大埋深煤层开采覆岩离层发育层位定位方法研究

离层注浆是减少开采后地面沉降,以及防治离层水害的重要手段,其中,确定注浆层位作为注浆工程的首要难题,影响着地面减沉和水害防治效果,在离层形成过程中,不同的覆岩结构对离层的发育影响至关重要。本文以门克庆煤矿11-3101工作面地质条件为工程研究背景,基于Winkler弹性地基上的薄板理论,推导了岩板竖向挠度计算公式,结合“关键层”理论,建立了覆岩离层发育层位及其空间特征预计模型。同时,利用三维离散元技术研究了工作面覆岩离层的发育规律。通过在11-3101工作面开展离层注浆工程,应用钻孔冲洗液漏失量观测和钻孔彩色电视成像技术对离层发育层位进行现场实测,将模型预计成果和数值模拟结果与实测结果对比,验证了理论预计和模拟模型预测结果的可靠性。同时,通过观测注浆前后地表沉降情况可知,下沉速率减少了58.6%,注浆减沉效果显著。该模型可为后续该地区离层注浆和离层水害防治提供更加精确的层位选择。

钻孔电视在地下工程围岩稳定性计算中的应用

针对晋宁2号坑倾斜中厚矿体地下开采中的稳定性问题,通过现场勘查、室内试验以及数值模拟,对倾斜中厚磷矿体地下开采围岩稳定性进行计算.以往的计算中,选取的模型参数实际是岩石试样的力学参数,需要进行数学折算,才能应用于天然岩体.本文利用钻孔电视对现场进行钻孔勘探,结合Hoek-Brown经验公式,对岩石试样的力学性质进行评估和修正,使岩体力学参数更具合理性,进而对地下工程围岩稳定性进行数值模拟分析,可以得到更真实的计算结果.

超声波成像钻孔电视在工程勘察中的应用

介绍了超声波成像系统的工作原理,利用超声波成像钻孔电视对大亚湾场址的4个钻孔进行了测试,并统计了结构面产状、间距和RQD,与岩芯和地面结构面统计结果进行了系统对比研究。超声波成像系统具有以下几方面的优点:它可以对地表露头和岩芯结构面统计结果进行校正和补充,评价深部岩体质量;其次,还可以针对不同类型仪器来选择其探头在钻孔中的安装位置,确定最大主应力方向,以及对部分工程质量进行检测。超声波成像钻孔电视已在工程勘察、水利工程、土木工程和采矿工程等领域得到了广泛的应用,是地学界非常有用的一种勘探技术。

前视井下电视和数字钻孔摄像在工程中的应用

利用前视井下电视和数字钻孔摄像,分别从前视和侧视对整个钻孔的360°孔壁进行连续摄像;通过图像特征对孔内现象进行定性描述和定量分析,发现其具有高分辨率、高井壁覆盖率和直观可信等特征。根据两种技术在地质现象、工程活动、溶蚀及破碎带观察等方面的应用结果,总结各自的优缺点和适用范围,发现二者互补性较好。在比较数字钻孔摄像与钻探、电磁波CT、弹性波声波等其他钻孔测试手段的优缺点后,提出充分发挥数字钻孔摄像对钻孔观察的高精度和全孔覆盖率等特点,同时利用电磁波CT的孔间地层延伸测试结果,对地质构造(如破碎带)在钻孔群间的发育情况进行三维空间上的分析。数字钻孔摄像可生成任意长度的孔壁图像,解决了前视井下电视的图像表现深度不可变的问题,可为其他钻孔测试手段资料解释提供佐证。用数字钻孔摄像孔壁展开图上破碎区域面积占图像总面积的百分比可定量描述破碎程度。在较破碎段孔壁展开图像上计算面积,发现图中完整区域与占全图的面积之比与基于岩芯长度之比的岩芯采取率相近。

钻孔彩色电视成像技术在大坝渗漏探测中的应用

依据某大坝渗漏探测为案例,在水位观测、示踪剂试验等常规探测技术的基础上,首次采用钻孔彩色电视成像动态观察试验进行大坝渗漏探测。试验结果与示踪剂试验探测出大坝渗漏部位在平面上具有较强的统一性,不但复核了示踪剂的测试成果,同时查明了渗漏部位分布高程,估算了其渗流速度。通过施工检验说明了实验成果是准确合理的,表明钻孔彩色电视成像技术在大坝渗漏探测中具有一定的研究意义和工程意义。

超声波成象钻孔电视及其在岩石工程中的应用

本文主要介绍了超声波成象钻孔电视的工作原理，并以实例说明了地层节理裂隙的取得及计算分析方法，和在生产、科研工作的应用。文中对超声波钻孔电视用于观测钻孔崩落确定现今应力场方向，定向岩芯的获取，井下探头的安装，油田深部的套管变形和压裂前后射孔及套管的变化等作了报导．

钻孔电视成像技术在混凝土防渗墙检测中的应用

混凝土防渗墙属于重要的地下隐蔽工程,准确进行检测非常重要。介绍了钻孔电视成像技术的检测原理与检测方法,并结合工程实例,利用该方法检测防渗墙内部各种类型的质量缺陷和墙底沉渣厚度,缺陷部位准确、状态清晰,与传统的钻孔取样法相比,具有明显的优越性。

某地下油库蚀变岩工程特性及岩体质量评价技术研究

地下水封油库对场区的工程地质条件要求较为严格。文章以场址综合勘探成果为基础,统计分析了花岗岩体中穿插的酸、中-基性岩脉的分布规律与产状,采用从宏观到微观的方法研究了蚀变花岗岩的工程性质。试验结果表明:中-基性岩脉与花岗岩接触带发生了粘土化蚀变,属于岩脉侵入的热液蚀变类型,不仅强度低,且具有弱膨胀性,极大地恶化了围岩工程性质;以超声波钻孔电视作为采集深部岩体信息的主要手段,结合钻探记录和岩芯编录资料,对岩体质量评价更加客观、可靠,建立了RMR和Q之间关系式,采用考虑膨胀性因素的Q系统判定岩体级别,以RMR与RQD值为参考和校正的岩体质量评价法较合理,洞库设计深度岩体质量主要为Ⅱ级围岩,局部岩脉及粘土化蚀变带、节理密集带的岩体质量为Ⅲ、Ⅳ级。最后利用Unwedge程序分析地下油库开挖过程不稳定块体,并验算了锚杆加固不稳定块体效果。

新登煤矿综放开采导水裂隙带发育高度研究

煤层开采后导水裂隙带发育高度至顶板含水层和底板承压含水层,会使覆岩中的水通过导水裂隙带进入工作面,给煤矿安全生产带来重大隐患。为获得新登煤矿煤层开采后导水裂隙带的发育高度,在该矿31101工作面进行了实测研究。首先通过对井下施工的4个钻孔的钻孔漏失量,大致推导出工作面开采后的导水裂隙带高度;然后利用电视成像仪观测孔壁的裂隙,判断导水裂隙带高度;最后通过物理相似模拟实验,分析导水裂隙带发育规律。得出新登煤矿31101工作面的顶板导水裂隙带高度45.7~46.7 m;底板导水裂隙带高度5.6 m。

电子岩芯与电子岩芯库的研究及应用

为了解决实物岩芯在取样、运输、存储与管理等方面存在的问题,提出了以电子岩芯替代实物岩芯并建立电子岩芯库的技术。该技术以高清钻孔电视提供的完整、清晰的孔壁图像数据为基础,利用孔壁图像与实物岩芯的耦合原理实现了电子岩芯及电子岩芯数据库管理系统。在实际应用中有效地解决了实物岩芯存在的问题,还提高了地质钻孔勘探的效率。目前,在云南乌东德水电站中进行了一系列工程应用,取得了非常好的效果。

张家峁煤矿15204工作面导水裂隙带高度探测

张家峁井田含煤5层,研究采煤工作面导水裂隙带发育高度,不仅涉及矿井充水含水层分析和涌水量预测,而且对于含水层结构和常家沟水库水源地保护都具有重要价值。通过对开采5-2煤层的15204长壁综采工作面的探测,确定了导水裂隙带高度为65.10~69.17 m。其4-2煤层开采导水裂隙带局部地段已延伸至地表。5-2煤层开采导水裂隙带已延伸至4-2煤层底板以上,在接近沟谷上覆基岩厚度较薄地段已延伸至土层,局部地段延伸至地表。虽然各煤层间含水层含水性极弱,层层累加的采空区积水可能会对矿井造成较大危害。

结合钻孔电视进行地下洞室围岩稳定性分析评价

地下洞室的稳定性是水利水电工程的关键问题之一,虽然对地下洞室稳定性的分析评价方法很多,但详细准确地分析需要详实的地质信息和边界条件,因勘察期间很难获得大量详细且准确的地质信息导致前期地下洞室稳定性分析一直是难点。采用块体稳定性赤平投影和极限平衡分析方法进行地下洞室围岩稳定性分析和评价,所需要的地质信息仅为场区优势发育结构面的产状,对于未开展勘探平洞的工程而言,此项地质信息可以通过钻孔电视来获得,能够为地下洞室围岩稳定性初步分析和评价提供依据。

浅埋厚煤层工作面导水裂隙带发育高度研究

为了确定浅埋厚煤层工作面导水裂隙带的发育规律及高度,以寸草塔二矿31204工作面为工程背景,运用相似模拟试验对导水裂隙带的发育规律和高度进行了预测,运用井下分段注水和钻孔电视相结合的监测方法对导水裂隙带的发育高度进行综合确定。研究结果表明:导水裂隙带的发育随工作面开采呈动态发展,随工作面开采导水裂隙带高度增加,相似模拟试验确定导水裂隙带高度为49.7m,井下分段注水法与钻孔电视法现场监测得到的结果分别为53.0m和48.8m,最终确定导水裂隙带高度在48.8~53.0m之间。

基于钻孔电视成像的导水裂隙带高度确定

三山岛金矿新立矿区东北翼矿体被海水和第四系覆盖,目前该区域回采至-135 m中段,为安全回采,预留厚近120 m护顶层矿柱,压占了大量的矿产资源。在确保安全回采的前提下,为了尽可能回收上部矿体资源,采用GD3Q-GA全景数字钻孔电视摄像系统,在55勘探线-135 m中段及-240 m中段上盘巷道内施工钻孔,对开采上部矿体可能出现的导水裂隙带高度进行现场实测。研究结果表明:新立矿区东北翼上部矿体围岩裂隙高度为30~40 m。继续向上开采至-115 m中段,其上方仍留有厚约70 m的矿体,导水裂隙带尚未通达隔水层。而-105 m中段所有巷道作为蓄水池在已充满水的情况下均不漏水,研究结果与实际符合,可为矿山东北翼护顶层矿柱安全回采提供技术支撑,也为类似工程提供参考。

井下电视在地下水环境监测井调查中的应用

地下水环境监测井作为开展地下水环境监测工作的重要依托,其“健康状况”直接影响到监测结果的准确性,井下电视像胃镜一样,可使监测井问题一目了然。在研究了大量监测井调查实践案例的基础上,梳理提炼工作成果,论述了井下电视在地下水环境监测井调查中的应用,形成了一套可推广、可复制的操作经验。

猴子岩水电站深埋地下厂房开挖损伤区特征分析

以猴子岩水电站地下厂房为研究对象,利用常规测试和微震监测技术,对开挖过程中厂房高边墙围岩损伤区进行现场原位试验。基于一系列常规测试和微震监测结果分析,揭示了围岩变形破坏特征,得到厂房开挖卸荷过程围岩裂隙的萌生、发育和扩展的演化过程,分析围岩开挖损伤区范围、裂隙演化与施工动态之间的相互关系,探讨开挖损伤区的形成和演化机制。研究结果为猴子岩水电站地下厂房开挖、支护设计、围岩变形特性和地质资料分析提供了参考依据。相关研究工作作为地下厂房开挖、支护参数设计的重要依据,取得了较好的经济效益,对类似地下工程的设计施工有一定的参考价值和借鉴意义。

地下储油库斜孔成像基岩结构面产状校正

地下储油库勘察过程中,由于电视成像仪器本身参考系与大地呈一定角度,导致岩体斜孔结构面产状量测得到的为视倾向、视倾角,与实际情况差别较大。基于矩阵旋转理论,结合钻孔电视成像仪器北方向恒定不变的特性,提出斜孔结构面产状校正公式,并应用几何模型与工程案例进行验证。以某地下储油库勘察实际工程为例,对斜孔成像量测结果进行校正,揭示了库区内结构面产状区域及纵向变化特征。结果表明:校正前、后结构面产状相差较大,校正后结构面发育情况与实际情况相符;所提出的斜孔结构面产状校正公式可将斜孔结构面视倾向、视倾角转化为真倾向、真倾角,提高斜孔成像结构面产状量测精度,有效控制工程误差。研究成果可为地下储油库围岩稳定性、构造发育情况及地下水渗流情况评价提供理论依据和数据支撑。