基于钻孔瞬变电磁法的岩溶陷落柱综合判识研究

为了探查验证平沟煤矿一盘区三维地震勘探成果圈定的疑似岩溶陷落柱的赋存性和富水性,根据地面钻探探查分析疑似岩溶陷落柱赋存性,创新采用钻孔瞬变电磁法探查验证技术。提出了钻孔瞬变电磁探测分析、钻井液漏失量变化分析、相邻钻孔岩心柱状对比分析、区域岩溶发育规律及岩溶陷落柱发育特征的岩溶陷落柱判识分析技术。通过钻孔瞬变电磁成果分析以钻孔为中心径向30 m和两孔间60 m范围内岩层视电阻率变化情况,进而探查和验证钻孔附近岩溶陷落柱赋存性及富水性等特征。该方法可扩大钻孔探测范围,弥补钻孔“一孔之见”的劣势。

基于人工神经网络的矿井直流电阻率法超前预测方法

矿井直流电阻率法具有施工效率高、成本低的特点,广泛应用于煤矿掘进工作面水害超前探测。随着应用的不断深入,对矿井直流电阻率法超前探测信号处理方法提出了更高的要求。基于有限元方法和数据重构所得响应信息库,采用Levenberg-Marquardt人工神经网络方法实现了矿井直流电阻率法超前预测。首先采用非结构网格剖分和BiCGSTAB迭代有限元法建立了直流电阻率法超前探测模型,基于EMD方法实现数值计算响应与实测响应匹配,并提出了基于异常体超前距离与其异常率的预测机制,得到3000组23维重构响应;然后,采用L-M算法构建了人工神经网络模型;最后,基于训练好的网络对数值计算响应和实测数据进行预测分析。研究表明:针对数值模拟响应,基于L-M人工神经网络的矿井直流电阻率法超前预测方法可有效预测100 m范围内的水害异常,预测网络均方误差为0.00247,测试样本显示最大距离误差小于0.6 m;针对实测数据发现,该神经网络在全区段预测准确率为67%,当预测异常位置在15~80 m时预测准确率超过85%,基于L-M算法的人工神经网络可应用于直流电阻率法超前预测。研究成果对煤矿井下掘进工作面直流电阻率法超前探测方法的完善与推广应用有重要意义。

超前探测技术在呼吉尔特矿区的应用及仪器选用

针对呼吉尔特矿区直流电法仪所采集到的数据信噪低的缺点,提出了采用音频电穿透仪器采集数据,利用直流电法探测技术解释资料的方法以探查迎头前方导水构造的位置及电阻率值的相对强弱。生产实践证明,该方法减少了假异常,提高了解释精度,对今后呼吉尔特矿区电法超前探测广泛应用起到积极的推动作用。

巴彦高勒煤矿首采面水文地质特征分析及涌水量预测

针对蒙陕接壤区深埋煤层顶板水文地质条件复杂、矿井涌水量不清等问题,分析了巴彦高勒煤矿首采面顶板含隔水层结构特征,确定3-1#煤层顶板导水裂缝带范围内的含水层,采用动静储量法计算得到首采工作面不同回采阶段涌水量,涌水量计算值与实际值较吻合,为工作面排水系统建设和矿井水防治提供了科学依据。

突水工作面井上下综合探测技术与应用

内蒙古平庄煤业(集团)有限责任公司某矿I03(2)工作面开采3煤层,煤层属侏罗系上统阜新组元宝山段,煤层埋深约150 m,煤系均被新生界松散层覆盖,盖层厚度约72 m,煤层顶板存在3个含水层,富水性较强且不均匀。工作面推进至距离开切眼51 m和166 m时曾出现2次较大突水并停采,最大突水量分别为400 m3/h和760 m3/h,水量大且稳定,后通过地面瞬变电磁法与井下音频电透视技术探查了工作面顶板上方富水异常区的分布范围及相对强弱,为工作面的防治水工作提供了重要的参考资料。

瞬变电磁法探测煤层顶板岩层赋水性的应用

煤层顶板水害对矿井安全造成了严重威胁,伊旗新庙乡石场湾煤矿4-2煤层在4201工作面轨道巷掘进期间,出现了180m^3/h的顶板出水,累计出水量达45 000m^3,给矿井生产带来了重大的影响。经采掘揭露,发现水文地质条件比预期要复杂得多,矿井松散岩类孔隙潜水和碎屑岩类孔隙、裂隙潜水—承压水富水性不清,需要进行水文地质补充勘探,以满足矿井防治水工作的要求。后通过地面瞬变电磁法探查了工作面顶板上方富水异常区的分布范围及相对强弱,为矿井防治水工作提供了重要的参考资料,根据物探成果4201工作面已放弃,调整接续4203工作面。

地质雷达在冲蚀煤岩中的应用

虽然地质雷达探测方法日益普及,但单纯的依靠物探手段分析有很大的局限性,依靠钻孔资料、地层相关信息,结合判断分析,在山西某地成功解释了煤岩地层中出现软硬塑粉质粘土夹层的情况,有效地拓展了应用思路。

音频电穿透技术在呼吉尔特矿区的应用

应用矿井音频电穿透技术,对呼吉尔特矿区巴彦高勒煤矿侏罗系延安组3-1煤层顶板延安组砂岩含水层及上部直罗组砂岩含水层进行了探测。物探成果与疏放水工程及回采涌水量对比分析表明:在地层垂向结构相同、横向相对均一的情况下,异常幅值及范围越大,含水层的富水性越强,疏放水量及回采涌水量的大小与音频电穿透异常强度、异常范围正相关。

综合电法勘探技术在待采工作面顶板富水性评价中的应用

准确评价回采工作面富水性对工作面安全回采具有重要的意义。针对张家峁矿井14210工作面含水条件复杂的情况,本次物探工程综合使用矿井瞬变电磁法和音频电穿透技术对该工作面顶板富水性探测,并采用基于阻尼最小二乘的瞬变电磁反演方法和基于改进的RESINVM3D音频电穿透反演方法对2种物探方法进行三维反演成像显示,共划定5个富水异常区域。通过收集探放水资料验证,本次综合使用2种物探方法进行顶板富水区探测取得了良好的效果。在物探划定异常区域内钻孔出水量相对较大,在物探无异常区域内钻孔无较大出水情况。本次物探得出的结论取得了良好的效果对实际的探放水工作有很大的指导意义。

多相变沉积条件下煤层顶板含水层富水性探测关键技术研究

针对多相变沉积条件下煤层顶板含水层富水区域分布及特征的探测预报问题,采用矿井瞬变电磁多角度探测技术,在巴彦高勒煤矿311306工作面探测,划定异常范围及强弱,进行钻探验证,并对比分析探测成果与疏放水钻孔涌水量的分布规律。结果表明:多角度瞬变电磁法能够对工作面顶板上方多相变沉积岩含水层的富水区域及强弱进行有效探测,异常的强弱与钻孔涌水量相对较大区域呈对一定的线性对应关系。对具有相似地质条件的矿区的工作面回采前物探探测具有一定的示范作用。

综采工作面顶板上覆烧变岩富水性的精细探测研究

由于烧变岩裂隙较为发育,容易形成导水通道和储水富水区,从而严重威胁综采工作面的安全回采,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。井下直流电法探测技术对地下水的反映较灵敏,且施工地点距离探测目标较近,能够探查清楚富水异常区的横向及纵向分布规律。对张家峁煤矿15207工作面主运巷顶板上覆烧变岩富水性进行了精细探测,并进行了钻孔验证。结果表明,井下直流电法探测技术对顶板上覆烧变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。

电磁CT技术在回采工作面中的应用研究

如何在回采前或回采过程中查明工作面内部隐伏地质异常体的分布范围及性质,是工作面安全回采过程中急需解决的问题。采用电磁CT技术对贵州地区某矿11203工作面进行精细探查,探查结果表明该地区巷道顶、底板地层对电磁波信号吸收作用明显,使接收信号大幅减弱。针对这一问题,采用归一化信号增强技术对采集信号进行了处理,通过应用这一技术,提高了CT成像的分辨率。