大定源回线装置瞬变电磁法在煤矿采空区探测中的应用

该文通过研究大定源回线装置瞬变电磁法在煤矿采空区探测中的应用,旨在提高煤矿采空区探测的效率和准确性。深入探讨大定源回线装置瞬变电磁法的原理和工作机制。在此基础上,设计并实施适用于煤矿采空区的探测方案,并通过试验进行验证。结果表明,大定源回线装置瞬变电磁法在煤矿采空区探测中取得显著的效果。大定源回线装置瞬变电磁法具有高效、准确、可靠的特点,能够快速识别采空区位置,为后续生产建设提供保障,同时也为其他煤矿采空区勘察提供参考。

某萤石矿老空区水害及稳定性风险综合评估研究

为掌握河南某整合萤石矿老空区体量规模、富水性、稳定性等基本情况,开展该矿黄土岗采区富水情况物探及稳定性评估研究。通过理论分析与地面物探相结合方法,进行老空区富水情况研究;通过现场调查,采用经验公式验算分析老空区稳定性。研究结果表明:黄土岗采区K_(2)、K_(3)矿体老空区共圈定8个富水异常区,其总面积21 074.22 m^(2),总体积358 902.3 m^(3);各个异常区在空间上分布较为分散、孤立,老空区属性为单一采空区,规模为小型,顶板稳定性良好,安全等级为安全级,综合评定老空区不构成重大事故隐患。在此基础上给出合理的老空区治理建议,为老空区的水害防治提供了可靠依据,也为相似条件下矿山的隐蔽致灾因素调查提供参考。

东峰矿8101工作面并行电法探测顶板富水区技术研究

煤矿开采过程中,煤层上覆采空区积水是造成透水事故的重要因素之一,严重影响下部工作面的安全生产。为了实现东峰矿8101工作面的安全生产,通过分析工作面的地质和水文地质条件,采用并行电法探查了8号煤层顶板不同高度的富水性,查明了上覆7号煤层采空区低洼地带呈“Y”字型分布。在上顺槽通尺350、370和390 m处向下顺槽方向顶板施工3个探查钻孔,对采空区积水进行疏放。成孔时的钻孔总涌水量为9.2 m^(3)/h,经过11 d的疏放,最终涌水量之和减小到0.8 m^(3)/h,实现了8101工作面的安全开采,为其它工作面探查顶板富水异常区提供了经验借鉴。

瞬变电磁法在采空区积水与灰岩富水区探测中的应用

针对米山煤矿二采区15号煤层所面临的上覆水害问题,在开采前为查明上覆3号煤层采空区积水,以及顶板K 5、K 2灰岩富水区。在地质分析与地球物理特征分析基础之上,进行瞬变电磁法探测试验。优选了探测设备、回线装置与探测参数,通过地面瞬变电磁探测,初步圈定了3号煤层采空区积水、顶板K 5与K 2灰岩富水区的分布范围。针对初步圈定的老空水与灰岩水分布范围,利用不同硬件、回线装置与探测参数的瞬变电磁进行浅埋区复测,同时开展不同物探方法的直流电法复测,验证了前期探测成果,确定了7处3号煤层采空区积水与6处灰岩富水区,为下一步安全高效绿色开采提供了技术支撑,值得进一步推广应用。

含水采空区瞬变电磁时空响应特征研究及应用

【目的与方法】为提高矿井瞬变电磁法对煤矿含水采空区的成像精度,基于高家梁煤矿地质条件,通过COMSOL有限元软件模拟不同层间距含水采空区模型的感应电磁场时空响应特征,分析其在视电阻率拟断面图及视纵向电导微分图分布规律;在鄂尔多斯高家梁煤矿开展了实地探测,成功识别出采空区含水情况。【结果和结论】结果表明:感应磁场在含水体内衰减速度慢于岩层内,电压衰减曲线可随时间的推移分为初始稳定衰减、相对缓慢衰减、相对快速衰减和最终稳定衰减4个阶段;层间距越小,初始稳定衰减阶段到相对缓慢衰减的转折点出现时间越早,相对缓慢衰减和相对快速衰减阶段持续时间越长,感应电压越大;磁感应强度最大值通常出现在含水采空区内,且随层间距增大线性减小;视纵向电导二阶微分能有效分辨高阻-低阻交界面,且层间距越小视纵向电导微分幅值越大;在高家梁煤矿20302和20313工作面采空区积水探测中,感应电压衰减转折点分别出现在718.51μs和1 004.31μs,根据相邻测道电压及视纵向电导微分变化,判断出积水横向分别分布在36~120 m和24~168 m,岩-水交界面分别出现在66 m和72 m处,并经钻探得到验证。研究结果可为矿井老空水探测及疏放提供指导,并对矿井安全生产具有重要意义。

瞬变电磁法在某煤矿工作面水害超前预测中的应用

针对某煤矿工作面水害勘探问题,首先分析了区域内水文和地质情况,再根据瞬变电磁法基本原理,制定了工作面物探方案,并对物探结果进行反演分析。分析结果表明,工作面上部积水区位于走向400~1200m,是上覆煤层的采空区呈东低西高的特征导致。经过钻探,对积水区边界进行验证,确定积水区域为工作面走向420~1200m,根据出水特征分析,水源确为老空水。钻探结果和物探结果基本一致。

煤矿采空区水文地质灾害勘查技术研究

为加强煤矿防治水工作,防止和减少水害事故,保障煤矿职工生命安全,利用Tsikl-7瞬变电磁仪器,采用瞬变电磁法,对某煤矿采空区水文地质灾害进行了勘查,通过研究,为某煤矿划定了采空区、地层含水区及构造区10处,取得了该片区的煤层、含水区的电性参数,确定了某煤矿断层F_(603)为含导水断层。

综合物探技术在采空区积水探测中的应用

在煤矿开采过程中,为避免采空区积水对安全生产造成威胁,需要对采空区积水进行探测。物探技术是1种有效的采空区积水勘探手段,其勘探结果具有多样性,因此,需要结合钻探技术使用。物探技术和钻探技术相结合的综合物探技术被广泛运用于煤矿开采中。首先解释了综合物探技术的概念,重点分析了钻探技术和物探技术的原理;然后结合具体的工程实例,分析了综合物探技术在采空区积水探测中的应用效果。结果表明,综合物探技术的应用加强了采空区防治水力度,提高了煤矿开采的安全性。

煤矿井下瞬变电磁法探测煤层上覆采空区积水实践

为有效掌握陕西神木某煤矿431303工作面4-3煤层上覆采空区的富水情况,在井下巷道内采用瞬变电磁技术进行顶板含水性探测。在总结已有地质、水文特征的基础上,设计合理的工作参数取得了高质量数据,应用全空间数据处理获得了距巷道顶板100 m范围的介质电性结构,结合煤层、围岩与裂隙带、富水区电性差异的地球物理特性圈定了采空积水异常区3处,且在钻探中得到很好的验证。应用结果表明,通过合理设计施工参数装置、严格采集及数据处理,井下瞬变电磁可以取得可靠的采空积水区探测结果。

宁武煤田北部采空区及积水范围物探技术的研究

针对煤矿采空区突水事故时有发生的问题,由于单一的物探方法存在多解性问题,不能满足综合预测应用的需要。此次研究采用综合物探方法对煤田采空区及积水范围的精细化圈定,综合物探法充分融合了地震、电法勘探的优势,两种技术方法相互辅佐验证,可以准确获得煤矿采空区及采空积水区的分布范围,为矿井安全生产提供精确的物探资料。

瞬变电磁法探测马家岩煤矿充水采空区技术应用研究

基于全空间模型,研究了井下瞬变电磁法的数据处理方法,依据实测煤层资料建立全空间地电模型,并采用时域有限差分法模拟充水采空区全空间瞬变电磁响应。结果表明,视电阻率等值线的低阻区能准确反映采空区的富水情况,利用井下瞬变电磁法对马家岩煤矿采空区富水性进行了探测,探测结果与实际结果一致。

瞬变电磁法在双鑫煤矿采空区的应用

雨季过后,河南双鑫煤矿井田内水文地质条件发生了很大变化,为查明煤矿开采范围内老旧采空区内部积水分布情况,决定在井田内开展地面物探工作。双鑫煤矿煤层埋深在150 m以上,分析国内各种物探方法的优劣性,决定选取瞬变电磁法对该井田开展勘探工作。根据勘探任务,在井田内共布设瞬变电磁法测线30条,通过试验选取了此次勘探的施工参数,经后期资料处理解释,绘制了反演电阻率断面图及煤层顺层切片平面图。通过反演电阻率断面图,可见1040线、1720线及2080线采空区位置处,反演电阻率等值线明显呈现向下凹陷的电性特征;煤层顺层切片平面图显示5处低阻异常区域,结合地质资料解释分析5处异常区,其中2处为强富水异常,3处为弱富水异常区域,与后期验证结果相符,表明该方法在煤矿老旧采空区积水勘查中能够取得很好的效果,可以为类似区域施工提供借鉴。

南阳矿二采区地面瞬变电磁勘探技术应用

为查明南阳矿二采区3203工作面范围内可能存在的3号煤层采空积水区、含水层富水异常区及陷落柱的富水性,采用瞬变电磁勘探技术开展了地面物探工作,并结合激发极化法相互解释验证。结果表明,未发现3号煤层采空积水异常区,K8砂岩富水异常区3处,DX13陷落柱在K8砂岩层位上和3号煤层不含水。该技术的应用为预防和控制采空积水区、富水异常区通过导水通道引发的矿井水灾,及后续3号煤层的安全开采提供了地质依据。

基于瞬变电磁法的采空区积水探测技术研究

为解决胜利煤矿6#煤层老窑采空积水区对本煤层及下部煤层开采造成的重大隐患,运用瞬变电磁法对胜利煤矿6#煤层进行井下物探,按照该方法的理论对探测结果进行解释分析。根据积水采空区电性最低,实体较高,无水采空区视电阻率最高的特性以及视电阻率的大小,得出在侧面沿主斜井方向视电阻率剖面图内,6#煤层与高阻异常区(采空积水区)相交且穿过,可推断出该段交线处中央部分为采空积水区,且采空范围较小,两侧为未采区。经现场井下钻探技术对物探结果进行验证,最终确定了6#煤层采空区积水范围。

瞬变电磁方法在探测煤矿浅层高阻采空区中的应用

过去在煤矿浅层高阻采空区探测中,普遍认为高密度电法为较好的方法,而瞬变电磁法通常被认为其对低阻反映较灵敏,对高阻反映不灵敏,而很少采用,但我国内蒙、山西等地,地表沟壑纵横,高差较大,不具备高密度电法的施工条件。因此,笔者给出一种在较小线框下进行的瞬变电磁方法,通过配合高发射频率和大发射电流,能够比较清晰的反映出地下高阻目标体,以此说明,针对地形起伏较大,不适合高密度电法施工的地方,小框瞬变电磁方法可以在一定程度上解决煤矿中不含水采空区的物探手段问题。文中参考煤矿不含水采空区埋深较浅的情况,设计了理论模型,正演计算得到的效果良好,对高阻的反映较为灵敏,并在鄂尔多斯地区某煤矿实际应用了该方法,得到的结果与开挖情况相符合,对煤矿生产起到了很好的指导作用,这表明该方法是切实有效的。

综合物探技术在老空区水害防治中的应用

老空区水害是影响我国矿山安全生产的重大灾害之一,通过应用综合物探技术查清老空区的开采规模、开采位置、空间形态及冒落、积水等情况,结合钻探揭露的空区和矿体赋存情况进行对比验证,表明高密度电阻率法和瞬变电磁法对采空区的探测具有较好的探测效果,能有效地对采空区的含水性进行探测与评价,防止重大突水事故的发生,为后期进行的开拓工程提供可靠的依据。

基于瞬变电磁法的采空区含水体分布探测

为探明采空区含水体层次结构、展布范围以及富水状况,以黑龙江省鸡东县某矿为例,根据不同赋存状态下岩层、煤层、采空区及其含水层电阻率的差异,采用PROTEM瞬变电磁仪进行地面探测,分析采空区含水体的二次场变化情况,捕捉低阻异常体,进而反演成像。结果表明:测区内局部地段塌陷裂隙、断层发育明显;1、3号异常区为采空区含水体,2号异常区为断层裂隙含水体。瞬变电磁法探测结果与现场钻探结果一致。该方法为煤矿防治水工作、煤矿水害事故应急救援及煤炭资源整合提供了可靠的技术支持。

矿井采空区积水网络并行电法探测技术

随着煤矿开采深度的增加,采空区积水成为影响煤炭安全生产的重大隐患,其积水区边界的划定是有效防治采空区突水的关键。在建立采空区积水区边界模型基础上,运用网络并行电法探测技术对7130工作面采空区放水前及放水过程进行连续动态监测,获取含水异常体与渗流场、地电场之间的响应特征,以此建立积水区边界与视电阻率之间变化关系,可圈定矿井采空区积水范围。结果表明:有效富水系数为0.1226的积水区边界与网络并行电法探测技术测量得到的电阻率参数所划定的积水区边界具有很好的一致性,且可在动态监测中形成不同时段的电阻率剖面。

瞬变电磁法在煤矿不明采空区积水探测中的应用

为了减少煤矿透水事故的发生,采用瞬变电磁法对不明采空区积水情况进行探测。瞬变电磁对低阻反映异常灵敏,能够依据视电阻率的变化来判断采空区的积水性,提高了对采空区及其积水情况的探测效果。在现场踏查以及资料分析的基础上推测早期矿井对各个煤层的开采情况;根据瞬变电磁法工作原理以及采空积水区地球物理特征确定了对测试结果的解释方法,然后对典型测线多测道电压剖面图、视电阻率拟断面图、典型测道等电压值平面图和等视电阻平面图进行分析,确定2#和6#煤层的采空积水区的位置和范围。

矿井瞬变电磁法在老窑水超前探测中的应用

介绍了矿井瞬变电磁超前探测技术的原理与方法,在某矿2号总回风巷的掘进过程中,采用该技术对掘进头前方的老窑积水区进行了探测。探测结果表明,矿井瞬变电磁超前探测技术能准确圈定老窑水的位置,其施工方便快捷适于实时跟踪探测,但对积水量仅能做定性评价而不能给出定量解释,视电阻率断面图上探测异常区域分布比实际积水区间要大,且侧帮测点易受到金属锚网支护的影响,同时由于采用多匝小回线装置形式,发射电流关断时间过长,存在近距离探测盲区。