环工作面电磁法底板突水监测技术

为了监测煤层底板在工作面回采过程中导含水构造裂隙的实时动态发育情况,避免底板突水事故的发生,提出了利用环工作面电磁法对煤层底板突水进行监测的方法技术。通过数值模拟,研究总结了全空间条件下采煤工作面底板不同空间位置异常体在环工作面电磁法观测方式下的响应特征。设计了环工作面电磁法底板突水监测观测系统,并提出了电磁法突水系数的概念。根据底板下导含水裂隙与工作面底板之间距离的大小将电磁法突水系数划分3个等级：突水提醒阈值Cr、突水警告阈值Cw和突水报警阈值Ca。     

微震监测技术在煤矿底板突水预警中的应用

以王家岭矿12313回采工作面为监测靶区,利用微震预警监测系统对矿井底板突水进行了动态微震监测研究.监测结果表明:12313回采工作面底板的总体趋势趋于稳定,共有地质异常区、断层异常区和工作面前方应力集中区8个异常区,监测结果为工作面底板突水预警提供了技术支持.     

电阻率法动态监测煤层底板破坏变形规律研究

为解决煤层底板突水的难题,采用电阻率法动态监测、现场观测及理论分析的方法对工作底板应力分布及底板破坏规律进行研究,得出电阻率变化与开采对工作面底板扰动的关系,以唐口煤矿4309工作面回采过程中底板电阻率监测资料为基础数据,得出工作面底板扰动的动态变化规律.结果表明:开采扰动在时间上具有压缩一膨胀一恢复的动态变化特征,在空间上具有随底板深度增加而逐渐减弱的特性.     

微震监测技术在煤层底板突水防治中的应用

以桃园煤矿受承压水严重威胁的10煤1066倾斜煤层工作面开采为背景,采用数值模拟方法,找出了开采对倾斜煤层底板断层活化破坏规律；利用井下高精度防爆微震监测技术,实现了倾斜煤层底板破坏深度、底板断层活化程度的三维连续动态监测,并将其监测结果用于底板突水预测预报研究；通过及时采取防水措施,使1066倾斜煤层工作面顺利通过已...     

微地震监测在特厚煤层底板突水评价中的应用

特厚煤层综放开采对底板扰动大,在底板下方有承压含水层时,存在原生裂隙导水、采动裂隙导水、构造活化导水等底板突水灾害,动态监测底板裂隙的萌生、发展、贯通直至破坏过程是底板突水灾害有效预测、预警的关键。以平朔地区特厚煤层综放工作面回采过程中底板突水问题为研究背景,在工作面建立了一套自主研发的高精度微地震监测系统,实时获取采动过程中采场围岩破裂的三维特征,采用动突水系数法,对该工作面底板突水可能性进行了分析。研究表明:工作面向斜轴部以西90 m突水危险性增大,动突水系数达到峰值,但小于带压开采突水危险标准,认为工作面回采期间无突水危险。通过对比,动突水系数峰值位置与底板最大破裂深度位置具有明显的时空差异,且底板破裂深度峰值超前于动突水系数峰值,为通过底板破裂深度进行突水危险的实时预警提供了依据。     

采煤工作面支护测试平台设计

为了解决国内现有液压支架实验台结构简单、加载装置和监测仪器落后,从而无法动态地监测采场顶底板岩石破裂演化规律以及无法自动调节工作面倾角等弊端,设计了一种在液压支架与工作面顶底板作用过程中测试支架工作阻力、顶板压力、顶底板内部裂隙发育、不同架型支架在多种采场环境下支护效果的实验平台;通过信号采集系统和信号处理系统,实时地监测、采集和存储加载力、支架活柱的受力大小以及顶底板岩石内部裂隙的发育和分布情况;经上述方法实现了从微观的角度分析采场支架和围岩的关系。     

超高密度电法在煤矿底板水动态监测中的应用

为提高煤矿开采过程中对底板水的监测能力,在现有的采场底板水监测系统的基础上进行改进。选用具有多通道数据采集和多装置数据联合反演的超高密度电法,最大程度上提高数据采集能力,提供更为丰富地质信息;反演过程中同时施加光滑约束与背景约束提高反演的稳定性,构造的反演方程引入正则化因子提高方程泛化能力,以此使反演效果更加精确。同时利用工作面巷道钻孔内埋设的电极、电缆,按一定的时间间隔进行监测获取不同时间工作面底板电阻率变化情况,以此推测地下体水运移情况;结合矿压周期变化及钻孔注浆资料分析底板水运移的原因,实现煤矿回采过程中底板水的动态监测。     

基于微震信号突变分析的底板断层突水预测

为了探索承压水上底板采动断层活化破坏特征,预防底板断层活化突水,利用微震监测技术对工作面底板采动断层进行了连续动态监测。结果表明：当工作面推进距断层约60 m时,断层就出现活化迹象,且随着工作面的推进,断层活化程度及破坏范围增大;底板断层活化破坏深度达到30.4 m,接近无断层底板破坏深度的2倍,活化破碎的断层带更容易形成导水通道诱发工作面底板突水。基于承压水上采动断层活化破坏特征信号,利用Origin数据处理软件对微震监测的底板断层活化破坏深度数据进行了4次多项式拟合,应用基于突变理论推导的底板采动岩体失稳突水判据对其进行了突变分析。依据分析预测结果,并结合放水孔水量、水温等信息,及时注浆加固了底板断层活化破坏区域,使工作面顺利推过断层区域,实现承压水上断层区域工作面的安全带压开采。     

超前预防回采工作面突水技术开发与应用

工作面回采过程中由于采空区侧底板在应力作用下岩石完整性被破坏,裂隙发育,但裂隙具体发育多深,是否能够导通深部奥灰含水层,目前国内研究尚待研究。针对这一问题,以范各庄矿为例,采用超前防范回采工作面突水技术,建立微震监测系统、预留底板水文观测孔、利用矿井水文自动监测系统等手段,监测工作面回采过程中裂隙发育情况、底板含水层水量变化情况以及与深部奥灰含水层连通情况。结果表明,超前预防回采工作面突水技术能够起到预警作用,避免发生突水淹井事故,确保工作面安全回采。     

基于伪随机序列的矿井电法监测系统

为了深入研究回采工作面底板导水构造随采动过程的发育情况,以预防水害事故的发生,开发了底板视电阻率实时监测系统。系统采用低频交流电透视技术、伪随机多频同步发射技术、高精度全波形连续数据采集技术、工频抗干扰技术等,并通过井下光纤网络实现了井下无人值守、地面远程监控、电法数据实时成图的监测预警系统。现场试验表明,该系统可实现包括对采空区范围的工作面底板视电阻率的实时远程监测。