EH4大地电磁法在中深煤层采空区探测中的应用

为了查明鄂尔多斯棋盘井某矿916、917工作面附近区域采空区及积水分布情况,采用EH4大地电磁法对该区域进行了探测。通过了解该区域地形地质资料,分析电性响应特征,进行干扰试验和参数试验研究,然后进行现场施工布置,开展内业资料处理与分析,进行剖面和平面成果解释。结果表明,试验电极和磁棒一致性较好,确定采用电极距40 m、采集次数8次,增益大小根据测点实际信号确定;经过干扰信号的剔除、静态校正和合理解释,圈出1处弱高阻异常(不含水)和1处弱低阻异常(弱含水),分析均为断层破碎带,未发现明显的采空区及积水异常区,基本达到了预期探查目的。

微动技术在城市轨道交通采空区探测中的应用

城市地下采空区勘察对城市轨道交通设计和施工具有重要的指导意义。采空区探测的准确度与隧道设计和施工安全息息相关。传统探测城市地下采空区的技术主要是钻探、探地雷达、高密度电法等技术,而这些技术存在耗时、耗力、精度低,并且城市内往往无法开展工作。为了解决城市地下采空区探测的问题,利用微动探测技术采集来自地下携带地层信息的随机振动信号,再根据空间自相关法对随机信号进行处理,得到震动的频散曲线,再根据频散曲线反演得到地层的视横波波速,地层的视横波速度曲线能揭示地下地层分层和异常分布情况,再结合钻探资料和地质资料就能够得到采空区及其影响范围。探测结果证明:微动探测技术作为城市地下采空区勘察的一种新手段,其具有抗干扰强、成本低、效率高、可操作性强等特点,对于城市轨道交通采空区的探测具有良好效果。

某矿区采空区及老窿积水区调查与治理技术措施研究

某矿区因长期无序、掠夺式开采,形成了大量不明的未处理层群采空区和老窿积水区,在复杂的层群空区条件下,造成矿区大面积地压活动和矿区透水事故隐患,是该矿区后续安全生产中面临的首要重大安全隐患。文章结合对前期该矿区采空区及老窿积水调查情况的整理,并通过对采空区及老窿积水区探测技术、空区治理及井下防治水技术的分析研究,提出了采用EH4大地电磁测深法与瞬变电磁法联合探测方法进一步探明采空区及老窿积水区的可行性,为矿区后续采空区及老窿积水区探测与治理提供参考。

某矿山采空区的探测及稳定性分析

地下矿山采用空场法开采时,必然会形成大量空区,采空区稳定性直接关系到采场作业及矿山地表建构筑安全。三维激光扫描能精准反应采空区的赋存状态,为采空区稳定性分析提供基础数据支撑。通过采用Maptek I-Site SR3三维激光扫描仪对矿山已知空区进行扫描探测,得到采空区三维模型,并以此建立三维数值模拟分析模型,在对矿体及围岩进行岩石力学试验的基础上,采用FLAC3D软件对采空区稳定性进行研究,分析了矿山1400 m水平典型大空区的受力状态,并提出了安全对策措施,指导矿山开展采空区治理工作,保障井下作业安全,防止地表塌陷。

复杂地形小回线瞬变电磁法探测采空区试验研究

千树塔井田由于地形起伏落差较大,地面大回线瞬变电磁法探测装置布置受限,为了查明该区域油气管道陕京二线下伏采空区分布范围,对小回线瞬变电磁法开展数值模拟和现场试验,分析其地面探测的可行性,并将优化参数应用到现场。结果表明:数值模拟确定3 m×3 m小回线瞬变电磁法可以有效探测超过200 m深度、采高超过1 m的采空区,对低阻值的充水采空区有更明显的效果;现场试验采用发射线框边长3 m×3 m、叠加次数15次、发射频率16 Hz、发射电流≥8 A等参数优化后的小回线瞬变电磁法可以达到有效探测目的,验证了数值模拟的正确性;在3号煤层共圈定解释了5个异常区,推断为采空区或烧变岩空隙,充分验证了小回线瞬变电磁法探测的可靠性。

瞬变电磁在煤矿采空区探测中施工参数的实验及正反演的应用研究

瞬变电磁法是采空区地表探测的一种常用手段,本文通过该手段进行实验及正反演模拟,研究对比了不同施工参数对于电位及电阻率曲线的影响,确定在甘肃某矿区的施工参数,取得较好的效果。结果表明:对于不同矿区,要通过实验和正演模拟确定适合的施工参数。

地下矿山采空区探测及综合治理研究与应用

针对采空区的特点,提出了空区探测、建模、稳定性分析及治理的一体化空区围岩稳定性评判综合治理技术,实现了复杂空区探测(CMS空区探测)—采空区三维模型构建(采用有关矿业软件)—数值计算(采用FLAC3D等)之间的耦合链接,并结合案例介绍了其在多个矿山的成功应用。

激光扫描系统在探测露天煤矿下采空区中的应用

为了准确探明露天煤矿开采境界范围内已有的地下采空区,排除安全隐患,基于激光测距与GPS定位原理,采用C-ALS钻孔式三维激光扫描系统对平朔矿区露天煤矿境界范围内的地下采空区进行了全面探测。实践结果表明,该系统可以通过地表延伸至空区的钻孔迅速而安全的对采空区进行激光三维扫描,具有全自动、速度快、精度高、数据处理简便等特点。通过扫描,准确查明了已有采空区的尺寸参数,实现了采空区隐蔽工程的可视化,为露天煤矿地下采空区稳定性评价与治理提供了可靠的基础数据,对指导露天煤矿生产和维护作业人员及设备的安全具有十分重要的意义。

浅层地震法探测浅煤层采空区试验研究

高分辨率地震反射波法在煤矿采空区的勘查中越来越受重视,该技术通过在地表激发地震波,该波在向下方半空间传播过程中遇到上下波阻抗(介质波速与密度的乘积)差异较大的界面时,产生相应的反射波,通过追踪被采煤层的反射波,视其在勘查剖面上的变化来确定采空区是否存在,并圈定其边界。

地下转露天矿山复杂采空区探测工程实践

在地下转露天矿山开采过程中,露天境界内存在的各种复杂采空区对矿山的安全生产造成严重的威胁。通过现场勘察和文献资料分析总结了各种复杂采空区的组成,并按照其成因、形态等特征因素对其进行合理分类,归纳出规划开采形成的采空区、古代开采和非法盗采形成的采空区、充填不充分或充填体沉降形成的采空区以及二次垮塌形成的采空区4种类型。同时结合工程现场实例介绍了利用GPR法对地下转露天开采矿山境界内典型的浅地表复杂采空区进行探测的原理和技术方法,包括现场数据采集、后期数据一体化实时处理和资料可视化解译分析。结果表明,利用GPR法探测地下转露天开采过程中赋存的复杂采空区方便快捷且探测效果明显,值得在相关领域应用推广。

无人机三维激光扫描技术在地下采空区探测中的应用研究

传统采空区三维激光扫描技术受限于空区的复杂形态与探测作业环境,容易导致采空区探测数据不完整,无法精确获得采空区空间形态。为提高采空区三维激光扫描探测的可靠性,基于一种无人机平台搭载便携式三维激光扫描仪的飞行探测设备,开展无人机三维激光扫描技术在采空区探测中的应用研究。简述了无人机三维激光扫描的作业原理与优势,并在大红山铁矿进行了无人机三维激光扫描技术的空区探测应用。最后分析讨论了无人机三维扫描技术在采空区探测中的应用难点与挑战。结果表明:通过无人机三维激光扫描探测,使大红山铁矿Ⅱ1矿体775-1采空区的点云数据更全面、更精确。无人机三维激光扫描技术可为采空区精确探测提供一种新手段。

中心回线TEM法探测多层积水采空区的可行性（英文）

随着煤矿的深部开采,多层积水采空区探测成为煤田水文物探工作的新内容,中心回线瞬变电磁(简称TEM)法因场结构与地层的耦合关系,对低阻层探测有利。但低阻层的屏蔽作用不仅使得探测同样的深度需要更长的观测时间,而且还会减弱下伏地层的异常响应。本文通过直接时域数值模拟和水平分层大地的模型正演,估算了探测目的层所需要的时间长度,根据噪声对观测数据造成的影响,给出了多层积水采空区可分辨的标准。山西大同达子沟煤矿水文勘探中获得的TEM实测曲线,表现了对多层积水采空区的探测能力。在实测曲线的定量反演解释中,利用电测井资料作为初始参数进行定量反演,约束了煤系薄层的等值性。所推断的三层和两层积水采空区,为钻孔所证实。研究结果表明,当观测时间有足够的长度、下伏地层的异常显示大于观测误差,中心回线TEM法探测多层采空区积水是可行性的。

高密度电法在煤矿采空区探测中的研究与应用

介绍了高密度电法的基本原理、视电阻率计算公式和探测装置的类型。针对工区地质资料,设计测线布置,获取完整的测线或测网数据后,对采集到的数据进行预处理和格式转换。剔除畸变数据,反演、绘制视电阻率断面图,最后结合地质资料对异常作出解释。通过华北地区某煤矿采空区的物探数据,绘制视电阻率剖面和平面图,针对异常区进行打钻验证,异常区位置与推测位置相符。探测结果表明,高密度电法对解决煤矿采空区地质问题是一种快捷、高效的勘查手段。

CSAMT探测在煤矿深部采空区中的应用

以内蒙古某煤矿深部采空区的安全隐患探测应用为例,通过数据采集、预处理、静态校正、反演成图等形成二维视电阻率剖面图,分析深部煤层采空区、积水区及覆岩破坏带的CSAMT法响应特征,并通过三维切片技术形象、立体、直观展示采空区探测新技术,大幅增强了深部采空区及安全隐患的探测准确性。结果表明:可控源音频大地电磁法采用可控制人工发射源方式,电流大、频率范围广,克服了天然电磁场信号弱、抗干扰能力弱的缺点,增强了异常体电磁信号响应准确性;该方法探测深度可自地表到地下几千米;较小点距及测量极距,大幅增强了异常分辨率,对采空区、积水区及覆岩破坏带均有较好的电阻率区分特征。

多道瞬态瑞雷波技术在公路采空塌陷区探测中应用

地下采空塌陷区岩体结构具有明显的结构不连续、松散、断裂、空洞等异常结构特征,本文在分析公路采空塌陷区地球物理场特征的基础上,详细讨论了应用多道瞬态瑞雷波技术探测采空塌陷区的可行性以及相关技术,深入分析基于瑞雷波波场特征、频谱结构、能量衰减、频散特征、相速度以及多阶模等特征探测和评价地层结构的均匀性、地下空洞及异常结构体等地下障碍物的存在及其空间分布的解释标志.滚动式多道瑞雷波探测技术可以有效地探测地下采空区、软弱结构体等异常结构体的赋存状态及空间分布.

龙桥铁矿复杂采空区的探测及处理方案

安徽省庐江县龙桥铁矿-320 m水平采空区,发生局部塌落导致现有采空区形态不详,为保证下部矿体正常安全开采,在地表不允许塌落的情况下,采用留设隔离矿柱的方案来隔离上部采空区.在钻孔探测确定采空区形态的基础上,应用FLAC3D程序建立三维数字模型,分析了留设不同厚度隔离层对整个采空区应力分布的影响及自身稳定程度.结果表明:留设25 m厚的水平隔离矿柱可以有效地分担地压分布情况,能够保证下部矿体安全开采.

基于因民铜矿隐伏采空区的高密度电阻率法及EH-4探测技术研究

在因民铜矿的地表形貌特征及查明深部采空区的基础上,结合采空区地球物理探测方法,采用高密度电阻率法及EH-4对因民铜矿大劈槽矿段的隐伏采空区开展物探工作。数据解译显示,高密度电阻率法探测浅部空区成果与实际情况的匹配度高,可圈定采空区的空间形态;EH-4可探测空区的空间位置,有效深度可达1000m,但是无法进一步测出空区的形态;对两种探测成果进行相互对比分析,取长补短,有效地提高采空区探测成果准确性和可靠性,为今后在采空区探测方面研究提供了技术支撑。

多炮检距地震映像法在采空区探测中的应用

介绍了采空区的物性特征、多炮检距地震映像法在探测采空区的工作方法和主要内容,论述了多炮检距地震映像法进行采空区探测的基本原理及数据处理流程。通过在辽宁鞍山某铁矿区的多炮检距地震映像法的实例分析以及与高密度电法的相互比对以及最后钻孔验证,可以得出,利用多炮检距地震映像法可以有效地进行采空区探测。

大定源瞬变电磁法在探测煤矿采空区中的应用

阐述了大定源瞬变电磁法的基本原理、中心回线的视电阻率计算公式和低阻层下的数据校正方法。设计工区测线布置,观测完二次场后,对数据进行预处理。剔除畸变数据,反演、绘制视电阻率断面图和平面图,结合地质资料对煤矿采空区作出解释。针对采空异常区进行打钻验证,异常区富水性与推测相符。探测结果表明,大定源瞬变电磁法对解决煤矿采空区地质问题是一种快捷、高效的勘查手段。

综合物探方法在煤矿采空区探测中的应用

辽阳灯塔市铧子镇—西大窑一带存在较多煤矿小窑采空区,分布于村镇及周边,对地面房屋建筑和居民生活形成极大威胁,矿区周围一定范围内植被稀疏,大量采煤粉碴随意堆存,给生态环境带来严重破坏。但单一方法调查采空区具有局限性,难以彻底消除干扰和观测误差,本文从物探方法抗干扰性和有效性方面进行了选择和探索,运用的方法包括重力测量、高密度电法和浅层地震,经过钻孔验证,取得的效果较好。