钻孔彩色电视成像技术在大坝渗漏探测中的应用

依据某大坝渗漏探测为案例,在水位观测、示踪剂试验等常规探测技术的基础上,首次采用钻孔彩色电视成像动态观察试验进行大坝渗漏探测。试验结果与示踪剂试验探测出大坝渗漏部位在平面上具有较强的统一性,不但复核了示踪剂的测试成果,同时查明了渗漏部位分布高程,估算了其渗流速度。通过施工检验说明了实验成果是准确合理的,表明钻孔彩色电视成像技术在大坝渗漏探测中具有一定的研究意义和工程意义。

面向钻孔救援的UWB雷达探测技术研究进展

钻孔救援技术在我国已有多起成功救援的案例,但目前用于钻孔救援的探测设备不能满足穿透探测需求,无法利用终孔打偏或造成坍塌的钻孔。UWB雷达具有穿透能力强、抗干扰能力强等诸多特性,可很好地适应灾后矿井环境,实现对障碍物后方的穿透探测。为此,通过文献调研,从UWB雷达定位技术和UWB雷达成像技术两方面总结梳理了基于钻孔救援的UWB雷达探测技术的研究进展。总结出当前UWB雷达定位技术和成像技术在探测方式与装备、探测技术与理论以及回波信息处理技术与算法三方面存在的主要缺陷。针对性地提出了未来研究工作的重点:①研发基于钻孔救援的UWB雷达标识卡定位技术与装备;②结合距离选通技术、改进信息处理程序及CT领域算法研发、优化数据处理技术与算法;③通过雷达阵列分布、ICA算法、改进随机共振算法及融合主流技术构建生命信息识别系统。

钻孔电视成像技术在坝体防渗墙检测中的应用分析

坝体渗漏作为水库工程中比较常见的一类问题,降低了水库的蓄水能力,因此应用有效的手段弄清渗漏所在的准确位置非常重要。针对坝体工程地质问题,钻探取芯是最直接、效果较理想的方法。实际工作中,由于施工场区的限制、工程资金方面的约束,采用普通的钻探工艺,钻取岩芯采取率等方面的原因,不能对地层的原始状态及裂隙发育等信息真实反应;钻孔电视成像技术的应用,可以很好地解决这一难题,能够直观、准确地反映钻孔内岩土层的实际状态。结合某水库实际工程案例,探讨了钻孔电视成像技术在坝体防渗墙检测中的应用效果,并结合使用经验展开了分析,可见在防渗墙体有质量缺陷、取芯率较低的情况下,应用钻孔电视成像技术,能够及时发现渗漏处,进而针对性地采取处理措施,提高工程质量。

基于数字钻孔成像技术的岩石锚杆基础设计研究

某钢筋混凝土框架结构教学楼处于风化页岩地基上,采用岩石锚杆基础,通过数字钻孔成像技术查明了工程场地的主要岩层完整性。实践证明,基于数字钻孔成像技术,选用岩石锚杆基础可充分发挥原状岩体的力学性能,避免土石方大开挖,使得建筑物周围植被免遭破坏,取得了良好的社会和经济效益。

侧向电阻率视频成像测井技术在上向穿层瓦斯抽采孔中的应用研究——以平煤股份十三矿己_(15-17)-11110工作面中间低抽巷穿层钻孔为例

岩巷穿层钻孔既是抽采煤层瓦斯的主要通道,其中蕴藏的地质信息也是恢复煤层形态、预测矿井开采地质条件的重要依据。碎软较难抽采煤层区上向穿层无心钻进的孔壁稳定性差,钻孔轨迹难以控制,允许孔中测井的时间短,影响瓦斯均匀抽采和煤巷条带地质透明化。以平煤股份十三矿己_(15-17)-11110工作面中间低抽巷上向孔为例,运用矿用侧向电阻率视频成像测井技术,研究了钻孔坍塌规律和测井方式与测井参数选择,依托瓦斯抽采孔测井信息预测了工作面煤层厚度与断层。结果表明,煤层厚度越大,或者钻孔与煤层间夹角越小,涉煤段就越长,塌孔时间就越短;与裸眼测井相比,隔管测井取得的自然伽马值不仅能够对钻孔轨迹进行精准控制,而且在工作面内预测了已被回采证实的3条隐伏断层及其伴生的2个煤厚带。研究成果对于高瓦斯突出矿井煤与瓦斯协调开采具有重要的现实指导意义。

钻孔电磁波层析成像CT技术及其应用

钻孔电磁波CT技术是近年来发展起来的一门物探新技术新方法,用于对两孔之间二维模型的物理特性进行处理,反演具有不同吸收系数介质的分布,文中介绍钻孔电磁波CT技术的方法原理,并结合工程实例重点说明其实用性和有效性。

基于超声波合成孔径技术的钻孔成像方法

随着地下空间开发的深入,钻孔岩壁上特殊区域的重视程度越来越高,为了克服传统超声波钻孔成像技术分辨率低的不足,提出一种基于超声波合成孔径技术的钻孔成像方法,提高钻孔图像的分辨率和图像质量。采用高分辨率的合成孔径SAFT成像技术综合处理大量的断面扫描回波信号,达到增强反射信号和抑制干扰信号的目的,使对应的岩壁特征区域回波更加突显,在该基础上提取出扫描断面回波信号的声幅和声时参数。综合声幅和声速参数的特征,提出了基于相关性的超声波钻孔图像重建原则,选择合适的成像数据点,在叠加不同深度的探测数据后形成了关注区域更加明显的钻孔重建图像。将该方法应用到了实际工程中,验证了该方法的可行性和准确性。

基于钻孔成像的煤层地质趋势面分析技术

为了更好的挖掘瓦斯地质信息,提出了一种基于钻孔成像技术的瓦斯钻孔信息提取及煤层趋势面分析的技术,并进行了工程应用。首先,利用矿用侧向电阻率视频成像测井仪对钻孔信息进行检测,提取钻孔轨迹、钻孔方位、钻孔倾角等信息,判定煤层起止位置,绘制钻孔柱状图,获取各类岩性测井特征;其次,综合钻孔数据、测量数据等地质信息,借助Surfer软件,生成煤厚等值线图、煤层底板等高线图、采面残值图,实现了煤层趋势面的精准分析;最后,根据191个钻孔的钻孔数据,分析了钻孔的偏移规律和原因。应用结果表明:顺层钻孔和穿层钻孔偏移呈现一定的规律性,其受地层因素和钻进规程参数的影响。

基于钻孔电视成像的导水裂隙带高度确定

三山岛金矿新立矿区东北翼矿体被海水和第四系覆盖,目前该区域回采至-135 m中段,为安全回采,预留厚近120 m护顶层矿柱,压占了大量的矿产资源。在确保安全回采的前提下,为了尽可能回收上部矿体资源,采用GD3Q-GA全景数字钻孔电视摄像系统,在55勘探线-135 m中段及-240 m中段上盘巷道内施工钻孔,对开采上部矿体可能出现的导水裂隙带高度进行现场实测。研究结果表明:新立矿区东北翼上部矿体围岩裂隙高度为30~40 m。继续向上开采至-115 m中段,其上方仍留有厚约70 m的矿体,导水裂隙带尚未通达隔水层。而-105 m中段所有巷道作为蓄水池在已充满水的情况下均不漏水,研究结果与实际符合,可为矿山东北翼护顶层矿柱安全回采提供技术支撑,也为类似工程提供参考。

超声波钻孔成像技术在岩体质量定量评价中的应用

岩体质量分级工作是各类重大基础设施工程前期工程勘察阶段的重要基础研究工作,利用传统的人工岩芯编录开展岩体质量评价已无法满足日益精细的定量化工程建设需要。超声波钻孔成像技术可以精确测定钻孔所揭露各类结构面的产状信息、赋存状态和分布特征,极大地改善传统人工方法中的不足之处。本文提出利用超声波钻孔成像技术代替传统的人工编录和测定岩芯参数的方法,基于高精度的超声波钻孔成像数据计算岩体质量指标IRMI、结构面密度、体积节理数J_(v)、软弱结构面影响系数K_(2)等定量化指标,可以极大地提升岩体质量评价结果的精度和定量化水平。研究工作利用一个钻孔展示了这种新方法的可行性和优越性。研究案例表明,通过该技术得出的岩体质量指标更加准确、高效,在岩体质量评价上适用性较强,为今后岩体质量评价向定量化、高精度方向发展提供了新的技术方法。

钻孔测斜成像技术在芦岭煤矿Ⅲ1013上底板抽放巷中的应用

钻孔测斜成像技术是通过测量钻孔测点的顶角、方位角、工具面向角和孔深,经过计算可知测点的空间坐标位置,经过多点测量,从而得到所打钻孔的轨迹,以便及时纠偏,缩小钻孔预定轨迹和实际轨迹的误差。

高突矿井低抽巷穿层瓦斯抽采钻孔轨迹综合测控技术研究

针对高突矿井岩巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯中成孔困难、钻孔轨迹不清而造成瓦斯抽采不均衡、煤矿安全隐患难以根除的问题,以平煤股份十三矿11110工作面中部低抽巷为例,采用孔口定位技术、侧向电阻率视频成像测井技术,对穿层瓦斯预抽钻孔轨迹进行综合测控。结果表明,穿层钻孔的孔内轨迹和深度与设计和钻探控制的不一致,表现为扇形孔组中钻孔轨迹由边缘向扇面中心有2°~6°的偏移,偏移角和偏移距离随钻杆倾角增大而减小;轨迹测量的孔深比钻探控制的孔深平均小1.83m,在Z05-05-07钻孔中发现一条落差2.3m的逆断层,实际控制的煤巷条带宽度比设计的小1.2m。探测成果对于提高瓦斯抽采孔设计和施工质量、合理布置采掘工程,提高煤矿科学产能生产具有重要的指导价值。

钻孔成像在GSI系统估算深部岩体力学参数中的应用

为提高深部岩体力学参数估算的准确性。对从某矿现场取得的岩样进行岩石力学性质试验,获得包括岩石的抗压强度、弹性模量、黏聚力和内摩擦角等岩石力学参数。然后,对同一位置、不同方向的多个钻孔进行钻孔成像勘探,延伸其中的结构面,联通获得其三维空间分布特征,确定岩体结构等级和结构面表面特征等级。进而,基于地质强度指标(GSI)系统和Hoek-Brown准则,建立深部岩体力学参数量化取值的新方法。研究表明,用量化GSI方法估算得出的岩体力学参数小于室内岩石力学性质试验得出的结果。

大埋深煤层开采覆岩离层发育层位定位方法研究

离层注浆是减少开采后地面沉降,以及防治离层水害的重要手段,其中,确定注浆层位作为注浆工程的首要难题,影响着地面减沉和水害防治效果,在离层形成过程中,不同的覆岩结构对离层的发育影响至关重要。本文以门克庆煤矿11-3101工作面地质条件为工程研究背景,基于Winkler弹性地基上的薄板理论,推导了岩板竖向挠度计算公式,结合“关键层”理论,建立了覆岩离层发育层位及其空间特征预计模型。同时,利用三维离散元技术研究了工作面覆岩离层的发育规律。通过在11-3101工作面开展离层注浆工程,应用钻孔冲洗液漏失量观测和钻孔彩色电视成像技术对离层发育层位进行现场实测,将模型预计成果和数值模拟结果与实测结果对比,验证了理论预计和模拟模型预测结果的可靠性。同时,通过观测注浆前后地表沉降情况可知,下沉速率减少了58.6%,注浆减沉效果显著。该模型可为后续该地区离层注浆和离层水害防治提供更加精确的层位选择。

综合地球物理测井技术在滇中引水隧洞工程勘察中的应用

为判定滇中引水隧洞工程勘察钻孔内岩体完整性,采用将声波测井与钻孔成像相结合的综合地球物理测井技术对钻孔情况进行综合分析判断。阐述了声波测井与钻孔成像测井的方法原理及特点,根据钻孔ZGZK2和XLZK7的声波测井曲线的波速跳跃剧烈程度和钻孔成像的节理裂隙发育特性(方位、倾角和发育密度等)等信息,给出了钻孔内较为准确可靠的岩体完整情况。针对2种测井方法对判定岩体完整性提供参数的侧重点不同,对比分析了声波测井与钻孔成像测试结果对判定节理裂隙发育程度的差异,通过对比分析有助于提高单一测井方法对钻孔内岩体地质情况判定的全面性和精确性,实践证明综合地球物理测井技术在进行深部岩体勘察具有很好的效果,可为指导工程施工提供依据。

覆岩破坏高度及特征的地面钻孔观测方法探讨

文章介绍了钻孔冲洗液法与钻孔彩色电视成像法的基本原理及优缺点,并且结合具体工程实例分析两种方法相结合的施工工艺和工序技术控制措施。通过对钻孔冲洗液漏失量的观测,结合钻孔彩色电视系统成像可以有效的得出煤层覆岩破坏的裂隙分布及演化特征。

煤矿井下孔内事故可视处理技术在青龙煤矿的应用

钻具掉落是煤矿井下定向钻孔施工中一种常见的孔内事故,针对现有处理措施存在过程不可视、措施盲目性和易发生二次孔内事故问题,提出了一种煤矿井下孔内事故可视处理技术。在分析试验事故钻孔情况的基础上,介绍了孔内事故可视处理技术的技术原理和配套装置,选用了合理的事故处理钻具组合,并制定了事故可视化处理流程。在青龙煤矿钻具掉落事故钻孔进行了应用试验,成功打捞出孔内落鱼。应用试验表明:矿用钻孔成像仪人工推送深度达143m,顺利获取了孔内落鱼的图像和视频信息,对孔内情况进行了辅助判断,满足孔内事故处理可视化的要求。

水利水电工程地质勘测方法与技术应用

地质勘测是水利水电工程当中的基础工作内容,其对于水利水电工程的选址、规模及功能性设计都有着关键性影响作用。笔者结合实践工作经验,在本文中分别对水利水电工程地质勘测的全球定位技术(GPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统技术(GIS)、地球物理层析成像技术(CT)和钻孔彩色电视技术进行探讨,希望能够为我国水利水电工程地质勘测方法与技术的应用与推广提供帮助。

综合超前地质预报技术在岩溶隧洞中的应用

某输水隧洞在岩溶地质段开挖过程中突遇涌水险情,结合掌子面地质编录和地质雷达超前预报技术,探明掌子面前方地质情况,为处理方案的决策提供可靠信息。同时,为降低施工风险,采用地质雷达和智能钻孔全景成像技术对处理后的前方地质进行预测,与第一次地质雷达结果进行对比,验证处理方案的有效性。进一步采用超前导洞和导洞内地质雷达综合预报方法,再次预报处理后的地质情况。结果表明,通过全过程、动态综合地质预报技术,为岩溶地区不良地质洞段的处理提供了可靠的信息,保证开挖安全。