复杂断层带富水性矿井瞬变电磁法探测研究

复杂断层带富水性的探测关系到矿井的采掘安全。探讨了矿井瞬变电磁法超前探测的基本原理与技术方法,分析了断层带富水性的地球物理响应特征,结合某矿巷道掘进前方断层带出水位置的矿井瞬变电磁法探测,提出了立体探测方案,对探测结果进行了分析解释,得到钻探验证。研究表明,利用矿井瞬变电磁探测技术可以有效地获得掘进巷道前方复杂断层带的富水程度、位置和范围,可以为掘进巷道防治水工作提供可靠的技术保障。     

深部巷道多元地球物理信息与地质异常特征分析

深部巷道多元地球物理勘探信息,可对前方岩性软硬变化及其富水性与断层构造等地质异常特征进行超前预报。巷道反射地震波法对岩性异常和断层构造等特征具有长距离、高分辨探测能力,且巷道地震波谱特征能有效反映岩性变化;巷道瞬变电磁法对前方岩层富水性变化反映灵敏;巷道直流电法具有精细识别前方岩性变化与岩层含水之间的相对特征。在同一巷道空间,采用多元地球物理探测信息与地质特征的融合分析,能够准确判定巷道围岩工程地质和前方地质与水文地质异常变化,为深部巷道安全高效掘进提供有力的技术保障。     

基于COMSOL掘进巷道直流电法超前探测研究

煤矿巷道掘进过程中存在突水隐患时,利用矿井直流电法超前探测技术,对巷道前方煤岩体富水性进行探查,对矿井防治水工作具有指导意义。本文通过COMSOL Multiphysics数值模拟与工程实例相结合的方法研究了矿井直流电法超前探测技术影响因素与视电阻率曲线变化之间的规律,并利用这些规律指导矿井直流电法超前探测工程实践,以及提供理论支持。     

王河煤矿突水原因分析与防治水对策

通过对王河煤矿水文地质条件、突水原因、历年突水分布状况和突水点分布规律的分析研究,提出了对掘进巷道和工作面底板奥灰含水层富水性超前探测、加强补探等矿井水害防治的方法和措施。     

瞬变电磁法在工作面含水层(体)富水性探测中的应用

文中介绍了矿井瞬变电磁探测技术的原理与方法,以济宁某煤矿4318工作面为例,采用瞬变电磁法对煤层顶、底板含水层富水性进行探测,获得测线的视电阻率剖面图,并根据视电阻率剖面图进行全面分析、判断,阐明超前探测范围内水文地质情况,为巷道安全掘进提供依据。     

掘进巷道构造富水性电法探测综合应用研究

从电法超前探测技术的应用原理、实施方法等方面分析,分别阐述了目前二维直流电法、瞬变电磁法、三维高密度等超前探测方法的优缺点和在实际应用中的适用条件。根据井下巷道现场工作环境,采用矿井三维高密度超前探测技术、矿井瞬变电磁超前探测技术,对掘进巷道前方断层富水带进行综合探测并对比分析。探测结果表明:三维高密度电法较矿井瞬变电磁方法具有更广的适用性、抗干扰能力;矿井瞬变电磁方法具有较高的低阻分辨能力、一定的探测方向性;两者综合应用于巷道前方构造富水区探测中具有互补性强、精度高等特点。     

三维超前物探技术在掘进巷道探查富水构造中的应用

在矿井防治水中,需要利用物探技术超前探明掘进巷道前方富水构造以保证安全生产。在黄陵一号煤矿812回风顺槽掘进过程中,利用Voxler成像软件对超前探测数据进行处理,实现富水异常空间的三维可视化,并结合矿井直流电法超前探测技术,进一步提高了勘探精度。探测结果精细地圈定了顺煤层方向上富水断裂构造的发育范围,实现了对巷道掌子面前方含水异常体的精准探测。由此表明：该三维超前物探技术能够为煤矿防治水提供科学的指导意见,保障矿井的安全生产。     

高承压底板岩溶水赋存特征与综合防治对策

以新安煤田义安井田为例,通过分析矿井水文地质条件,奥灰探查钻孔统计资料等,提出了溶裂隙发育极不均匀、富水性分布极不均一的岩溶水赋存特征。通过放水试验进一步查清研究区水文地质条件,选择合适区域开展疏水降压试验,建议对于突水系数大于0.06 MPa/m的采掘区域结合地面三维地震、瞬变电磁成果,在工作面掘进时采用钻探和物探手段进行超前富水性探测,并进行超前治理。工作面构成时采用钻探和物探手段进行底板富水性探测,并根据探测成果采取注浆加固与加厚、注浆缝裂与截流等岩溶水防治措施,为矿井岩溶水防治工作提供科学指导。     

瞬变电磁技术在煤矿井下的应用

利用瞬变电磁法在煤矿井下巷道开展了超前和侧向探测含水构造及富水性的试验研究。试验结果表明,井中瞬变电磁法具有定向性(方位性)好、探测距离大、对水敏感性强等突出优点,是矿井井下探测含水构造及富水性的有效方法。     

矿井综合物探技术在隐伏含水构造超前探测中的应用

为了准确探测煤矿掘进工作面前方隐伏含水构造,采用矿井远距离声波超前探测法和直流电法的综合物探技术,对焦作煤业集团赵固二矿掘进巷道隐伏含水构造进行了超前探测,结果表明:远距离声波超前探测法可以较好地探测掘进工作面前方隐伏地质构造异常体的位置和规模,井下直流电法可以查明构造异常体的富水性,综合利用这两种物探技术能够做到取长补短、对比验证,可在提高预报准确率的同时兼顾构造探测和富水性探测。     

矿井奥灰水带压开采技术分析及防治水措施

针对奥陶系灰岩含水层富水性强、水压大、水位高等问题,分析了矿井奥灰水带压开采及防治水技术以及井田水文地质条件,确定10、11、13号煤层矿井水文地质类型为中等。研究了奥灰含水层富水特征及煤层底板隔水性能,在正常块段工作面掘进过程中受到底板奥灰水的威胁小,是相对安全的;但在构造破坏地带,因断层、陷落柱等具有导水性,在承压区内有可能发生突水,并提出了导水构造、巷道掘进、工作面、底板注浆加固及改造等防水措施。研究为后续矿井安全开采提供了技术支持。     

断层水害防治技术应用研究

位于承压含水层上巷道掘进过导水断层时,在承压含水层水压和围岩应力变化的因素下,会导致承压含水层裂隙发育,断层破碎带形成导水通道,承压含水层与断层破碎带发生水力联系形成突水通道,对巷道安全掘进带来威胁,极易发生突水事故。针对上述问题,通过分析井田水文地质条件、超前探查掌握断层及其防范承压含水层的水文资料,综合分析断层的导水性及承压含水层的区域富水性,按照公式进行突水危险性水害预测理论计算。根据综合分析和理论计算结果,采取对断层破碎带预注浆加固、断层两盘含水层治理改造、承压含水层疏水降压和加强巷道支护的综合防治措施,消除了承压水害和断层水害,保障了巷道安全过断层。     

富水煤层巷道掘进探放水技术应用研究

陕北地区矿井煤层内大量出水较为罕见,榆横矿区袁大滩煤矿在2号煤层巷道掘进过程中,发生了大量煤层出水。根据矿井及巷道水文地质条件分析,确定主要充水水源为2号煤层的煤层水,充水通道为巷道掘进的塑性区和煤层内原生裂隙;结合现场实际和施工设备等因素,提出了“长短结合、长钻探查、短钻疏放,保证安全”的探放水思想,对该水害进行探放水工程设计;依据科学的技术与研究,保障了矿井的安全生产,同时也为未来矿井防治水工作提供一定的数据支撑和理论基础。     

矿井煤层底板承压水防治措施与应用研究

某井田周围的水源丰富,导致煤矿开采过程中出现了严重的涌水问题,对煤矿生产安全构成了一定程度的威胁。在对井田特征及主要水体进行简要介绍的基础上,分析了井田附近的水文地质特征。基于钻孔实验研究了11100掘进工作面围岩的水文地质情况,基于实验结果对工作面不同区域进行分区。利用综合探测、疏水降压和注浆加固技术制定了煤层底板承压水防治措施方案。通过实践应用发现取得了很好的效果,疏放水量达到了2万m³,工作面底板的钻孔承压值由最大时的0.76 MPa降到0。     

南泥湖露天矿区采场水力联系及矿坑涌水量预测

为了查明南泥湖露天矿区采场范围内水力联系及矿坑涌水量,分析了含水层类型及其富水性特征,地下水补给、径流、排泄条件,地下水的基本特征等,基于此,采用长期水文监测、示踪试验及水化学分析等方法,研究了大气降水、地表水、地下水及矿坑涌水之间的水力联系及相互转换关系;并分析了露采矿坑的涌水因素以及预测了露采矿坑涌水量,主要包括矿坑大气降水补给量、地表径流量和地下水补给量。研究为后期水文地质监测以及地质灾害防治提供了技术支持。     

煤层群下部“孤岛”工作面水害防治技术研究

为了解决耿村煤矿浅部煤层群下方“孤岛”工作面掘进过程中带来的水害威胁问题,研究了综合水害防治技术,坚持“主动预防、超前治理”的防治水理念,采取了“物探先行、钻探验证、化探跟进”的防治水技术路线。在耿村煤矿12150工作面掘进过程中,为防治老空水害,采用物探+长探/短探+化探相结合、完善排水系统、及时对异常区开展探放水作业、加强巷道支护、完善现场应急管理等安全措施,坚持水文地质条件未查清不生产、防治水措施不到位不生产、工作面排水系统不完善不生产,查清了工作面及周边和顶部老空水、含水层富水性以及地质构造等情况,实现了工作面安全掘进。     

富水构造地质异常体矿井直流电法超前探查响应特征

掘进工作面前方隐伏的富水地质构造一直是影响煤矿安全生产的一大隐患,对巷道前方富水异常构造的准确定位,能够及时预警并采取合理的防治措施,确保矿井安全生产。矿井直流电法超前探测技术是煤矿掘进工作面超前预报的重要手段之一,建立了几种富水低阻地质异常体三维模型,通过COMSOL Multiphysics模拟,分析探讨了低阻地质异常体在三维空间中不同展布形态下的矿井直流超前探测响应。研究结果表明,掘进工作面前方低阻地质异常体的不同展布形态对直流电法超前探测结果有很大影响。当地质异常体走向与巷道展布方向一致时,异常响应幅值最大,分辨率最高,但异常的定位位置相对于地质异常体位置有所偏差;当地质异常体走向与巷道展布方向垂直时,异常响应幅值最小,异常分辨率最低,但定位的异常位置与地质异常体位置重合,且异常范围最小。     

大海则煤矿顶板富水含水层下开采水害防治研究

为了解决顶板富水含水层下开采过程中所面临的水害问题，以侏罗纪煤田榆横北区大海则煤矿为例，通过分析矿井水文地质条件，确定了主要充水水源和充水通道，计算了防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度，并预测了矿井开采2号煤层时的涌水量，提出了相应的防治措施。结果表明:矿井开采2号煤层时，其主要充水水源为煤层顶板侏罗系延安组、直罗组含水层水，主要充水通道为覆岩导水裂隙带。通过计算防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度，分析判断其在现有2号煤层开采条件下，不会受到顶板白垩系洛河组强含水层影响。采用解析法和数值法进行矿井涌水量预测，取其算术平均值作为参考。结合矿井条件和现场实际，提出井下钻探、地球物探、水文地质监测等综合防治措施，通过预防、探查、疏排、监测等手段，共同解决矿井水害问题。     

巴拉素井田富水煤层岩巷揭煤防治水工程技术初探

煤层多为致密沉积物,一般视其为隔水层,近年来,我国陕北侏罗纪煤田榆横北区内发现的富水煤层问题较为突出。为解除榆横北区富水煤层岩巷上山掘进揭露2号煤层的水害隐患,以巴拉素煤矿为例,采用"物探先行、钻探后进"的原则,结合动态监测、水化学分析、钻孔窥视等多种综合手段,在岩层巷道掘进过程中,确保揭露煤层的安全。结果表明:通过物探工程发现了巷道掘进前方2号煤层存在富水异常区,钻探工程疏放水效果显著,应用水化学分析确定了煤层水质类型为SO_4~(2-)-Na·(Ca)型水、总矿化度在6 000mg/L左右,结合孔内窥视,发现煤层内部的裂隙发育、水体联通,由此认为本区内2号煤层水体具有赋存范围大、补给条件差、水力联系好、静储量为主的特点,其长期处于封闭状态,有利于矿井疏放水工作的高效开展。结合本次安全揭煤经验,以期为矿井巷道掘进揭煤提供借鉴和思路。     

矿井开采后水文地质特征及水害防治技术研究

水害是影响矿井安全生产的主要因素，以区域水文地质概况为基础，分析了矿井开采后水文地质特征，主要是地形地貌、水文，含水层、隔水层，地下水补给径流排泄及涌水量的变化，对矿井充水因素及矿井防治水措施进行了研究。研究为矿井水害治理提供了技术支持。