煤矿井下钻孔雷达技术在煤层顶底板探测中的应用

智能开采工作面地质透明化是实现煤炭资源智能精准开采的前提和保障。介绍了钻孔雷达技术在探测煤层顶底板起伏中的应用,主要分析了钻孔雷达探测煤层顶底板界面的原理以及应用开展情况。在山西A井工煤矿顺煤层钻孔探测煤层顶底板起伏中对钻孔雷达技术进行了应用。结果表明:预测煤层顶底板界面与实际煤层顶底板界面吻合度较高,对工作面的回采具有重要指导意义。

钻孔雷达在探测井下煤层顶底板界面中的应用

在煤矿生产中,准确判断煤层顶底板位置、识别对采掘安全存在威胁的地质构造是保障煤矿安全生产的重要举措。为此,提出一种针对煤层顶底板探测的方法技术,包括基于工作面的煤矿井下钻孔雷达探测方法和数据处理流程,并将其应用于实际工作。首先,对采集自新元煤矿某工作面钻孔内的实测钻孔雷达数据进行零时刻校正、直流消除、带通滤波、去直达波、增益等处理,实现了雷达剖面的去噪和增强;然后,通过速度拾取、反射面提取、绕射叠加偏移和时深转换、翻转拼接和钻孔轨迹校正等一系列处理解释,实现了对煤矿井下煤层顶底板位置的拾取和显示。该技术的提出为煤矿安全运营提供了一种有效手段,具有推广价值。

山西三元煤业4326工作面煤层顶底板富水性探测与分析

为了查明三元煤业工作面勘探范围内顺煤层及煤层顶底板上下煤岩段富水性,保证工作面安全生产,采用音频电透视物探方法探查工作面顺煤层及顶底板方向的富水性情况。探测结果表明:在底板0~80m范围内存在3处电性异常区,2处异常区分布在向斜轴部区域附近,为受向斜轴部影响煤层底板砂岩和灰岩含水层局部富水所致;1处异常区为底板K7砂岩含水层局部富水所致。分析结果对工作面安全回采及防治水工作起到指导作用。

地层条件下煤层顶、底板声波速度与反射特征

采取淮南矿区主采煤层13—1煤及其顸、底板典型泥岩与砂质泥岩样品，通过改变温度与压力来模拟地层条件，测试获得煤岩层声波速度随深度（400～1200m）的变化，并分析不同深度下煤层顸、底板反射系数与入射角的变化关系．结果表明：煤岩层声波速度随深度增加而增大，且具有较好的对数相关性；煤层顶、底板反射系数不仅随入射角变化而变化，而且受煤层埋深和顶、底板岩性变化的影响，随着煤层埋深增加，其顶、底板反射系数绝对值均减小，煤层顶、底板岩石波阻抗差异越大，反射系数越大，因此，在进行煤田或矿井地震勘探设计与资料处理时，应综合考虑勘探区内煤层顶、底板岩性分布与赋存深度变化，以便有效地利用顶、底板反射P—P波和P—S波AVO信息来解决诸多矿井地质条件精细探测问题．

淮南矿区地应力条件及其对煤层顶底板稳定性的影响

通过现场地应力测量和理论分析以及数值模拟计算，研究了淮南矿区地应力分布规律，探讨了圆形硐室围岩应力分布和不同侧压下回采工作面顶板稳定性分布。研究结果表明：淮南矿区原岩应力主要表现为自重应力场，除局部构造应力集中外，不存在高构造应力；区内侧压力系数A值一般为0．49—1．49，平均为0．92，并且与测点距地表深度有一定的趋向性，表现为在浅部A值较大，变化范围也大，而在深部A值渐小，变化范围也缩小；回采工作面顸底板稳定性与侧压系数A的大小密切相关，且随侧压系数A的增大，顶板垂直位移减小，顶板岩层易于形成结构平衡而保持稳定，但底板垂直位移量增大，且易于形成底鼓破坏。这些认识为研究区煤层顸底板岩层支护控制提供了科学依据。

利用地震属性预测煤层顶底板含水性研究

文章通过地震属性来预测岩性参数,即选择利用多属性线性回归和概率神经网络技术对纵波速度、密度、视电阻率和孔隙度这些岩性参数进行反演,进而从获得的波阻抗体、视电阻率体和孔隙度体来预测煤层顶底板岩石的含水性。应用实例中,预测含水性相对较强的区域为低波阻抗、低视电阻率和高孔隙度分布的区域,这符合岩石物理的认识,同时与矿区地质认识的含水区也是一致的。煤层顶底板含水性的分析,对于防患煤矿突水事故具有现实意义。

岩溶发育地区煤层顶底板突水危险性分析

以贵州某岩溶发育矿区为研究背景,通过对煤矿水文地质条件和矿井充水因素进行分析,并应用高密度电法对矿井水文地质进行了勘查,得出矿区水文条件属于岩溶裂隙充水矿床,顶、底板直接进水。煤层开采后导水裂隙带发育至吴家坪组第2段,并与该段含水层连通起来,对上覆含水层形成卸压作用,该含水层含水量较小补给能力差,顶板突水可能性小。

浅析沙沟岔井田煤层顶底板工程地质特征

通过对陕北侏罗纪煤田沙沟岔井地质勘探的切身体会,在分析、研究原始资料及煤层顶底板岩石的力学性质,认为该井田煤层顶底板岩体质量为中等,但抵抗变形的能力相对较差,煤层顶底板为不稳定-较稳定。

地震多属性拟测井多参数反演预测煤层顶底板岩石赋水性研究

通过实例介绍利用地震多属性与测井成果联合反演,获得表征煤层顶底板岩石赋水性强弱的拟测井参数体,进而对其进行赋水性分析:首先利用伽马-伽马测井及视电阻率曲线重构岩石视孔隙度曲线,以获得研究区岩石视孔隙度成果;利用测井成果合成地震记录进行精细的地震地质层位标定及采区地震数据的保幅、保真处理;在测井成果约束下进行地震多属性拟测井多参数反演,利用反演成果的高低异常区评价煤层顶底板赋水强弱分区——低波阻抗、低电阻率、高孔隙度分布的区域对应赋水性强的区域,反之为赋水性弱的区域。

利用测井资料评价煤层顶底板的裂缝发育程度

针对常规测井难以有效评价煤层顶底板裂缝发育程度的问题,对鄂东气田东缘韩城矿区50块煤层顶底板砂泥岩样品进行岩石力学特性实验研究。在静态力学参数刻度测井资料计算的动态岩石力学参数的基础上,对煤层顶底板的完整性系数、破裂系数、稳定性系数进行了计算,进而对研究区煤层顶底板裂缝发育程度进行评价。结果表明:所述方法能够有效地预测煤层顶底板的裂缝发育程度;研究区煤层顶底板裂缝较为发育。煤层含气量分析化验和排采结果显示,在裂缝发育的井区含气性和排采出气量较低,表明煤层顶底板的封闭性较差。

安山煤矿煤层顶底板稳定性分析

充分考虑煤层顶板基岩风化破碎带条件,通过对井田内岩层的工程地质岩组进行划分,并依据RQD值、M值、Z值对安山煤矿主采5-2煤层的顶底板稳定性进行综合评价,提出煤炭开采工程中的工程地质问题。

瞬变电磁法在探测煤层顶底板砂岩水中的应用

长期以来,煤矿水害给国家和人民带来的经济损失和人身伤亡极为惨重,严重威胁着煤矿的安全生产,许多矿井在实际建井生产中发现水文地质条件较复杂,井下发生多次在巷道掘进中冒顶突水事故,给井下施工带来很大困难。因此在煤矿开采前需探明煤层顶底板砂岩的富含水性。本文以潞安常村煤矿电法勘探为例介绍了如何利用瞬变电磁法探测煤层顶底板砂岩水,并且在资料解释处理过程中采用了特殊处理方法,该方法已在晋城、朔州、潞安各矿等多个矿区进行了运用,部分资料成果在煤矿生产过程中已得到验证,准确率相对较高,充分说明了瞬变电磁法在探测煤层顶底板水方面起到的重要作用。

煤层顶底板采动破坏同步动态监测电性特征分析

随着煤炭开采深度的增加,深部复杂条件下开采的水害问题日益严重。复杂条件下煤层回采过程顶底板破坏动态监测对于工作面突水预测、采煤方法改进等具有重要意义。本文基于并行电法监测技术,结合双模式电极数据采集方式,同时在采煤工作面进行煤层顶、底板全空间地电场特征监测研究,获得了煤层围岩顶底板采动前后电阻率及自然电位同步响应特征。研究表明:顶底板跨孔电阻率监测动态变化可以显示孔间电阻率随采煤工作面逐步推进的动态变化情况,可有效表征顶底板破坏带发育范围,同时顶板垮落造成的电阻率变化程度大于底板破裂引起的电阻率变化程度;自然电位数据可分辨顶、底板岩层及裂隙张合形态、以及破裂程度,研究区域内顶板自然电位值明显高于底板自然电位值,且顶板的破裂引起的自电位变化强度明显大于底板破裂引起的自电位变化。采用多参数对煤层顶底板采动破坏进行同步动态监测,对保障采动工作面安全回采具有现实应用价值。

鄂尔多斯盆地东缘隰县地区煤层顶底板元素地球化学特征

系统地采集了鄂尔多斯盆地东缘隰县地区晚古生代太原组和山西组煤层顶底板的岩芯样品,通过高分辨率电感耦合等离子质谱等技术分析其常微量元素,探讨煤层顶底板形成时的环境特征。研究表明,研究区煤层顶底板以高SiO_2,Al_3O_2含量和稀土元素富集为特点,为海陆过渡相沉积;氧化敏感度指标Ni/Co,V/Cr,U/Th多处于氧化条件范围内。就层组而言,山西组沉积环境与太原组沉积环境具有一定的差异性,这体现在太原组元素变化范围较大,变化较复杂,与其沉积环境较为动荡相符。稀土元素表现为轻稀土相对富集的右倾模式,铕负异常明显。通过在(La/Yb)N-ΣREY图上投点发现,物源多以混合岩为主,山西组煤层顶底板物源种类简单,主要为花岗岩、花岗岩和碱性玄武岩的混合岩,而太原组物源丰富,包括钙质泥岩,花岗岩与碱性玄武岩的混合岩,大陆拉斑玄武岩与沉积岩的混合岩、碱性玄武岩、沉积岩和花岗岩的混合岩。研究认为山西组和太原组物源上具有一定的继承性,物源区均为北部的阴山古陆。但是源岩存在一定的区别,山西组源岩为元古界花岗岩与碱性玄武岩;太原组源岩为元古界复杂变沉积-火山岩系。

拟声波反演技术在识别煤层顶底板砂泥岩中的应用

当煤层顶底板为泥岩时,其煤层气含量一般较高。为预测煤层气富集区,通过地震资料和测井数据分析,基于纵波阻抗反演和拟声波阻抗反演技术的方法获得煤层顶底板位置和砂泥岩的分布规律,为煤层气勘探开发提供依据。首先由于煤层纵波阻抗值很低,可在纵波阻抗反演剖面中准确获得煤层顶底板位置;其次利用自然伽马曲线构建拟声波曲线,在横向连续性强的拟声波阻抗反演剖面中,由于泥岩表现为拟声波阻抗高值,砂岩表现为低值,可通过数据分析得到砂泥岩值域范围;最后可以此为依据进行精细划分。实际应用表明,这种方法比传统纵波阻抗反演方法效果更好,分辨率更高。

多属性神经网络反演预测煤层顶板岩性

煤层顶板岩性对于煤矿安全生产产生很大的影响。通过神经网络方法对自然伽马测井与地震属性(包括波阻抗属性)进行训练得到两者的非线性关系,并将其应用到整个地震数据中得到拟自然伽马体。相对于波阻抗属性,自然伽马参数可以很好地区分砂泥岩,从而更直接预测煤层顶板岩性,提高岩性预测的分辨率。

胡家河井田煤层顶底板岩石稳定性评价

利用测井资料和该井田的钻孔煤层顶底板物理力学试验样资料成果,对胡家河井田可采煤层的顶底板岩石的稳定性进行了评介。

刘庄煤矿11-2煤层顶、底板砂岩水特征与防治技术

初步探讨了刘庄煤矿11-2煤层顶、底板砂岩裂隙水的特征及其综合防治技术,为其它煤层及相邻矿井煤层顶、底板砂岩水的防治提供参考。

山阳井田煤层顶底板特征浅析

根据煤炭部颁发《缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类》(MT554-1996)及《缓倾斜煤层采煤工作面底板分类》(MT554-1996),以钻孔岩芯鉴定为基础,运用岩石力学试验参数,结合地球物理测井,对山阳井田可采煤层顶板稳定性进行评估。

黄陵矿区二号煤矿煤层顶底板稳定性分析

依据RQD值、M值、Z值对黄陵矿区二号煤矿主采2#煤层顶底板稳定性进行综合评价,提出未来开采过程中应注意的工程地质问题。