工作面复杂构造坑透及反射槽波透明化探测研究

煤矿井下工作面内部发育的复杂地质构造是威胁安全回采的重要因素,为保证工作面安全回采,提高探测精度,达到透明化探测目的,采用坑透和反射槽波两种物探手段相结合对工作面进行了探测研究.首先讨论了坑透和反射槽波的相关理论,分析了电磁波收敛成像算法和弹性波偏移成像算法,研究了坑透场强衰减规律和衰减系数.然后,对反射槽波探测数据进...     

矿井瞬变电磁法波场变换与数据处理方法研究

矿井瞬变电磁法探测电性界面分层的准确性关系到探测地质效果。探讨了瞬变电磁波场变换理论,提出了矿井瞬变电磁波场变换算法,对实际矿井瞬变电磁数据进行了波场变换,提出了波场变换数据处理及成像方法,实现瞬变电磁剖面到拟地震剖面的转换,达到对电性界面的准确划分。结合矿井顶板岩层富水性探测的工程实例对矿井瞬变电磁波场变换及其数据处理方法的实用性和有效性进行了验证,取得了较好的地质效果。研究表明：矿井瞬变电磁波场变换及数据处理方法能够提取瞬变电磁数据中所包含的电性界面信息,解决矿井瞬变电磁法探测在准确确定电性界面方面的不足,突出弱异常进而提高分辨率。     

深井低阻体电性源短偏移距瞬变电磁探测技术研究

煤矿深部开采是一种趋势,但是相随的复杂水害问题给安全造成了巨大威胁,煤层顶板以上巨厚砾岩层中的含水层表现为浅薄深厚、发育不规则的特性,常规地面瞬变电磁探测深度不够,深部探测体积效应大,低阻屏蔽效应明显。为保障深部煤层安全回采,高精度、高分辨率的探测煤层顶板以上巨厚砾岩层的富水性及富水范围,基于电性源短偏移距瞬变电磁法的相关理论,分析了电性源短偏移距瞬变电磁探测技术的垂直磁场强度、视电阻率值及探测深度计算表达式,研究总结了现场类地震的一发多收探测方法,探讨了基于改进阻尼因子的最小二乘法反演方法,在华北某矿区深部巨厚砾岩层富水性探测中应用。研究结果表明:电性源短偏移距瞬变电磁探测技术增大了探测深度,实现了深度超过1 000 m的低阻含水异常体有效探测,缩小了深部探测的体积效应,有效压制了低阻屏蔽影响,反演计算明显提高了深部巨厚砾岩层的富水性及富水范围的探测精度,经过38次迭代后H型理论模型的反演误差为7×10~(-7),经过50次迭代后实际资料的反演误差为0.05%,针对低阻异常区进行钻探验证,出水情况与强含水异常区及中等含水异常区相吻合,探测精度和分辨率明显提升。该方法探测研究为深部煤层安全回采提供了有效的地质技术资料,具有较高的推广应用价值。     

基于神经网络的全空间瞬变电磁法岩层富水性预测研究

煤矿深部采掘面临的岩层富水性问题日益复杂多变,为有效提高掘进巷道超前探测的精度和定位的准确性,分析了神经网络预测岩层富水性的相关理论,研究了神经元传递的特征以及岩层孔隙度与电阻率的关系。以不同的孔隙度为变化参数建立了含水岩层地质模型,进行了1 000步神经网络训练,输出的均方误差仅为3.10×10^-10。对某矿掘进巷道超前探测数据进行了神经网络学习应用,并与常规方法测得结果进行了对比,分析了孔隙度与瞬变电磁响应的关系。研究表明,神经网络联合全空间瞬变电磁法预测岩层富水性是可行的,一定程度上提升了探测精度和定位准确性,为岩层富水性定量预测奠定了基层。     

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。     

EH4电磁成像系统在煤矿采空区的探测

主要介绍了利用EH4电磁成像系统探测采空区边界及其对应浅部地层隐伏裂隙带情况,阐述了EH4电磁成像系统的基本原理和工作方法,结合其在某煤矿采空区探测中的具体应用实例,分析总结了煤矿采空区以及对应的浅部地层隐伏裂隙带的电性特征并得出结论.结果表明,EH4电磁成像系统能够较为准确地探测煤矿采空区的边界以及其影响的浅层裂隙带的范围情况.     

复杂断层带富水性矿井瞬变电磁法探测研究

复杂断层带富水性的探测关系到矿井的采掘安全。探讨了矿井瞬变电磁法超前探测的基本原理与技术方法,分析了断层带富水性的地球物理响应特征,结合某矿巷道掘进前方断层带出水位置的矿井瞬变电磁法探测,提出了立体探测方案,对探测结果进行了分析解释,得到钻探验证。研究表明,利用矿井瞬变电磁探测技术可以有效地获得掘进巷道前方复杂断层带的富水程度、位置和范围,可以为掘进巷道防治水工作提供可靠的技术保障。