空区的位置及埋深情况.     

瞬变电磁法在玉泉煤业超前探测中的应用

"物探先行、钻探验证、化探跟进"的综合探测程序已成为矿井防治水一项重要制度。煤矿井下巷道超前探测的物探方法较多,本文介绍了瞬变电磁法在井下超前探测中的工作原理和方法,及其在玉泉煤业巷道掘进超前探测的应用成果。     

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。     

井下瞬变电磁法在超前探测中的设计和应用

运用井下瞬变电磁法对井下泄水巷进行探测,优化巷道顶底板的探测方向和角度,设计超前探测布置横向探测方向3个,每个横向探测方向共布置14个探测角度,纵向探测方向布置13个探测角度。通过分析矿井瞬变电磁法在泄水巷超前探测结果,分析了巷道顶底板的异常富水性区域,为防止矿井水害事故发生提供了指导。     

矿井瞬变电磁法在超前探测中的应用

介绍了矿井瞬变电磁法的原理,矿井瞬变电磁法的探测装置、参数及在掘进工作面和回采工作面中的基本探测方法。对于掘进工作面,水平横向的扇形测线布置14个方向,竖直方向布置3个方向,可较好地完成掘进工作面顶板、顺层和底板的超前探测;对于回采工作面,两巷探测方向按与煤层呈30°、60°和90°角向顶板和底板探测。某矿在掘进工作面及回采工作面进行了瞬变电磁法探测,钻探及后期掘进和回采揭露结果验证此方法具有较好的探测效果。     

瞬变电磁仪在掘进巷道超前探测中的应用

本文简述了瞬变电磁法的基本原理及探测方法,介绍了在长平矿掘进巷道超前探测中的应用情况,对矿井防治水工作具有一定的推广意义。     

瞬变电磁超前探测技术在巷道掘进中的应用

许疃煤矿主采二叠系7-2煤层,其掘进开拓过程中受到顶底板砂岩层的裂隙水影响。结合7-2煤层掘进地质条件,在掘进过程中采用瞬变电磁法进行巷道超前探测。实践结果表明,瞬变电磁法对于掘进巷道顶底板裂隙水探查具有一定的可行性,但在富水程度评价方面还需深入研究。     

钻孔瞬变电磁法扫描探测磁芯线圈激励电磁场响应特征

瞬变电磁测井一般采用超小线圈作为发射装置,由于激励产生的瞬变电磁场强度较低,仅能进行钻孔孔壁岩层探测,无法实现钻孔外围径向远距离探测及地质异常体精确定位。基于全空间瞬变电磁场相关理论,提出钻孔瞬变电磁法(BTEM)扫描探测方法,利用磁芯线圈激励电磁场,增强发射磁矩,提高钻孔瞬变电磁法的径向探测距离。同时,通过灵活调整线圈方向,对钻孔孔壁进行360°扫描,实现钻孔径向方向全方位探测,提高钻孔瞬变电磁法对含水地质体的空间分辨率和定位精度。建立钻孔全空间三维地质-地球物理模型,提出优化的网格剖分策略,采用特殊网格结构对钻孔中磁芯线圈进行网格加密及规范化,提高数值模拟精度。采用有限单元法分别计算均匀介质条件下钻孔瞬变电磁法磁芯激励电磁场响应以及含有低阻地质异常体时钻孔瞬变电磁法不同装置探测的瞬变电磁场响应,分析了共面偶极装置及共轴偶极装置以及不同几何参数对应的瞬变电磁场响应特征,采用全空间全区视电阻率计算及时深转换算法进行全空间电阻率成像。研究表明,在钻孔瞬变电磁法超小线圈中加入磁芯可以显著增强电磁场强度,并且增强的幅度与磁芯的直径和长度成正比,相比较而言,增大磁芯长度对电磁场响应的增强作用更...     

瞬变电磁法在掘进巷道水害探测中的应用

简要介绍了瞬变电磁超前探测技术的原理与方法,及某矿二水平皮带下山和13皮带上山2个掘进工作面前方80 m范围内岩层赋水情况进行多角度、多方位的探测,探讨了瞬变电磁法的应用效果,并提出了防治水的建议,为巷道安全掘进、避免严重水害事故的发生提供参考依据。     

矿井工作面掘进机瞬变电磁响应规律试验研究

掘进机是掘进巷道工作面附近的良导电体,瞬变电磁超前探测时,对数据采集和解释精度有严重影响,有效规避或者消除其影响就显得尤为重要。采用矿井试验方法,基于Terra 瞬变电磁仪器,使用边长为2 m、收发均为30匝的方形重叠回线装置,其中线圈平面垂直于掘进机,紧贴工作面放置,等间隔2 m向后移动掘进机,分析其瞬变电磁响应的幅度及变化规律。试验结果表明,巷道掘进机的瞬变电磁响应与线圈的摆放位置有关,当掘进机撤离工作面7 m后,其干扰就可以忽略不计,在煤矿中的应用成果也证明了试验结论的正确性。研究为矿井瞬变电磁超前探测规避掘进机的影响提出了解决方法。     

露天含水炮孔台阶爆破数值模拟与分析

为了改善晋宁磷矿因孔内积水而导致爆破效果不理想的情况,在单孔药量与药包埋深不变的情况下,只改变孔间距和排间距,利用LS-DYNA建立了孔间距为5、6、7 m,排间距为3 m和4 m的6组计算模型,并通过LS-Prepost进行分析。结果表明:改变台阶爆破的孔间距与排间距均改变了爆炸应力波的叠加效果,孔间距、排间距的大小存在临界值,低于临界值时选取单元有效应力值增幅较小,综合考虑单元最大有效应力,建议采用孔间距为600 cm、排间距为400 cm的孔网参数。将数值模拟所得孔网参数应用于现场爆破工程,统计分析发现大块率较改进前下降20.6%,爆堆松散程度良好,块度适中,炸药单耗由原先的0.33 kg/m³下降至0.25 kg/m³。     

探地雷达隧道超前预报的数值模拟及应用分析

隧道地质超前预报在指导隧道安全施工中起着重要的作用,探地雷达法作为常用的隧道超前预报方法,具有探测效率高、对施工干扰小的优势,但在成果精确解释和探测深度方面存在不足。运用gprmax正演模拟软件,探讨了正演基本参数的选取,对隧道施工中遇到的常见不良地质异常体进行正演计算,得到不同地质异常体的正演图像特征,并结合工程实例,为探地雷达在隧道超前预报中取得更好的探测效果提供了借鉴。     

矿井瞬变电磁超前探测物理实验

采用盐水充当均匀围岩介质,使用玻璃槽充当巷道空间,建立了含巷道全空间瞬变电磁超前探测的物理模型,根据矿井瞬变电磁超前探测扇面扫描的数据采集方式,对柱状良导体与低阻薄板的超前探测响应特征进行了实验模拟。结果表明：异常体在瞬变电磁超前探测扇面扫描的多测道剖面图上存在异常响应,异常响应特征与异常体的空间位置、空间形态有关;当...     

巷道核磁共振方法超前探测距离影响因素分析

在煤矿的开采过程中,巷道突水事故严重地威胁着人民的生命和财产安全。核磁共振技术由于具有直接找水的特点,被我国一些专家学者提出将其应用于巷道的超前探水工作之中。但是,由于巷道核磁共振超前探测方法与传统的地面核磁共振方法(SNMR)相比,其施工环境和线圈装置都发生了巨大的变化,许多方法技术、理论,包括探测的距离都需要重新作一定的分析。根据核磁共振超前探测方法的特点,分析讨论了地磁场强度、地磁倾角、地层电阻率、巷道方向、线圈参数等自然和人为控制因素对超前探测距离的影响。研究结果表明,探测距离会因地理位置不同而出现较大的变化。电阻率值虽然对超前探测的距离有较大的影响,但主要集中在电阻率极低区域,当电阻率值大于100 Ω· m时,地层电阻率的变化对探测距离的影响并不明显。巷道的朝向不同虽然会影响核磁共振激发场的垂直磁场分布形态,但是由于大脉冲矩时较远区域的一维核函数值相差不大,所以不同的巷道方向对于探测距离的影响并不大。最后,通过引入线圈的有效面积概念,把线圈大小和匝数对探测距离的影响简化为有效面积对探测距离的影响。只要保持激发和接收线圈的有效面积相等,超前探测距离就不会发生改变。     

多孔同段聚能爆破煤层增透数值模拟及应用

构建三维多孔同段(多个炮孔同时起爆)聚能爆破模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件再现聚能射流及爆炸应力波传播与叠加的过程,探讨应力波的传播规律;同时对多孔同段聚能爆破下不同间距炮孔间的煤体单元应力进行了分析。研究结果表明,炸药爆炸后形成聚能射流侵彻煤体,随后形成的爆炸应力波沿着各自的方向传播,之后相遇叠加,相邻炮孔间距越大,应力波叠加所需时间越长且叠加应力越小;比较不同间距相邻炮孔间煤体单元应力,发现裂隙首先在炮孔周围产生,随着爆轰气体的传播,裂缝将主要沿着炮孔连线扩展。只要相邻炮孔间距得当,相邻炮孔间煤体区域相当于受到2次爆破作用,使得煤体裂隙充分发育并相互贯通,提高瓦斯抽采率。同时在平顶山开展了煤层多孔聚能爆破现场实验,结果表明多孔聚能爆破能有效提高煤体致裂程度,同时确定了多孔聚能爆破最佳相邻炮孔间距。     

矿井瞬变电磁超前探测视电阻率扩散叠加解释方法

受体积效应的影响,矿井巷道瞬变电磁超前探测时对异常区有不同程度的放大。为获得更为可靠的测试结果,在扇形超前观测系统的基础上,通过烟圈简化反演,并根据不同测点在巷道前方形成的烟圈交汇特征,推导视电阻率扩散叠加表达式及相关参数计算公式,实现了超前探测视电阻率扩散叠加解释方法,进一步提高对前方地质体的分辨能力。物理模型实验和现场探测实践表明,与常规视电阻率断面对比,视电阻率扩散叠加结果对异常体的判定效果优越性较强,对巷道掘进前方含水体的聚焦判定能力增加。     

叠加效应影响下钻孔有效抽采半径的数值模拟及布孔间距优化

针对煤层瓦斯预抽钻孔布孔间距存在盲目性和不确定性等问题,以流固耦合原理为基础构建煤层瓦斯抽采流固耦合数学模型,借助FLUENT数值模拟软件对煤层瓦斯预抽钻孔有效抽采半径进行数值模拟研究,在多钻孔数值模拟的基础上对建新煤矿4207工作面煤层瓦斯预抽钻孔布孔参数进行了优化。结果表明:钻孔有效抽采半径随抽采时间的增加呈对数形式增大;多钻孔抽采时孔间相互扰动可产生抽采叠加效应,布孔间距越密集,钻孔之间瓦斯压力下降幅度越显著;在90 d的预抽期内,建新矿单孔抽采的有效半径为2.02 m,多孔抽采的布孔间距为2.86~4.50 m。结合煤层厚度提出了正三角形的布孔方式,经现场应用瓦斯参数达标,布孔方案切实有效。     

不同级配矸石压实特性数值模拟研究

为研究矸石散体在夯实机构推压过程中的压实特性,建立了矸石颗粒形状模型,通过测量矸石自然安息角的方式获得了矸石的接触参数,并采用离散元法和实验室模拟试验结合的方法,开展了粒径级配对矸石压实特性影响规律的研究.研究结果表明:泰波系数n取0.4时的连续级配为最优矸石粒径级配,压缩率最低;压实力为3 MPa时矸石散体的密实度明...