邻近超大断层巷道施工期间水害综合探查技术研究与应用

28岩石集中巷邻近F10大断层(落差110 m)进行施工,如何解决施工区域的断层水害问题,通过采用"物探先行→钻探验证(水质化验分析)→底板注浆加固→物探复勘"的综合水害探查技术,来分析该断层导水情况,以防治断层水害,保证巷道在邻近大落差断层情况下顺利布置28岩石集中巷采掘接替巷道。该项目的成功应用将为其他矿井邻近大落差断层布置巷道提供参考依据,同时该项目主要采用综合探查方式查明大落差断层水害威胁情况,可为制定邻近大落差断层布置巷道施工期间水害综合治理技术标准提供参考价值。     

槽波反射法在工作面大断层上下两盘延伸发育探测中的应用

晋城某矿井2313工作面下巷揭露了1条断距为18 m的正断层,但延伸情况不清,对工作面安全回采将产生影响。基于槽波反射和透射法原理,并通过现场实际调研,采用双巷观测系统布置方式,合理设计了以双边巷道槽波反射探测为主,工作面整体槽波透射探测为辅的观测系统,对2313工作面大断层的上下盘反射界面及延伸情况进行探测,高精度控制了断层上下盘的延伸发育情况。结果表明:通过工作面2条巷道的双向反射分别探测出了断层的上下盘向工作面延伸发育情况,反射结果与槽波透射衰减系数CT图的异常反应位置较为吻合,且最终钻探验证断层上下盘位置偏差不大于10 m。因此通过观测系统的合理布置,针对工作面走向型的大断距断层,可以探测出其上盘与下盘的2个反射界面,从而更为精确地掌握断层的赋存情况。     

断层走向对槽波勘探效果的影响分析

断层的赋存状态,对槽波探测精度有一定的影响。为研究断层走向对槽波勘探效果的影响,建立了二维煤系地层模型,采用数值模拟方法,设置了4种断层走向模型进行了数值模拟分析,并对山东郓城煤矿隐蔽断层进行槽波勘探应用。通过对采集的单炮记录进行包络叠加法处理,得出:断层走向与巷道的夹角不同时,小角度的夹角(40°)偏移后其角度变化不大,但夹角接近40°时,偏移后的角度变化很大;在断层走向与巷道夹角较大时,依然可以采用常规的反射槽波处理流程来处理,只需要对叠加同相轴进行偏移即可。研究成果对槽波探测断层的赋存情况提供了理论依据,同时对推断断层走向的解释和分析有一定的意义。     

槽波反射法在矿井断层探测中的应用

断层是制约矿井生产的一个重要影响因素,提前探测出断层位置及赋存参数对确保矿井生产安全具有重要意义。为了探测出屯兰矿22301工作面断层赋存情况,在采面皮带巷内采用槽波反射法进行探测,后将探测结果与钻探、实际开采时揭露断层参数进行比对,并对该技术方法在井下断层精度勘探中应用情况进行分析。采用主频率100~150Hz、速度880m/s槽波在22301探测出存在一条西南方向、长度205m反射界面,推测为一断层,经过轨道巷道内的钻探、掘进揭露以及采面回采揭露,证明了该断层真实存在,且实际走向与探测走向一致,实际揭露位置与探测位置偏差8m,采面内延伸长偏差7m。结果表明,采用槽波反射法可以实现对采面内断层的精准探测,可以在一定程度上弥补三维地震勘探存在的探测结果偏差大问题,提升采面生产安全系数。     

透射槽波勘探在矿井小型构造探测中的应用研究

为查明某矿1302工作面内断层等隐伏地质构造的发育情况,确保工作面安全生产,提高开采效率,实现矿井小型构造的精准探测,依据透射槽波勘探的方法原理,通过对该矿1302工作面的实际踏勘,分析相关地质资料后设计合理的观测系统,对该工作面的隐伏地质构造进行探测。结果表明,透射槽波能量层析成像结果可以较精准地反映构造异常在该工作面的延伸发育情况,且回采验证标记异常的区域和实际揭露断层走向基本一致。对工作面内部发育的小型构造,可以通过透射槽波探测技术,布置合理的观测系统,探测出工作面内部隐伏地质构造的发育情况,为精准地了解断层的赋存状况提供依据。     

透射槽波探测技术在同煤塔山矿的应用研究

同煤塔山矿煤层为特厚煤层，地质条件复杂，断层是制约安全高效开采的主要地质因素之一，如何查清回采工作面断层的分布情况是亟需解决的难题。基于槽波地震探测原理，采用槽波透射法，通过特厚煤层槽波探测断层的数值模拟，研究了在特厚煤层中槽波波场响应特征及探测断层断距的精度，并在工作面进行了实际应用。研究结果表明：基于实际模型的顶底板岩性与煤层物性差异明显，槽波发育较好；18 m厚煤层槽波主频为80 Hz，埃里相速度为1 000～1 100 m/s，对模型数据进行60～100 Hz的带限滤波，通过成像，槽波可以探测断距为5 m以上的断层；结合回采情况，同煤塔山矿宜采用透射槽波地震探测技术对构造进行探查，槽波解释成果可为矿井安全高效智能化开采提供可靠的地质保障。     

利用透射槽波衰减系数探查煤层内部的断层响应特征研究

有效预防地质构造区域带来的危害,首先应查明井田内部隐伏地质构造赋存特征。通过建立断层数值模拟,利用地震波场正演模拟数据研究槽波传播特征和地质构造响应特征,证明煤层具有不连续特性时槽波勘探可有效探明构造赋存分布情况。采用槽波透射法对回采工作面进行探测,查明了区域内构造分布情况。研究表明:回采过程中,揭露的隐伏构造与槽波成果分析相对应,说明槽波探测可作为一种探测地质隐伏构造的重要手段。     

白坪煤矿工作面煤层赋存的槽波地震探测

物探作为一种新的勘探技术正在被越来越多的使用,槽波地震作为物探的一种主要方法在矿井地质勘探中发挥着重要作用。为探查白坪煤矿工作面内部煤层赋存情况,以槽波地震在井下的使用为基础,以实际生产中的应用为例子,介绍槽波地震井下使用方法、适用范围、结果分析等,探清了工作面内部煤层赋存情况,从而更好地为矿井瓦斯防治、回采等安全生产工作服务。实践证明,槽波地震可以清楚探查煤矿工作面内部煤层赋存情况,具有广阔的应用范围。     

锚注施工技术在高应力宽破碎带断层中的应用

由于F2′断层具有非常复杂的水文地质条件,使矿井-480 m水平运输大巷的安全施工受到影响。该断层已经在-230 m水平及-500 m水平巷道管棚法施工中揭露,对断层的赋存情况及特性有了更深的认识。为了保证巷道顺利通过该断层,经过论证,采用锚注施工技术顺利通过了该断层。从目前监测数据分析,支护效果达到了理想要求。     

透射槽波在开滦矿区煤层厚度变化探查中的应用

为研究透射槽波对开滦矿区煤层厚度变化情况的探查效果,在开滦矿区某矿2022工作面两巷侧帮开展透射槽波探测,采用透射槽波振幅衰减系数CT成像方法对工作面进行成像,以圈定工作面内煤层厚度变化区域及其他构造异常。经回采验证,槽波探测圈定的煤层厚度变化区域重合度较高,断层位置解释准确。结果表明,透射槽波适用于开滦矿区的煤层厚度变化探查,探查结果为下一步工作面的安全回采提供了地质依据。     

下白峪超大断层的综合探查技术应用研究

针对下白峪大断层（断距200～1 000 m）情况,采用综合探测方法对断层具体参数进行探测,分析各段水害情况,以解决区域水害问题,为施工地质提供保障和围岩控制技术方法,保证巷道在临近大落差断层情况下顺利布置23采区水仓及采掘接替巷道。该项目的成功应用将为其他矿井邻近大落差断层布置巷道提供参考依据,同时该项目主要采用综合探测方式查明大落差断层水害威胁情况,可为制定临近大落差断层布置巷道地质保障及施工控制技术标准提供参考价值。     

特厚综放工作面过断层防治水技术体系实践

为解决巨厚砂岩含水层影响下特厚煤层综放开采过断层水害防治的技术难题,以彬长矿区孟村煤矿首采面揭露的断层为例,采用槽波勘探CT成像、井下钻孔高位探查的手段对断层展布、含导水性和水害威胁进行了研究.针对该断层展布长、落差大、水害威胁严重的特点,研发了留设限高保护带、超前注浆加固、采空区涌水滞后分流等水害"A+B"综合防治技...     

三维地震勘探技术在宁夏任家庄煤矿的应用

勘查区共完成三维地震勘探试验物理点132个,收集了4组反射波,通过反射波组研究,解译了煤层深度及起伏形态和断层分布。控制了波幅大于5 m的褶曲,主要为三道沟背斜和黄草沟向斜;查明了三煤、五煤和九煤落差≥5 m的断层,并对落差3～5 m的断点尽可能进行了解释,全区共解释断层29条,新发现断层23条。控制了新生界厚度,为130～240 m,自西南向东、北逐渐变厚。查明了煤层的底板形态,总体为走向近SN、倾向E的单斜。控制了煤层的底板标高（+400～+1 090 m）。未发现其他地质异常现象。     

井下综合超前探测技术应用与分析研究

针对煤矿水害事故的频繁发生,煤层顶底板及前方水体灾害探测不准确不及时的难题,根据“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”原则,提出了将地震槽波勘探、瞬变电磁法和无线电波坑透3种物探方法相结合,对每种物探方法的异常区域相互联合解释,对异常重叠区域进行重点防治。从探测成果图看,槽波地震勘探分辨率高,对于煤层厚度以及细小构造探测效果好;无线电波透视法对顶底板水体灾害反应灵敏,瞬变电磁对于低阻富水灾害体灵敏度高,3种方法的异常重叠区域就是比较可靠的富水区。结果表明:采用多种方法进行综合勘探,异常定位准确可靠,能够发挥每种方法的优越性,为煤矿井下超前探测提供了新的思路。     

长治盆地霍尔辛赫煤矿三维地震勘探技术研究与应用

长治盆地霍尔辛赫煤矿位于长治盆地西侧,井田内断层和褶曲较发育,岩溶引起的陷落柱较多,需对其进行查明。三维地震勘探技术常用于井下勘探中,基于岩石的波阻抗差异,对地下地质构造进行推断、解释的物探方法。通过在此区开展此方法,详细查明区内新生界厚度、煤层底板起伏形态、断层、陷落柱的分布及其性质。研究得出,3号煤层达到查明程度,15号煤层为控制程度,共发现波幅≥10 m的褶曲7个;发现的6条断层中落差≥5 m的3条为逆断层,＜5 m的3条为正断层;长轴直径＞25 m的陷落柱6个,其中3个为控制可靠陷落柱,另3个为控制较可靠陷落柱;并圈定异常区3处。研究为后续煤矿开采设计提供了详实、可靠的地球物理资料。     

我国主要矿区典型煤层槽波赋存发育特征研究

槽波地震勘探技术在工作面采前精确查明隐蔽致灾地质因素方面已经取得了较好的应用效果，但针对我国各个矿区的槽波发育特征的系统性研究较少。笔者通过建立不同煤厚、不同矿区对应的不同围岩速度的三维数值模型进行正演模拟，研究槽波赋存发育特征，再以主要矿区37个煤矿实际槽波数据，统计分析得出我国主要矿区煤层槽波赋存发育特征。研究表明，在同一大区域相邻矿区内，由于含煤地层相近，槽波埃里相速度及频率相近|槽波波速与围岩波速呈反相关，围岩速度越高，槽波埃里相速度越低|矿区构造发育与煤层槽导条件有关，构造相对简单的地区槽波发育较好。研究结果可为槽波实际资料的解释、分析提供参考依据。     

综合物探技术在地质构造复杂工作面的应用

地质构造是影响煤矿安全生产的主要因素,为提前探明其赋存特征,避免工作面回采过程中无计划揭露构造带来的人员伤亡和财产损失,针对典型矿井的构造复杂工作面,利用槽波地震勘探和无线电波透视展开综合探测。结果表明:无线电波透视技术,对陷落柱、断层的反应效果良好,但纵向分辨率不高;槽波地震勘探技术,对主要地质异常（包括陷落柱、断层、煤体破碎区、应力集中区等）有明显反应,且横向和纵向分辨率均较高,但难以辨别异常性质;结合槽波地震勘探和无线电波透视,再综合地质资料分析,可对构造复杂工作面的不同地质异常进行合理的推断和解释,能够有效指导矿井的安全高产高效。     

基于三维地震资料的赵楼煤矿构造和煤层精细解译

三维地震技术作为煤矿生产中必不可少的工作手段,有效解决了煤层赋存地质问题,对巷道布设和煤矿安全生产具有重要意义。通过对赵楼煤矿八采区和十采区三维地震资料进行精细解译,识别了新生界与奥灰顶界面形态,主要褶皱、断裂和岩浆岩的展布形态以及异常体、异常区的分布及导致因素;阐述了主采3煤层的深度、厚度和起伏形态变化,否定和修正了部分断层的形态和位置;新发现断层35条,并进行了勘探前后地层和构造变化对比。     

三维地震在新疆涝坝湾煤矿勘探中的应用研究

三维地震勘探是一种旨在提高地下目标图像清晰度、位置预测精准性的综合性地球物理勘测技术,近年来被广泛运用于全球油、气、煤等地下资源矿产的勘测中。以新疆玛纳斯县涝坝湾煤矿井田勘探为例,针对区内复杂地形、施工难度大、成孔困难等诸多难题,采用风钻成孔、加水压实等措施,有效提高地震勘探激发效果,获得了较好的原始资料。查明了研究区内各组煤层分布特征,各煤层底板形态基本相似,总体呈东西走向,倾向北的单斜构造,南部浅,北部深。全区可采煤层厚度稳定;查明了区内断层分布情况,新发现3条落差皆小于5 m断层。此次工作为浅层地震条件较为复杂的地区提供经验。     

煤矿采空区地震波场的数值模拟研究

为了更好地对煤矿采空区进行预测,采用Tesseral-2D正演模拟软件及煤矿井下三维地震波数值模拟软件进行了采空区探测分析,根据软件自身的特性,对煤矿采空区进行了自激自收和单炮的正演模拟。研究得出:当地震波遇到采空区时,波形会出现折曲和不光滑,在采空区的正下方会遇到类似串珠状的波形;当采空区之间的距离小于10 m时,采空区之间的串珠状的波形会相互干扰,致使波形模糊不清楚;由于煤层中巷道的存在,使得煤层底板的反射很弱的波形,具体特征为经采空区顶板反射后的波组较弱,而且相邻巷道的地震剖面则表现为底板反射中断,研究对于真实的采空区地震资料的解释和处理具有重要的意义。