超宽工作面三维电法数据特征研究及应用

超宽工作面的构建有助于推动煤炭资源的安全、高效开采。然而,受巷道空间、施工条件的限制,常规矿井地球物理的探测深度有限,无法准确获取超宽工作面内部及顶底板一定范围内的地质信息。为了提高超宽工作面底板富水区的探测精度,给实测数据处理及解释提供依据,在总结分析当前矿井地球物理探测技术的基础上,针对可应用于超宽工作面探测的三维直流电阻率法,结合河南永城某煤矿21106工作面底板灰岩水的赋存特征,采用理论分析、数值模拟和实测数据相结合的研究方法,系统研究了三维观测和二维观测模式的数据特征和分辨能力。研究结果表明:相较于传统的同侧发射接收二维观测模式,对侧发射接收的三维观测模式对工作面底板低阻体的反应更为灵敏;对侧发射接收三维观测模式所得数据,经过常规视电阻率公式计算后,视电阻率与实际电性有时相反,因此需要采用三维反演方式进行数据处理;对河南永城某煤矿21106工作面观测到的三维模式数据进行了三维反演处理,经井下钻探资料验证了三维观测结果的可靠性。研究结果为二极装置条件的二维观测和三维观测数据解释提供了依据。

三维电法超前探在巷道掘进水害防治中的应用

介绍了三维电法超前探测技术在煤矿巷道超前探测中的基本原理、勘探方法及应用情况。在实际应用过程中结合探测成果及实际地质资料,对超前探测数据进行三维处理,成功构建超前探数据三维数据体,与其他现有的超前探测方式相比实现了异常体三维可视化,在三维空间对异常体位置及范围进行圈定,提高了超前探测资料的解释精度,充分体现了该技术的实用性和可行性,为矿井水害治理提供了可靠保证。

三维电法超前探水技术应用

在简述隧道及巷道掘进前方岩层含水性的超前探测技术及其应用研究现状基础上,分析了瞬变电磁法及直流电法超前探测的优点和不足,重点阐述了三维电法超前探测的原理和三维电阻率层析成像技术,结合实例阐明了该技术的数据采集、数据处理、资料解释、成果分析的过程,揭示了该技术具有受周边环境干扰小、超前探测距离远、能够进行纵向和横向的任意切片、立体显示岩层含水性等特点,得出了该技术具有很强实用性、有效性和推广应用价值的结论。

三维电法在工作面底板富水区探测及注浆中的应用

以曹庄煤矿受水威胁工作面101002为例,利用三维电法对工作面进行了探查,圈定了富水区,分析主裂隙发育方向,确定了靶区,对靶区采取重点注浆,通过三维电法检测注浆效果,并对注浆薄弱区进一步注浆加固底板,工作面底板经注浆后,原地层富水区域发生了变化,使工作面达到了安全回采的要求。

并行三维电法在底板灰岩水防治工作中的应用

恒源煤矿6煤层工作面受底板灰岩水影响,在比较多种物探方法的基础上,引入并行三维电法对II6111工作面在注浆前探查底板相对富水区,在钻孔注浆加固底板后进行注浆效果检验。结果表明,该法对底板电性变化反映灵敏,对相对富水区的探测准确率高。探测成果有效指导了该面的底板灰岩水防治工作,确保了工作面安全回采。

三维电法在矿井防治水害中的应用

高密度电阻率法是近期发展起来的一种电法勘探方法,而三维高密度电法勘探是在其基础上发展起来的。本文简要介绍了三维高密度电法勘探的原理,对三维高密度电法的工作方法做了详细介绍,即它的数据采集、数据处理、资料解释,而且重点介绍了三维高密度电法的数据反演方法,得到了电阻率的三维数据体。结合实例,运用切片技术,将得到的三维数据体进行横向、纵向任意切片。揭示了该技术具有采集数据量大、能够进行切片处理、直观立体地展示富水区域等优点,从而更好地为矿井水灾害防治服务。该技术尚处于初步发展阶段,仍需投入大量研究。

高密度三维电法在矿井断层构造含(导)水性探测中的应用

利用高密度三维电法技术对3305工作面底板含水层富水性及DF53断层含(导)水性进行探测,构建电阻率三维数据体,查明工作面底板地层富水性及DF53断层的含(导)水性,指导3305工作面防治水工作,确保工作面采掘不受水害影响,从而实现矿井安全生产。

三维电法在检测底板注浆效果研究中的应用

该文介绍了井下高密度三维电法探测技术的原理、方法以及在现场的应用,并以肥城矿区白庄煤矿为例,探讨了井下高密度三维电法在探测煤层底板注浆前后富水性研究中的应用。通过实验数据说明,该方法是探测煤层底板富水性比较准确的物探方法之一,并通过对比煤层底板注浆前后两次探测资料达到检测底板注浆改造效果的目的,为肥城矿区井下水害预报和防治提供可靠依据。

三维电法超前探在巷道掘进水害防治中的应用

超前探测是煤矿开采之前一个必要的环节,该环节的实施能够使开采人员明确煤层顶底板的富水情况,同时还能够明确煤矿围岩的富水情况,进而使开采人员充分了解矿井中断层的构造等相关信息,从而保障煤矿开采的安全性。目前,在使用的矿井超前探测方法中,三维电法超前探测技术是一种常用技术,具有良好的探测预报效果。

无线三维电法系统接收机关键技术研究

主要研究了一款基于GPRS无线通信技术的分布式三维电法接收装置,接收装置主要由GPS接收机、模拟信号采集装置、GPRS DTU和上位机四部分组成。利用GPS和发送机时间同步,模拟信号采集装置可以测量测线纵深、竖直方向和垂直方向三维电场的强度。针对被测信号噪声干扰强、频带宽的特点,设计了模拟信号调理电路,利用可编程增益放大器和16位∑-△结构模数转换器构建了高性能的数据采集系统。

三维激电法在黔西北某铅锌矿勘查中的应用

黔西北铅锌成矿区是贵州省重要的铅锌产地之一,区内发现的某超大型铅锌矿深部及外围被认为仍具较大找矿潜力。随着埋深加大,地质条件更复杂,通过地球物理方法探查直接或间接的矿致异常愈加被认可。为研究三维激电方法在黔西北铅锌成矿区的勘查效果,首先在典型矿床开展了方法有效性及装置参数试验,结果显示梯度四极加三极装置联合反演显示的高极化率(17~20 mV/V)、低电阻率(158~251Ω·m)与已知铅锌矿体空间位置对应较好,然后应用到外围空白区,圈定了高极化、低电阻激电异常,经钻孔验证为含黄铁矿及铅锌矿(化)地质体。表明通过低电阻率高极化率圈定含黄铁矿物地质体异常,结合地质分析,间接指示铅锌矿体空间位置是本区三维激电方法应用的思路,对地区同类型铅锌矿地球物理勘探具有参考意义。

三维高密度电法在浅层精细化探测中的对比研究

为实现工程场地地下结构精细化探测,在研究区开展了工程勘察中常用的四极装置(温纳、施伦贝谢尔、偶极)三种装置类型的三维高密度电法精细化探测对比研究。主要对各装置的三维反演可视化成果及不同方向的切片成果进行了对比分析。研究结果表明:三种装置均能完成浅部地质体的精细刻画,但在数据覆盖范围、探测深度,分辨率等方面存在一定的差异。根据分析结果提出了一种工程场地勘察三维高密度电法野外数据采集装置类型选择方案,对以后三维高密度电法工程实际应用具有一定的参考和指导意义。

三维高密度电法在浅表溶洞探测中的应用研究

为了研究三维高密度电法在浅表溶洞探测中的实际应用效果,采用该方法对河南省焦作市云台山自然风景区内云台山世界地质公园30.0 m×27.5 m范围内地下地质结构进行了详细勘察。此次勘察共采集12090个数据点,使用带地形的真三维反演数据处理方法获得研究区地下0~26 m深度的电性结构特征,并分析了不同方向的水平切片和不同高程的垂直切片。结果表明:三维高密度电阻率成像效果明显好于二维剖面成像效果;站房地基20 m深度范围内未见溶洞发育。

基于三维高密度电法的公路路基病害识别模拟分析

公路路基病害实现快速、精细化的检测对于维护路基良好性能、提升公路运营安全和使用寿命具有重要意义。为研究三维高密度电法对路基病害的探测效果,建立了包含富水、疏松和空洞等常见路基病害的路基三维地电模型,通过正反演计算来模拟分析高密度电法对路基病害区域的圈定识别效果。模拟结果显示,高密度电法采用温纳装置具有较好的空间识别能力,可有效探测识别三维路基模型中的富水、疏松和空洞等病害区域,计算结果异常范围与病害发育区域基本吻合,且不受路面高阻层的屏蔽影响。研究可为公路路基病害的检测工作提供一定参考。

基于高密度电法的城市岩溶地下水通道三维电性成像

岩溶地下水通道是隐伏岩溶区常见的地质现象,开展城市隐伏岩溶通道探测对城市地下空间开发和地质灾害防治具有重要意义。岩溶通道常具有高度的空间变异性,常规二维探测难以对其进行较好的表征。基于此,文章采用三维高密度电法对城市隐伏岩溶地下通道进行了精细探测,结合地球物理数值模拟和应用实例,分析三维高密度电法对不同充填类型岩溶地下通道的成像效果。结果表明:三维高密度电法较二维探测在数据量和分辨率上均有较大提升,可更直观地表征目标体三维电性结构特征,该探测方法对岩溶地下水通道成像具有优势;通过对武汉市源泉村岩溶地下水通道三维电性成像,揭示了该低温热泉的地下水运移特征,可为城市地热勘探开发提供参考。

顾北煤矿A组煤层富水性立体电法探测应用研究

本研究以顾北煤矿A组煤层开采为对象,采用三维并行电法探查13321工作面顶底板岩层相对富水区的分布情况。

高密度电法三维反演分析--以陕西凤翔实测数据为例

三维高密度电法勘探工作成本低、效率高、信息丰富、解释方便,其结果能够直观地显示目标异常体的走向、空间位置和形态等,被广泛应用于隐伏断裂、岩溶、滑坡、考古、尾矿库隐患探查监测及其他工程项目。本文应用Res3Dinv4.0软件对已采集的宝鸡市凤翔区高密度电法勘探数据进行三维反演研究,获得了区内电阻率的空间分布特征,并根据周围地表情况和地质资料推断出了区内的渗流通道位置,为区内研究地层地球物探特征提供了可靠的基础资料。

类三极装置下三维激电法在安徽江山矿区勘探中的应用效果分析

以安徽江山矿区为例,开展类三极装置下三维激电法矿区勘探的研究,分析在覆盖区下三维激电法对金属矿化体的识别能力。对比地质和钻孔成果,结果表明:类三极装置下三维激电法能够有效识别覆盖区下矿化体的三维分布,具有施工方便、分辨率高的优点。

采煤面隐伏陷落柱三维并行电法探测模拟与应用

针对含水陷落柱与周围煤岩体之间存在明显的视电阻率差异,可以通过三维并行电法进行探查。文章以柱状模型代替陷落柱目标体,建立数学模型,通过构建不同地质参数的陷落柱模型进行数值模拟,并分析各模型的地电响应特征。结果表明含水陷落柱正演数据,在通过反演后,低阻异常区域迅速收敛,能够清晰地反映模型中含水陷落柱的分布范围,异常体与周围岩层有明显的电阻率差异,低阻区位置与模型预设的位置相对应。在正演结果中,单极–单极排列与单极–偶极排列方式相比,前者对于低阻区的定位及范围分布响应效果较好;在反演结果中,后者对于低阻区的收敛效果优于前者。在对某矿II6115面风联巷陷落柱探测中,利用三维并行电法技术探测陷落柱的赋存范围及其富水性,取得良好的效果。

矿井三维电法对封闭不良钻孔的探测

封闭不良钻孔是影响矿区安全生产的重要隐患之一,不良钻孔具有导通工作面顶板上含水层,增强顶板砂岩的富水性.针对这一问题,将直流电法电极顶入工作面顶板上,采用分站式进行数据采集工作.数据采集完成后,经过数据预处理和无穷远校正及巷道校正、剔除旁侧干扰等处理,将二维电阻率格式转换成三维电阻率格式,使用圆滑最小二乘法对数据进行反演,将反演完成后的数据导入三维可视化成图,圈定钻孔附近岩层富水区,为矿井水防治工作者提供决策.经工程验证后,说明该方法具有很强实用价值及推广价值.