矿井瞬变电磁法低阻体的全空间响应影响研究

基于矿井瞬变电磁法全空间效应会增加低阻体空间定位的难度,易误判地质异常发育的位置,为提高解释精度,准确得出地质异常发育的位置,基于电磁场扩散理论,建立井下瞬变电磁场正演模型,采用9点扇形探测法,研究了矿井低阻体对电磁场全空间分布的影响规律,提出了全空间地质体校正系数,并在祁东煤矿进行了试验。结果表明:当顶底板均有低阻体时最大感应电位的数量级达107,比底板单有低阻体时高1个数量级,此时单支曲线尾支衰减更平缓,可得到校正系数0.2～0.6;底板探测低阻区域视电阻率为10Ω.m,经校正后升至25Ω.m,呈高阻反映,钻孔验证无水,证明该区域不存在低阻异常发育。

富水构造异常体的直流电阻率法超前探测分析

直流电法超前探测技术是隧道掘进工作面超前预报的重要手段之一,为研究异常体变化对直流电阻率法超前探测效果的影响,建立几种含水低阻地质异常体三维模型,采用三极法探讨了在三维空间中不同距离、不同大小、不同方位、不同测线布置下的低阻地质异常体直流电法超前探测响应特征,以及地质异常体与围岩之间电阻率差异变化对于直流电阻率法超前探测的影响。研究结果表明:当异常体体积越大,距离掘进面越近,异常体与围岩之间电阻率差异越大;异常体位于掘进面正前方不发生偏移时,直流电法对异常体的响应越明显,三极法得到的探测效果越好;当异常体位于不同方位,相应的测线也位于该方位时,得到的探测效果最好,可以有效避免对隧道的影响。

直流电阻率三极超前探测的有效性

大量实例表明,在煤矿井下直流电阻率三极超前探测虽然被广泛应用于迎头前方地质异常体的探测,但探测效果并不理想。通过简单的全空间低电阻率球状电性体进行解析式三极超前探测正演计算,以及对地面积水体进行三极超前探测,其解释结果与实际相差较远。根据理论分析,迎头前方存在低阻球体时三极超前探测的视电阻率曲线随探测距离增加呈单调下降趋势,仅能表现出低阻体的存在,但不能真实反映出低阻球体的位置。地面积水坑的探测结果表明,受MN电极接地电阻的影响,与积水坑对应位置并没有出现低阻异常。在山西某地,三极超前探测数据与仪器配套的软件处理解释后获得的二处异常,经钻孔验证均为误判,而钻孔揭露的含水采空区在成果图上却无异常迹像。建议在改善MN接地电阻、改变数据采集方式或增强异常数据处理等方面加强研究,以提高三极超前探测有效性。

瞬变电磁法在探测磷矿采空区中的应用研究

本文基于瞬变电磁法技术,探测已有采空区的位置、形态以及与富水破碎区等情况,并结合现有地质资料对采空区和岩溶富水区的范围、积水状况等进行综合分析,为全面隐蔽致灾因素普查工作提供科学参考依据。研究结果表明,瞬变电磁法技术希望能够为磷矿采空区的地质特征和隐患评估提供新的技术手段和理论支撑,为相关工程项目的安全运行提供科学依据。

瞬变电磁法在煤矿富水区探测中的应用

煤层的富水区严重威胁着煤矿的生产安全,探明富水区的赋存和断层、裂隙等导含水构造的发育情况,可以有效地指导煤矿的防治水工作。矿井瞬变电磁法近些年来广泛应用于煤矿富水区的探查,与其它探测方法相比,它具有对低阻地质体反映灵敏,纵横向辨率高,勘探深度大,工作效率高等优势。本文结合在山东某矿瞬变电磁探测的具体工作,证明应用矿井瞬变电磁法探测富水异常区效果良好。

瞬变电磁法在探测第四系底部砂层和黏土层分布中的应用

煤层顶板的砂层富水区和黏土隔水层分布规律的研究,对缩小防水煤柱、提高开采上限等有着至关重要的影响。探明直接覆盖在煤系地层之上的第四系底部砂层和黏土层的分布,可以有效地指导煤矿的防治水工作。瞬变电磁法近年广泛应用于煤矿富水区的探查,与其他方法相比,它具有低阻地质体反映灵敏,纵横向分辨率高,勘探深度大等优势。本文结合在山东某矿瞬变电磁勘探的工作,证明应用瞬变电磁法探测第四系底部砂层和黏土层的分布效果良好。

矿井全空间孔中瞬变电磁响应积分方程法数值模拟研究

基于地面-钻孔瞬变电磁法,将发射源布设于煤矿巷道中,而将接收探头放置在钻孔内,从上至下依次观测,形成矿井巷道-钻孔瞬变电磁法.为了研究巷道全空间条件下巷道-钻孔瞬变电磁场的响应特征,选取煤层底板受水害威胁的代表性地层为研究对象,建立煤层底板存在含水低阻地质异常体的三维数学模型,采用积分方程法进行数值模拟,结果表明:相对高阻的煤层侧帮对孔内垂向感应电动势的影响较小,而对孔内水平感应电动势除浅部约30m内影响相对较大外,对深部影响较小.当煤层底板含水平低阻板状异常体时,在对异常体的纵向分辨率和异常响应的延续时间方面,孔内感应电动势的水平分量相对优于垂向分量,但垂向感应电动势的幅值强于水平感应电动势.因此,实际观测时,不仅要观测孔内感应电动势的垂向分量,也要观测水平分量.

清平磷矿采空区与岩溶富水区的瞬变电磁法精细探测

瞬变电磁法作为一种高效的地球物理勘探技术,在岩土工程勘察中得到了广泛地应用。针对深部磷矿开采过程中形成的采空区,其独特的地电特性为瞬变电磁法的应用提供了理想的条件。采用瞬变电磁法技术对清平磷矿采空区的位置、形态进行精确定位,并评估其与富水破碎区的关联性。结合地质资料,对采空区及岩溶富水区的分布范围、积水情况等进行了深入的综合分析。为磷矿采空区的隐蔽致灾因素普查提供科学的参考依据,同时为磷矿采空区的地质特征评估和隐患识别提供新的技术手段和理论支持,进而为相关工程的安全运行提供科学基础。