利用透射槽波衰减系数探查煤层内部的断层响应特征研究

有效预防地质构造区域带来的危害,首先应查明井田内部隐伏地质构造赋存特征。通过建立断层数值模拟,利用地震波场正演模拟数据研究槽波传播特征和地质构造响应特征,证明煤层具有不连续特性时槽波勘探可有效探明构造赋存分布情况。采用槽波透射法对回采工作面进行探测,查明了区域内构造分布情况。研究表明:回采过程中,揭露的隐伏构造与槽波成果分析相对应,说明槽波探测可作为一种探测地质隐伏构造的重要手段。

矿井瞬变电磁受金属干扰校正方法研究

矿井瞬变电磁主要应用于煤矿富水性探测,具有高效便捷的特点,但易受金属体等高导体干扰导致数据畸变。排除金属体对矿井瞬变电磁探测的干扰,一般方法是探测设备远离金属体或者将金属体移到较远距离,但是煤矿井下金属体多为难移动的固定性导体,常会影响采集的数据。为寻求有金属干扰和无金属干扰采集的数据之间磁响应特征关系,通过数值模拟,应用统计学中的趋势分析推理出二者之间函数关系,利用回归分析法确定干扰数据校正模型函数。为验证校正模型的可靠性,应用显著检验方法进行测试,再通过实测数据反演结果和验证结果对比分析。结果表明,校正后的数据与真实地质情况更加接近,可有效排除金属体引起的假异常。

矿井回采工作面隐蔽灾害综合物探技术研究

采用槽波地震法、无线电波透视法、瞬变电磁法、音频电透视法来查明晋煤矿区采煤工作面区域隐蔽灾害情况,提前采取防治措施以保证安全回采。探测结果表明:槽波地震法、无线电波透视法均可探测工作面内部断层、陷落柱和煤厚变化带等隐蔽地质体;槽波地震法可实现盘区以及超宽工作面探测,并可探测瓦斯富集区、应力集中区,对陷落柱反映敏感,探测精度高;无线电波透视法对断层等构造反映灵敏,可以探测中小断距断层,实现精确定位;瞬变电磁法、音频电透视法可探测工作面区域富水情况,瞬变电磁法探测范围广,可实现煤层周边区域全空间360°范围探测;音频电透视法可探测煤层内部富水情况,也可用于探测复杂采动的复采工作面,对空巷、房柱式采空区探测效果极佳。针对采煤工作面的地质条件,合理选用上述一种或几种物探方法,可实现工作面隐蔽构造的精细探测,为工作面安全回采提供保障。

煤矿回采工作面内部不良地质体的多波联合探测

影响岳南煤矿工作面回采速度的主要因素为煤层上方灰岩富水区域和内部地质隐伏构造。通过采用瞬变电磁法、无线电波透视、槽波地震多种物探方法可以对回采工作面进行透明化探测。探测过程中发现:瞬变电磁法二次波场接收到的感应电压对富水低阻区域较为敏感;观测无线电波透视发射、接收的能量衰减可识别煤层变化区域横向情况;槽波地震的包络振幅、频谱分析与频散曲线综合分析成像,对判别断层走向有良好效果。通过多波场中感应因子对异常区域综合响应特征的识别,并依据多源波场圈定的异常区域进行平面图叠加和综合显现,可有效识别工作面顶板富水区域与煤层内部构造区域的关联情况,清晰判断导水通道情况。试验结果表明,多种物探方法可探明回采工作面内部异常区域并提前预测预报,对今后类似地质条件的探测提供了借鉴依据。

基于层次分析法的井筒涌水量预测效果评价

在实际生产中,井筒涌水量预测误差较大,且影响因素较多,因此难以确定产生误差的主要原因。针对这一情况,本文在系统分析了出现各种误差原因的基础上,利用层次分析法,建立了井筒涌水量预测效果评价指标体系,结合山东龙固矿实例,对该矿井筒涌水量预测效果进行了综合评价。结果表明,该评价体系有较好的适用性和准确性,可以用于井筒涌水量预测效果的评价,对矿井排水系统优化设计具有指导意义。

煤矿井下探测中影响不含水断层视电阻率变化的单一主控因素分析

选取晋城矿区典型3号无烟煤试样,在实验室进行单轴加载条件下的电阻率测试实验,并开展矿井瞬变电磁法探测不含水断层现场试验,研究了不含水断层的视电阻率变化特征。结果表明:煤样加载全过程,经过压密阶段、弹性变形阶段、塑性变形阶段、峰值后破裂阶段、残余变形阶段5个阶段;煤样应力应变曲线表现为由低到高再到低的特征,煤样电阻率曲线表现为由高到低再到高的特征;加载过程中,压密阶段、弹性变形阶段应力越大电阻率越小,应力为影响电阻率变化的主控因素;塑性变形阶段,电阻率先减小后增大,应力和裂隙共同影响电阻率变化,由应力为主要因素逐渐转变到裂隙为主要因素;峰值后破裂阶段和残余变形阶段电阻率急速增大,裂隙为影响电阻率变化的主控因素;通过瞬变电磁法探测不含水断层试验,发现不含水断层导致视电阻率明显升高,表明裂隙为影响断层视电阻率单一变化的主要因素。

地面与井下物探联合精细探测小型断层构造

多年实践经验总结表明,地面物探成果对于了解煤层赋存状态、矿井主要构造等宏观内容十分有益,但对于规模较小的地质异常体的判断存在较大误差。在地面物探成果的指导下,开展井下物探,可以达到对小型地质异常体的精细探测,提高准确率,降低误报率和漏报率,减少盲目性,对于保证安全生产起到重要作用。根据矿井环境条件,采用不同原理的物探技术组合开展井下综合物探,有利于分析判断物探成果。以实例说明地面三维地震与井下瞬变电磁法、地震波法联合物探对于探测隐伏小型构造十分有效。

典型地质异常体电磁法响应特征研究

为了精确预测煤矿构造、采空区及含水体等地质异常体,采用矿井瞬变电磁法在晋城矿区井下进行了大量试验研究,通过收集构造、采空区等典型地质异常体验证案例,分析电磁场响应多参数曲线,识别不同地质异常体的电磁场响应特性,形成各类便于分辨的可视化图件,来解释矿井构造、采空区及含水体等地质异常体分布范围及特性,达到精细化探测目的。结果表明:整体电位值相对较低,视电阻率值相对较高,且电位和视电阻率曲线出现跳跃起伏,这是识别不含水构造或采空区的典型电性特征;整体电位值相对较高,视电阻率值相对较低,电位和视电阻率曲线较为圆滑衰减,反演深度较正常岩层深度要浅,则是含水构造或采空区积水的典型电性特征。