新型煤矿巷道随掘超前探测方法研究

本文提出了新型煤矿巷道随掘超前探测方法,为实现巷道掘进和超前探测并行作业提供了可行思路。首先,提出随掘超前探测方案,将掘进机的截割头作为随掘场源,融合物探方法与掘进主体;然后,构建随掘超前探测理论模型并获取测点电位变化规律,与有限元计算结果比对,验证了测点电位数值计算方法的准确性与可行性;最后,确定随掘场源的分流规则,以正常地质体作为参照,对比研究随掘过程中低阻和高阻两类不同异常体的视电阻率演化规律,当场源越接近低阻含水带,视电阻率均值降幅从5.40%提高至29.80%,越接近高阻断层,视电阻率均值增幅从7.12%提高至35.53%,水箱模拟实验表明,所提煤矿巷道随掘超前探测方法可实时、连续探测掘进工作面前方地质状况。

基于COMSOL的三点源供电直流电法超前探测技术

传统单点供电电极直流电法超前探测技术对远距离异常体探测时,随着探测距离增加,信号逐渐减弱,准确度大大降低。为了解决远距离超前探测误差较大的问题,结合已有直流电法超前探测技术,将单点源供电,改为三点源供电;利用COMSOL软件进行模拟,绘制测线视电阻率曲线图,并通过SURFER绘制视电阻率剖面图。结果表明:三点源供电可以较好反映出远距离异常体位置,增加了超前探测有效距离,提高了超前探测准确度。

回采工作面隐伏陷落柱并行电法探查技术研究

随着煤炭资源开采深度增加,需要有效技术查明煤层底板隐伏陷落柱发育情况,为煤层安全回采提供保障。文章以王庄煤矿煤层底板陷落柱探查为基础,采用矿井直流并行电法勘探进行数据的采集,通过数值模拟验证了直流电法和双巷对穿观测系统对不同类型大小陷落柱的探测有效性,通过并行电法底板三维电阻率反演,圈定了工作面底板存在的两处低阻异常区域,揭示了煤层底板区域富水性特征,研究成果可为煤矿回采工作面底板隐伏陷落柱探测与水害防治提供技术指导。

中国矿井物探技术发展现状和关键问题

以煤为主的能源消费结构、复杂的成煤模式和开采条件决定了中国矿井物探技术的发展具有自身特点。在总结矿井地震法、矿井电磁法为代表的矿井物探技术发展历程的基础上,立足于国内煤炭开采现状,认为当前矿井物探技术需要在全空间、多场耦合方面加强基础研究;在矿井物探装备、观测系统、反演方法等方面,应结合物联网技术、巷道钻孔组合空间,进行技术研发;矿井地震、煤层槽波、直流电法、瞬变电磁法、无线电波坑透法等是矿井物探的主要方法,这些方法需要走勘探、监测并举,多场耦合、协同解释的道路。对复杂采空区、灰岩水、煤与瓦斯突出等灾害源的探测是矿井物探面临的任务和关键问题。

矿井直流电法三维正演计算的若干问题

介绍了用于矿井直流电法三维正演模拟不同数值计算方法的特点及其适用范围,提出了用对数等间距和算术等间距相结合的网格剖分方式,说明了电极互换原理所满足的地质条件。针对合成系数矩阵为非对角占优的特点,采用了大数处理方法,使其线性方程组适用于现有的求解方法。最后通过对具体问题的探讨,阐述了地质模型的计算精度和计算时间之间的相互关系,为模型参数的选择提供了一定的理论基础。

矿井直流电法超前预报球体构造的初步理论及沙槽实验研究

针对矿井直流电法掘进超前探测技术理论发展不够完善的现状,建立了独头巷道掘进面前方存在球体溶洞时的超前探测数学模型,发展了预报球体溶洞的超前探测理论,探讨了溶洞至掘进面距离、溶洞半径、埋深等参数与视电阻率异常的联系,给出了相应理论曲线或经验公式,并采用沙槽模拟实验对理论进行验证,对完善超前探测的资料解释技术,提高预报准确度具有指导意义。

矿井电磁技术在煤矿安全领域的应用现状及进展

针对矿井电磁技术在煤矿安全保障领域的应用现状,例举了矿井直流电法、矿井瞬变电磁法、矿井无线电波坑道透视法等技术在井下所使用的仪器、装置形式、工作参数、工作环境及能够解决的地质问题与探测精度,指出矿井电磁勘探技术在探明巷道前方与及工作面两侧与顶底板内的含导水构造、断层、破碎带、岩溶、积水采空区等方面具有独特优势,特别是对呈低阻异常的富水范围的圈定,其准确率较高。

井下直流电法超前探测低阻区水与瓦斯视电阻率响应分析

视电阻率对于水的响应较为敏感,为使用井下直流电法探测煤层中的瓦斯赋存,需要对煤层赋水状况与煤体瓦斯含量进行综合分析。根据赵家寨煤矿12205工作面三极超前直流电法探测,工作面内存在6处低阻异常区,其中4处低阻异常区经钻探验证富水性较好,瓦斯小,另外2处低阻异常区瓦斯含量较高,富水性差。矿井低阻异常区反映了煤层水大或瓦斯大的特点,但水大瓦斯小,水小瓦斯大,二者呈现此消彼长的关系,符合一般煤层瓦斯赋存规律。

直流电法在井下探放水中的应用

为了防止煤矿水灾事故的发生,利用井下直流电法技术,对郁山煤矿二水平北大巷水文地质情况进行了超前探测。根据探测结果,对掘进工作面前方的富水区域进行了预测预报,并根据该矿水文地质特点提出了探放水措施,对防治煤矿水灾具有重要意义。

立体综合物探方法在邢东矿1127工作面的应用

采用无线电波透视法、直流电法、瞬变电磁法来查明邢东矿1127采煤工作面的水文及地质情况,提前采取防治措施以保证工作面安全回采。经立体综合探测方法的探测,其结果表明,无线电波透视法可探测工作面内部的隐伏及揭露的地质构造;直流电法可探测巷道底板及工作面内的富水情况;瞬变电磁法探测范围较广,可实现工作面内及周围全空间探测。圈定的富水异常区得到后期打钻验证,应用效果较好,为工作面安全回采提供保障,具有重要的技术指导意义和实际应用价值。

矿井直流电法超前预报资料解释方法研究

掘进工作面使用矿井直流电法对掘进面前方的含水小地质构造进行超前预报,该技术最大问题在于数据解释结果不准确,容易造成误判,降低了该技术的推广应用。通过对大量现场实测数据的分析研究,提出了一种新的资料解释技术,将该技术和已有的一种资料解释技术配合使用,可大幅度提高矿井直流电法的资料解释精度。

平朔矿区采空区电法勘探技术

为精准探明平朔矿区老窑采空区,在优选电法勘探方法基础上,进行参数优化试验,确定相应的施工技术体系,并通过现场应用.研究结果表明:平朔矿区电法勘探以瞬变电磁法探测采空区及积水区为主,可控源音频大地电磁法辅助探测中深部及多层采空区,直流电法辅助探测强电磁干扰及矿坑台阶区域的浅部采空区;经过参数优化后,瞬变电磁法发射线框为240 m×240 m,频率为8 Hz,供电电流为10 A,可控源音频大地电磁法收发距为3.5 km,MN点距为10 m,测点距为2~5 m,直流电法不同AO距离影响较小.研究结论初步确定瞬变电磁、可控源音频大地电磁法适用于平朔矿区采空区探测,施工参数为平朔矿区采空区精准勘探提供可靠参考依据.

地球物理学方法在防治矿井水害中的应用

矿井水害是影响矿井安全生产的主要因素之一。文章主要介绍了几种防治矿井水害常用的地球物理方法,包括矿井瞬变电磁法,矿井直流电法,矿井瑞利波法,矿井反射波法等。依据各方法的工作原理和适用范围以及它们的优点,最大程度的分析矿井水的存在位置和赋存状态,积极的预防和治理矿井开采过程中的矿井水害问题。

直流电法在探测煤矿井地质因素中的应用

根据水和煤与围岩相比有明显的物性差异的原理,利用直流电法手段探测复杂地质条件下煤矿井的煤层赋存特征及老窑积水区范围,对优化矿区采掘工程布置及确保矿井安全生产有积极的意义。

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。

高密度电法和瞬变电磁法在转龙湾煤矿富水区探测中的应用

为防治转龙湾煤矿Ⅱ-3煤层开采发生矿井水害,采用高密度直流电法和瞬变电磁法综合探测煤矿富水区,能弥补高密度直流电法探深浅、瞬变电磁法存在浅层盲区的不足,同时兼顾浅部和深部的富水区勘探要求。首先通过两种物探数据的反演对比,得到研究区内L1、L2、L3三条高密度测线位置200 m以浅不同深度电性分布特征,结果基本一致,降低了物探解释多解性。然后据此对全区进行物探综合解释,发现Ⅱ-3煤层顶、底板存在多处与围岩有明显电性差异的相对低阻异常区域,结合地质和钻孔资料,将其推测为砂岩富水地段,其低阻成因很可能是砂岩裂隙含水所致,而富水区的高阻特征则很可能是砂岩弱含水和不含水的反映。最后基于以上电性特征,在研究区内成功圈定出7处富水区域,结合水文资料,认为其中4处富水区表现为中等富水性,其他3处表现为弱富水性,这些富水区的分布受层内断层所控制。本次研究对矿区煤层的顺利开采有重要的指导意义。本次研究对矿区煤层的顺利开采有重要的指导意义。

澄合矿区水文地质特征及勘查效果

采用瞬变电磁法与直流电法的综合物探方法对澄合矿区进行水文地质勘查。结论表明,综合物探在勘查矿区富含水区、构造水力联系等水文地质方面,效果良好,是行之有效的勘探方法。

高密度直流电法在平朔东露天矿采空区勘探中的应用

为了进一步探明小窑采空区分布范围,东露天矿与煤科总院利用高密度直流电法对工作平盘下部的采空区进行勘探,有效控制了采空区范围,保障了全矿安全生产和正常推进。

资源整合矿井综合方法超前物探技术应用研究

某资源整合矿井,可开采煤层为3~#、9~#、15~#,3~#煤层已属于老窑破坏区,9~#煤可采范围内也存在多处采空区,15~#煤比较完整。为安全开采9~#煤层,在该矿首采工作面轨道顺槽采用了矿井瞬变电磁法、矿井直流电法、矿井地震波法三种方法进行超前探测:其中横、纵向上的瞬变电磁超前探测结果表明,巷道迎头前方45 m之外存在低于25Ω·m的低阻异常;直流电法超前探测在稍远处也显示了一低阻为20~40Ω·m的异常;同时矿井地震波法超前探测在迎头30~45 m处存在一强反射界面,综合解释为迎头前方存在采空积水区。经矿方钻探验证,钻进至迎头正前方45 m及垂直右帮65 m处均有出水现象,出水量达10 m^3/h,经水质分析为采空区水,可见综合探测结果与实际揭露基本吻合。

综合物探技术在探测老空巷道中积水的应用

介绍了瞬变电磁超前探测技术和直流电法勘探的基本原理和方法,并通过探测整合矿井旧巷道的实例来说明该方法的有效性与实用性。