矿井复杂地质构造综合探测技术应用研究

针对矿井复杂地质构造,利用瞬变电磁和反射地震方法相结合,对相应的探测技术方法进行综合研究。通过对淮南某矿F108-3断层带综合探查,结果表明,综合物探技术对矿井复杂地质构造体分辨能力较强,对构造体的空间特征及其含水状况判断准确,可以为矿井安全生产提供技术依据。     

采用电法CT技术探查树木内部结构

为探讨直流电法应用于树木内部结构探测的成像效果,通过直流电法层析成像技术对不同种类的树木进行了检测实验研究。运用并行电法进行数据采集,利用弧度修正系数对电性参数进行了修正,获得了较为理想的树干电阻率剖面。三种树木电性剖面对比发现,不同材质的树木电阻率值差异明显,且树干断面电阻率分布整体表现为里高外低的特征。电阻率分布特性可为树木健康状况诊断提供相关技术参数。     

矿井工作面底板水害综合探查技术研究

针对矿井工作面内底板水害,可利用井下电法穿透技术进行有效探测。利用双巷音频电透视技术和双巷三维并行电法技术在淮北某矿Ⅲ631工作面底板进行探水,实践表明:两种探查技术各有特点,其中双巷音频电透视技术发收分离,采集数据量有限,其探测结果的收敛性稍差,对工作面内底板赋水区定位范围大,适合于进行大范围勘探;双巷三维并行电法技术数据采集量大,目标体收敛性好,其对工作面内底板赋水区的空间范围判断准确,适合于进行精细探查。     

并行电法在矿井复杂水文区域防治水探查工作中的应用

百善煤矿回收煤柱局部水文地质条件复杂,在比较多种物探方法的基础上,使用并行电法对681工作面水文异常区域的富水性进行探测,并使用其它物探和钻探进行验证。实践表明,并行电法对复杂水文区域的富水区域反映灵敏,对相对富水区的探测准确率高。探测结果有效地指导了工作面下一步的防治水施工,确保了工作面安全回采。     

坑道瞬变电磁全程数据分析及1∶1含水模型试验研究

考虑到接收系统过渡过程及电流关断时间,通过对接收系统冲激响应函数、一次电动势及二次全程感应电动势理论公式的推导,还原了接收瞬变电磁全程响应信号,与理论全程数据的对比分析表明,电流关断时间和接收系统过渡过程给早、中延时段瞬变场造成严重的畸变,导致数据解析不能有效识别坑道前方近距离地电信息。为评价畸变段数据对坑道超前探水的影响,建立坑道前方1∶1定量水仓模型,通过在掘进工作面连续观测100 m3以内水量变化情况下的瞬变场响应数据,分析并获得了含水模型的瞬变异常响应特征,确定其响应时窗处于畸变数据段,进一步指出现有坑道超前探水技术仍需不断改进,以提高超前预测精度。     

坑道瞬变电磁全程数据分析及1∶1含水模型试验研究

考虑到接收系统过渡过程及电流关断时间,通过对接收系统冲激响应函数、一次电动势及二次全程感应电动势理论公式的推导,还原了接收瞬变电磁全程响应信号,与理论全程数据的对比分析表明,电流关断时间和接收系统过渡过程给早、中延时段瞬变场造成严重的畸变,导致数据解析不能有效识别坑道前方近距离地电信息。为评价畸变段数据对坑道超前探水的影响,建立坑道前方1∶1定量水仓模型,通过在掘进工作面连续观测100 m³以内水量变化情况下的瞬变场响应数据,分析并获得了含水模型的瞬变异常响应特征,确定其响应时窗处于畸变数据段,进一步指出现有坑道超前探水技术仍需不断改进,以提高超前预测精度。     

三维并行电法在工作面顶板富水区探测中的应用

介绍了并行电法的基本原理、采集方式和技术特点,给出观测系统的布置方式和数据的三维反演过程,结合工作面项板岩层含水性探测实例,探讨了资料解释方法和应用效果.研究表明,并行电法能够有效地确定工作面顶板岩层富水位置和范围,可为矿井水害防治提供可靠依据.     

线圈耦合距对坑道瞬变电磁场的影响与校正方法

水害是我国煤层开采面临的主要灾害之一，坑道瞬变电磁方法作为一种有力的坑道水害探测手段，近年来已广泛应用于我国各大煤矿区，但受坑道空间限制，线圈与围岩表面存在不等的耦合距，导致不同测点观测的瞬变场存在差异，进而影响岩层富水性的判定精度。为此，基于数值仿真技术研究了坑道内有和无金属支护条件下耦合距对瞬变场的影响，其结果表明：(1)坑道内无金属支护时，耦合距对瞬变场的影响主要集中在早期，且随瞬变场时间延迟而快速减小，对实测瞬变场数据的影响基本可以忽略。(2)坑道内存在金属支护时，瞬变场曲线存在明显的拐点，其对应时间因围岩电阻率增大而延长；与无金属支护的瞬变场相比，拐点前瞬变场响应幅值受金属影响显著增大且无明显规律；拐点后瞬变场幅值有较大变化，但衰减趋势一致；耦合距对瞬变场响应的影响大，尤其是坑道掘进正前方观测点，其对耦合距的变化更为敏感；不同探测方位不同围岩电阻率及不同耦合距条件下获得的瞬变场曲线相关系数趋向于1，曲线之间具有对数平移特性。据此提出了瞬变场晚期数据平移校正方法，并针对坑道掘进前方低阻球状模型进行了数值验证，与校正前的数据对比表明，校正后的瞬变场数据对低阻体的判定精度更高，有效...     

瞬变电磁共中心零磁通线圈研制与试验

基于小尺度共中心线圈的瞬变电磁方法因施工便捷、快速且对低阻体敏感等优点，而被广泛应用于矿山、交通、水利等领域的工程地质探测。但理论与实践表明，该方法实测早延时信号明显失真，所计算的视电阻率值严重偏离实际，从而造成该方法对浅层地电信息的探测能力缺失，存在勘探盲区。为克服该技术缺陷，首先重建了共中心观测方式下仪器记录的瞬变场信号，基于理论分析研究了接收系统暂态过程和一次场对瞬变场观测信号的影响特征。结果表明，接收系统暂态过程和一次场是引起早延时数据失真的2个原因；与前者相比，后者对瞬变场有效分辨时间滞后的影响更大，为关键因素。同时指出在调制接收系统阻尼匹配情况下，进一步消除一次场干扰是减小勘探盲区的有效途径。基于此，考虑到发射线圈内、外磁场极性相反的特点，建立了共中心零磁通线圈的绕制方法，明确采用内、外接收线圈串联的方式可实现接收线圈内一次场总磁通量趋向于零(即零磁通);并通过公式推导，给出了内、外接收线圈匝数比的理论计算方法。现场试验结果表明：(1)内、外接收线圈匝数比的理论值较为可靠，但因线圈绕制存在误差，实际中还需结合线圈实测信号特征进行修正；(2)与中心线圈相比，所绕制的零磁通线圈...