特厚煤层工作面煤厚变化电磁波透视响应特征

目的为掌握煤厚变化对特厚煤层工作面电磁波透视探测的影响,以准确圈定地质异常区,保障工作面安全高效生产。方法根据煤层工作面地质条件,利用三维仿真软件,对煤厚变化进行了电磁波透视数值模拟,并结合工作面探查实例进行了分析。结果0~20m煤厚范围,随煤厚减小,电磁波透视场强值呈抛物线下降趋势,可分为缓慢降低(煤厚≥9m)、明显降低(9m>煤厚≥5m)和快速降低(煤厚<5m)3个范围。煤厚10m以上的工作面适合于依据相对煤层变薄程度和变薄区煤厚来分析透视电磁波响应:变薄程度>1/3正常煤厚且煤厚<8m的薄煤区有明显响应,变薄区煤厚越小,透视电磁波场强降低越显著。煤厚10m以下的工作面,可以仅依据相对煤层变薄程度分析透视电磁波响应:变薄程度>1/4正常煤厚的薄煤区有明显响应,变薄程度越大,透视电磁波场强降低越显著。陕西金源招贤矿业有限公司特厚煤层1304工作面探测实例表明:正常煤厚变化及薄煤区的电磁波响应特征与数值模拟结果一致;工作面物探圈定的落差1m以上断层及薄煤区范围,与实际揭露范围相吻合。结论利用煤厚变化电磁波响应特征能够可靠地探查特厚煤层工作面地质异常区范围。

槽波透视勘探技术在探查煤矿采煤工作面内部地质构造中应用研究

以某煤矿8102里工作面为例,基于工作面勘探工作任务和地球物理特征,合理制定槽波透视勘探技术在工作面内部地质构造任务探查中应用时的施工方案,分析槽波透视处理成果,综合解释工作面内部地质构造,指出工作面内部地质异常区域和煤层厚度变化趋势。

基于FPGA控制和Cirrus Logic采集的煤矿用瑞利波探测仪设计

瑞利波探测是通过弹性波中的面波来探测前方地质结构,其探测响应快、分辨率高、仪器操作简便,在探测巷道前方地质异常和工作面内部断层及陷落柱等方面得到广泛使用。目前现有的瑞利波探测仪普遍存在动态范围窄、功耗高、探测距离较小等缺点,严重影响了瑞利波探测仪的发展和煤矿井下地质构造的探查。基于FPGA控制和Cirrus Logic套片采集,实现了芯片配置和控制,数据采集、传输及存储的要求。重点介绍了控制和采集的工作原理,描述了瑞利波探测仪硬件电路及软件程序设计。通过测试数据试验结果分析,基于FPGA的瑞利波探测仪动态范围宽、探测分辨率高、探测距离大,能够满足煤矿井下超前探、巷道侧帮、顶底板等构造探测应用。

矿井工作面无线电波透视“一发双收”探测与应用

提出使用无线电波透视"一发双收"探测方式探查工作面内地质构造赋存情况。该方法采用定点法观测方式,对一条巷道中任一发射点采用1台发射机发射电磁波信号,在另一条巷道信号接收段利用2台接收机接收电磁波场强信号,每台接收机接收半段范围;沿工作面巷道施工到开切眼后,交换发射和接收信号巷道,再进行探测完成现场工作。经过坑透仪器选型与调制,以及新的电磁波数据处理系统的开发,为"一发双收"方式的实现提供了所需的仪器及处理软件。在安徽淮南矿业集团谢桥煤矿应用试验表明,该方法2台接收机实测场强值未出现显著差异,实测场强曲线、实测场强成像平面图及电磁波吸收系数成像平面图所反映主要地质异常范围一致,与实际回采验证资料相吻合。这表明"一发双收"方式可以成功用于回采工作面地质构造探测。

爆破应力波在构造带煤岩的传播规律及破坏特征

针对煤矿井下爆破作业扰动到构造带煤岩体容易诱发煤与瓦斯突出事故的现实背景,根据爆破应力波在构造带煤岩的传播规律结合相似模拟实验和数值分析,研究应力波对构造带煤岩的损伤破坏特征及其对煤与瓦斯突出的影响作用机理。研究发现,爆破应力波从岩体传播到构造松软煤层时,在煤岩交界面发生了波的透射和反射;透射的压缩应力波作用于煤体,使煤层裂隙增加;反射的拉伸应力波反作用于岩体,使位于岩体内相应测点的应力值增大约1.1倍,在靠近松软煤体一侧的岩体内形成交叉网状裂纹,加大了岩体的破坏程度和破坏范围。构造松软煤体加强爆破应力波的反射拉伸和爆破振动的累积效应导致构造带煤岩交界面的煤岩体损伤严重,当煤岩体的强度不能抵抗瓦斯内能和煤岩体的弹性潜能时将会发生煤与瓦斯突出。

主-被动源地震面波勘探方法在岩溶区浅覆盖层探测中的应用

采用主-被动源地震面波勘探方法,对桂林市兴安县典型浅覆盖层实验区三维地质结构进行探测研究。结合主-被动源面波数据提取的频散曲线,拓宽了频带,提升了低频信号的分辨率。实验结果显示,测区内地下介质横波速度值范围为161.5~519.5 m/s,根据速度值的差异将实验区地下介质大致分为4个层位,第一层速度范围为161.5~281 m/s,第二层速度范围为281~360.5 m/s,第三层速度范围为360.5~400.2 m/s,第四层速度范围为400.2~519.5 m/s。结合钻孔资料,对应的第一层岩性为粘土层,第二层为粉砂质粘土,第三层为细砂-砂砾岩,第四层为灰岩,且局部土洞、溶洞等构造发育。研究结果表明,瑞雷面波勘探方法能够较准确地刻划浅覆盖层地下介质土层厚度、结构分布及土层与基岩面接触带起伏形态。

爆破扰动松软煤层对巷道围岩稳定性的影响

随着煤矿采掘深度的增加,爆破技术在煤矿井下的应用越来越广泛,但因爆破扰动松软煤层诱发的煤与瓦斯突出事故也不容忽视。为研究爆破扰动松软煤层的力学特征以及爆破震动效应对巷道围岩稳定性的影响,以巷道掘进爆破扰动松软煤层诱发煤与瓦斯突出为工程背景,根据相似理论在实验室搭建了爆破模拟试验系统,通过超动态应变仪监测爆破载荷作用下试样的力学特性,结合理论分析和数值模拟探讨爆破对巷道稳定性的影响。研究发现,当爆破孔从岩层进入松软煤层,在该试验条件下产生了类似突出的破碎抛掷过程;爆破裂纹扩展是导致巷道围岩破坏的根本原因,而松软煤层的存在会加剧巷道围岩的破坏程度,促使巷道围岩的裂隙进一步扩展发育,在煤矿井下一次爆破装药量大,炮孔数目多和需要多次爆破的情况下,爆破振动的累积损伤会最终影响到巷道的稳定。研究成果对揭示井下爆破扰动构造带煤岩诱导煤与瓦斯突出的发生机理具有重要的理论价值。

大安山煤矿井下瑞利波超前探测技术

煤层开采过程中的未知地质变化易造成安全生产事故。利用YTR(D)型瑞利波探测仪,对大安山煤矿开采煤层进行了超前探测。探测数据显示的12个异常区域经矿方揭露,有5处与地质变化异常相符,其他为岩性界面差异或层理面。探测结果可作为煤矿安全生产的依据。

瑞利波勘探技术在煤矿陷落柱探查中的应用

瑞利波作为一种地球物理勘探手段已经得到了广泛的应用,该方法具有施工方便、处理快捷等优点。介绍了瑞利波的勘探原理、施工方法以及YTR(D)型瑞利波探测仪在邢台葛泉煤矿陷落柱探查中的应用,并提出了施工中应注意的问题和解决方法。

瑞利波勘探原理及应用实例

瑞利波作为一种地球物理勘探手段已经取得了广泛的应用,该方法具有施工方便、处理快捷等优点。本文介绍了瑞利波的勘探原理、施工方法以及YTR(D)型瑞利波探测仪在邢台葛泉煤矿的地质构造探察中的应用,并提出了施工中应注意的问题和解决方法。

回采工作面断层构造无线电波反射测量方法研究

矿井无线电波勘探可用于煤层地质构造探查,凭借其轻便和效果好等优势,成为煤层地质构造探查的常规和必备手段。现阶段无线电波信号在煤层中的能量衰减较快,大宽度煤层工作面透射无线电波探测面临制约。基于此,提出煤层工作面无线电波反射勘探方法。首先,数值模拟构建二维含煤地层电性模型,对无线电波Hx分量信号的场强值进行分析。模拟结果显示:无线电波在正常煤层巷道中Hx分量信号的场强值衰减与传播距离呈现近似线性关系,为无线电波反射成像算法奠定理论基础。其次,在模型中距巷道5、10、15、20、25、30 m处设置断层异常区。与正常无断层煤层相比:Hx分量场强值在断层处会发生数值突变,场强值先增大再减小,并且随着断层距巷道距离的增大反射场强值整体减小;当断层距巷道25 m以后,场强值变化不明显。最后,利用某煤矿工作面进行现场试验。试验采用0.965 MHz的频率进行整条巷道的无线电波反射探测,探测结果中地质异常附近无线电波场强值异常升高,显示出明显的直达波和反射波相叠加的现象。通过回采揭露验证,场值异常处与断层位置吻合较好,试验取得良好的效果。综上所述,无线电波在正常煤层巷道中场强值衰减与传播距离呈近似线性关系,当工作面内存在构造异常时会产生直达波和反射波相叠加的现象,其场值会发生跳跃升高。采用反射无线电波法进行煤层工作面地质异常探测具有可行性和有效性,为煤层工作面地质构造探查提供一种新的方法和思路。

浅析MRD-Ⅱ瑞利波探测仪使用中的几个问题

ＭＲＤ—Ⅱ瑞利波探测仪，在我国煤炭行业的推广应用中越来越显示出在矿井地质短距离全方位探测的优越性。笔者从仪器原理出发，对资料获取、资料最终处理及误差分析中需注意的问题做了探讨，为提高探测精度提供了借鉴。

综采面地质小构造无线电波坑道透视技术

应用无线电坑道透视技术勘查大同矿区侏罗系煤层综采工作面内的地质小构造,基于数据采集采用定点法观测,对探测结果进行了最大值、最小值、均值、均方差、变异系数的统计分析;得出了大同矿区侏罗系煤层综采工作面内的冲刷带、陷落柱、断层、火成岩、门帘石等地质小构造在坑透探测中的反应及其规律性,结果证明:无线电波坑道透视方法可以比较准确地探测综采工作面内的地质小构造,为工作面的安全生产地质保障,取得了良好的技术经济效果。

复合构造区域煤岩体应力分布及冲击地压危险性评价

工作面构造区域应力异常集中与冲击地压关系密切,而基于煤岩体波速与应力的良好相关性,地震波CT探测技术广泛用于冲击地压危险性评价与预警,但现有研究仅针对简单条件或单一构造区域,未对存在多种地质构造形成的复合构造区域进行探讨。以山东某矿2305综放工作面为例,针对其复合构造区域内微震事件集中且曾发生过冲击地压的情况,采用地震波CT探测技术获取构造区域内煤岩体应力分布情况,并引入含地震波波速和波速梯度的特征指数c分析应力分布特征及冲击地压危险性。研究结果表明:①微震事件分布集中与邻近构造相关,可将集中区域按构造数量分为单一或复合区域,按受扰动程度分为强或弱扰动区域。②强扰动复合构造区域静态应力集中程度最高,弱扰动单一构造区域应力集中程度最低;断层单一构造区域应力增高水平与受扰动程度呈正相关关系;低扰动复合构造区域内向斜较断层应力增高显著。③构造区域围岩静态应力集中是导致围岩活动剧烈的主要原因,综合考虑围岩静载荷与采动影响下动载荷增量情况,可得出不同微震事件集中区域的冲击地压危险性。

瑞利波探测技术在矿山地质构造中的应用研究

为了准确探测矿山地质构造信息,采用瑞利波探测技术,基于瑞利波探测原理及施工方法,在此基础上进行数据采集、处理及其反演,探测出矿山地质构造发育位置、类型,进而作为矿山安全生产的依据。以国内某矿山为例验证了该技术在探测矿山地质构造方面的可行性。结果表明:该技术所探测的断层位置与原有地质资料吻合程度好,为地质构造发育的矿井提供了一种快捷、简单且有效的方法。

煤矿井下综合物探超前探测技术与应用

对我国煤矿井下推广使用的地球物理探测技术进行了回顾,着重介绍了瑞利波和直流电法两种超前探测技术的新进展;结合七台河、平顶山等煤矿的应用实例,分析了煤矿井下超前地质预测的潜力,提出了煤矿井下超前探测技术的发展方向。

东荣三矿小地质构造瑞利波探测技术

运用YTR(D)瑞利波探测仪对东荣三矿东十五片工作面内小构造进行探测,根据探测结果结合矿方地质资料推断出东十五片工作面范围内的小构造,为工作面开采提供了可靠的依据。

无线电波透视技术在探查隐伏地质构造中的应用

无线电波透视技术在探查工作面内隐伏构造上效果较好,能够为煤矿工作面回采工作提供可靠的地质依据。整体介绍了无线电波透视技术及其在探测工作面内不同种类隐伏地质构造中的应用,并通过应用实例说明无线电波透视技术对不同类型的隐伏地质构造的分辨程度及简单规律。

瑞利波探测技术在王庄矿的应用

本文介绍了YTR(D)型瑞利波探测仪的探测原理和方法,并对探测实例进行了对比分析,对矿井地质构造的超前探测具有一定的参考价值。

瑞利波探测技术在矿井下的应用

通过目前国内外小构造探测技术及装备调查研究,分析了小构造井下超前探测技术、装备发展特征及关键技术装备应用情况,给出了煤矿井下小地质构造超前探测合理的综合勘探技术。