浅层岩溶和采空区综合探测方法与模型试验

岩溶和采空区已经成为高速公路建设中面临的热点、难点问题。为了准确探测高速公路地基下伏岩层中岩溶和采空区的几何形态和空间分布,提出了地质雷达先验信息的高密度电阻率约束反演方法。采用常规高密度电阻率反演方法、地质雷达和携带先验信息的高密度电阻率约束反演方法,对常见的岩溶和采空区地电模型进行数值模拟,分析岩溶和采空区不同方法的成像规律。结果表明,与常规高密度电阻率反演和地质雷达正演结果相比,携带先验信息约束的高密度电阻率法反演的异常体的空间形态更接近于真实地电模型,对边界的识别更加准确。随后,通过对山东章丘地区岩溶和采空区的模型试验,探明了岩溶和采空区的分布情况,验证了该综合预报方法对岩溶和采空区的探测效果,为高速公路地基下岩溶和采空区的治理方案提供了依据。     

高密度电阻率法在探测多层采空区中的应用

介绍了高密度电阻率法的工作原理及野外工作方法,探讨了应用高密度电阻率方法探测多层采空区时应注意的问题,阐述了探测地下煤层多层采空区的具体步骤。     

基于数值模拟的地下空洞高密度电法分析

采用高密度电法探测地下空洞时,由于受到地下空洞类型、地下电流分布等干扰因素的影响,常常会导致探测结果有所偏差.利用ANSYS对典型地下空洞地电模型进行了数值模拟,结果表明探测精度不仅与空洞埋深、电阻率值高低及相邻洞体间距有关,还与所采用的探测装置类型、电极间距等因素有关;还通过对实际煤矿采空区开展高密度电法的数值模拟,计算结果与现场实测结果基本一致,也证明将数值模拟技术与现场实测结果相结合,对于补充解释和准确判断地下空洞的分布具有较好的参考价值.     

地质勘察中高密度电法的应用研究

高密度电法基本原理与传统电阻率法相同,所以高密度电法也被称作是直流高密度电阻率法。近年来该方法被广泛的应用在重大场地的工程地质调查、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝探测等众多工程勘察领域。本文简要介绍了高密度电法的基本原理、工作流程及后期资料处理,并结合实例针对高密度电法在地下空洞探测、地下管线探测及堤防隐患探测中的应用进行了介绍,总结了高密度电法勘探方法,对工程项目具有较大指导意义。     

煤矿采空区探测方法的研究

介绍了当前煤矿采空区探测中采用的主要方法,包括氧气探测法、高密度电阻率法、瞬变电磁法、地震勘测法以及综合探测法,阐述了其基本原理及技术特点.     

煤矿采空区探测方法探究

煤矿是一种十分重要的资源,而煤矿在长时间的开采之后就会出现采空现象,这个人们的生命财产安全带来一定的影响,并造成煤矿企业经济效益的损失.针对煤矿采空区的测探,本文将对简要说明目前煤矿采空区中比较常用的几种探测方法,并介绍其主要原理以及技术特征,主要方法包含高密度电阻率法、氧气探测法、地震勘测法以及综合探测法等.     

综合物探方法在灵新煤矿采空区探查中的应用

采空区的存在对煤矿区生产、人民财产安全和工程建设造成极大的安全隐患。有效地探测采空区成为解决上述问题的关键。该文从采空区地球物理特征入手,采用三维地震、高密度电法的综合物探方法对采空区进行探测。三维地震勘探技术可查明直径大于20m的陷落拄,控制采空区边界,平面位置误差不大于20m。高密度电法是剖面法和电测深法的集中,在原理上与普通电阻率法相同,是一种阵列勘探方法,不同点是该方法在观测中设置了高密度的观测点;它具有较高的分辨能力,且勘探效率高,结合钻孔资料能进行一、二维反演,圈定电阻率异常区,从而确定采空区范围及充水情况。     

高密度电阻率法在近地表隐伏断层检测中的应用

隐伏断层对于道路、地基等具有重大威胁,高密度电阻率法是以地层之间电阻率差异为基础的探测地下构造和电性异常体的一种间接性的地球物理方法,近年来,在近地表探测隐伏断层方面应用广泛。基于此,首先对断层模型进行正演模拟,研究了断层模型的响应规律,然后以山西某段公路隐伏断层检测为例,简要介绍了高密度电阻率法的基本原理以及常用的两种施工装置,即温纳四极装置(α)和单边三极装置,分析了两种施工装置的优缺点,以实测视电阻率剖面图和反演视电阻率剖面图进行对比研究,揭示了反演结果的优势,并在反演结果的基础上进行背景电阻率值的剔除,在断层产状判断及其影响区域划分上进行定量解释,验证了高密度电阻率法探测近地表隐伏断层的可行性,为后续施工提供了可靠的地质资料。     

高密度电法在探测煤矿采空区赋水情况的应用研究

简述了高密度电法勘探技术的基本原理以及在应用中应注意的关键技术问题及其处理方法。通过布置在地面的所有电极对地层进行电阻率采集,然后在二维电阻率反演软件中得到二维电阻率断面图。最后运用RViewe反演软件得到电阻率的三维栅栏图。三维反演解释结果客观地反映了采空区的范围以及隐伏水源空间位置,为矿井防治水工程提供了准确信息。通过在某矿的应用实例,说明高密度电法三维成像技术在煤矿采空区探测领域中具有较好的探测效果。     

煤矿地下采空区的电性特征研究

煤层被采空后,在煤层上下岩层间形成一定的空袭,破坏了岩石的完整性、连续性,故该处电阻率值明显高于周边完整岩石处的电阻率,表现出明显的局部高阻特性,当采空区的空袭被水充填,其电阻率呈低阻反映,这些特性成为高密度电法探测地下采空区良好的地球物理勘探前提。     

瞬变电磁法在圪堆煤矿含(导)水构造超前探测中的应用

介绍了矿井瞬变电磁超前探测技术的原理与方法,以圪堆煤矿瞬变电磁法巷道超前探测为例,研究了圪堆煤矿井下试验区电阻率值与富水性关系,分析了矿井瞬变电磁法在探测迎头前方含(导)水构造中的应用,通过与矿井高密度电法的对比探测及钻探验证,说明矿井瞬变电磁法能够有效地查明掘进巷道前方含(导)水构造的分布情况,为煤矿安全掘进提供了技术保障。     

三维地质建模在煤矿地质可视化中的应用分析

煤矿智能化发展是煤炭行业未来发展的大趋势,三维地质建模及其可视化技术促进了地质资料信息的管理和共享,在煤炭行业的应用非常广泛且具有极其重要的意义。三维地质建模及其可视化技术可以对地质体的透明化勘探、煤矿的成矿预测、储量估算等进行精细化的指导,确保煤矿的采掘、通风系统的设计以及智能化开采的科学性,直观化灾害事故反演、地表环境监测、生产智能化管控等,减少勘探和开采的风险,能够大大提高煤炭开发的效率。本文对三维地质建模及其可视化技术在煤矿中的应用现状进行了总结,归纳了目前其在矿产领域的研究方向与相关软件的使用情况,介绍了地质数据和巷道数据的获取处理和建模技术,以及在各应用领域的具体进展,最后结合煤炭精准智能开采的发展趋势,针对三维地质建模技术在助力煤矿智能化发展方面的具体问题提出了思考和认识。     

井地电法的三维正反演研究

通过简化井地电法模型为垂直有限长线电流源作用下的三维地下介质模型,利用三维有限元法实现了垂直有限长线电流源作用下的三维地下介质电场的正演计算。应用非线性阻尼最小二乘迭代算法实现了地表电位数据的地下目标层电阻率反演,通过简化模型对相应计算程序进行了检验,证实了程序的可靠性。用给定模型正演得到的地表“理论合成数据”来反演地下异常体,并对数据测量范围和干扰水平对反演的影响进行了讨论。该研究可为提高井地电法反演质量提供部分理论指导依据。     

井地电法的三维正反演研究

通过简化井地电法模型为垂直有限长线电流源作用下的三维地下介质模型,利用三维有限元法实现了垂直有限长线电流源作用下的三维地下介质电场的正演计算。应用非线性阻尼最小二乘迭代算法实现了地表电位数据的地下目标层电阻率反演,通过简化模型对相应计算程序进行了检验,证实了程序的可靠性。用给定模型正演得到的地表"理论合成数据"来反演地下异常体,并对数据测量范围和干扰水平对反演的影响进行了讨论。该研究可为提高井地电法反演质量提供部分理论指导依据。     

动态精化的煤层三维建模方法

现有的煤层建模方法大都从多源数据中提取点或边界来构建实体模型，对开采过程中煤层动态变化的过程缺乏足够关注.提出一种逐步细化的煤层精细建模方法，首先，对开采边界内进行网格划分后将其转换为三角网，通过全局数据中提取的采样点和普通克里金法对三角网节点的高程及厚度属性进行插值，之后将其拓展为三棱柱作为初始煤层模型;其次，确认开采数据的影响范围，并对初始模型进行动态修正.在唐山市钱家营煤矿进行应用的结果表明，该方法充分运用了开采数据，使煤层的真实变化能够及时反映在煤层三维模型上，提高模型的精度.     

矿山复杂巷道网络组件式三维建模方法

煤矿复杂巷道(曲线巷道、交汇巷道、变断面巷道)建模是巷道三维建模的难点.现有方法在基于导线测量数据重建复杂巷道网络、尤其是矿山常见的曲线交汇巷道仍存在不足.提出了一种巷道组件式三维建模方法.该方法针对煤矿巷道典型导线测量数据，通过巷道中心线建模、巷道双边线建模、巷道组件三维建模三个步骤，自动构建复杂巷道网络三维模型.实验结果表明，提出的方法鲁棒性好，建模时间随数据量增长呈线性稳定增长.建立的巷道网络三维模型可为智慧矿山建设中的空间、几何、力学等多种分析提供支持.     

复杂地质体三维数值建模方法研究

针对建立复杂三维地质体模型难度较大的问题,提出了一种有效的建模方法。该方法是以钻孔柱状图为原始资料,首先利用SURAPC软件生成岩层等高线,然后使用CAD和ARCGIS软件生成了网格点坐标,接着在ANSYS中建立实体建模并划分网格,从而建立有限元模型,再利用接口程序在FLAC3D中生成计算模型。最后,以甘肃窑街煤电集团天祝煤矿三维建模为实例,验证了该方法的可行性和有效性。     

综合物探技术在探测陷落柱中的应用

岩溶陷落柱是影响我国煤矿生产建设的特殊地质条件之一,因此,精准探测岩溶陷落柱具有重大意义。论文讨论陷落柱的地球物理特征,提出采用高密度电法、无线电波透视法等综合物探方法探测岩溶陷落柱,并提出一些建议。     

露天矿数字开采过程仿真及其应用

 为了实现露天矿三维数字化虚拟开采,提出了一种基于层间组合和定位显示技术驱动开采模板、动态切割实体模型的数字开采方法。在建立露天矿数字化三维地形模型、三维地质模型的基础上,根据矿山工程发展状态及几何约束关系,定义了以台阶为单元的分层式开采模板和驱动开采模板,从而实现露天矿的开采过程仿真。以不规则实体构模技术及实体间布尔切割运算技术作为矿岩量快速分类计算的技术手段,快速形成多个开采方案,使多方案设计对比择优成为可能,提高了采矿设计的速度和质量。研究结论为露天矿进行长远规划及定制长期计划提供了技术支撑。