巷道激电三维超前探测技术正演研究

针对超前探测技术是巷道掘进的关键技术问题,利用三维有限元数值模拟技术实现了巷道三维复杂条件下激电观测异常场的快速正演。在三维正演基础上,分析计算了巷道本身、巷道掘进工作面及旁侧异常体等对巷道底板激电探测的影响规律,利用最小二乘拟合法导出了校正巷道空腔影响的近似公式。研究结果表明:近似校正公式能较好地拟合巷道本身的影响,校正结果与正演模拟结果拟合误差小于3%,可用于实测数据的巷道影响校正;对于巷道掘进超前探测,与电阻率异常相比,三极法探测的视极化率异常具更好的超前探测效果;对于底板和侧帮的探测,三极法探测主要反映测线所在面外侧的地电信息。     

高密度二极三维直流电法超前探测研究

直流电阻率法以常规电极铺设为半径,全空间点电源呈三维球体排布,普遍应用于矿井超前探测含水异常体。选取精确适用的二极装置,采用WGMD-4高密度电法系统,集中式三维测量,沿巷道呈""形对称布设电极,选用圆滑约束最小二乘法对超前探测数据进行反演,辅之循环迭代正演实测比较,综合静校正技术修饰,三维可视化切片数据体,圈定低阻体大致所处范围,确保矿井含水异常体的精确判断。     

孔内直流电法超前探测正演模拟研究

为了提高隧道以及煤矿巷道超前探测准确度,在总结前人研究成果的基础上,结合超前水平钻孔法和直流电阻率法,改变传统探测电极后置的方法,在工作面向前钻孔并在孔内布置探测电极,建立直流电法超前探测模型进行正演研究,利用Matlab处理数据,对比分析了在巷道后方布置探测电极和工作面钻孔内布置探测电极得出的视电阻率曲线,以及巷道内存在干扰体的影响下的视电阻率对比曲线图。结果表明,在工作面钻孔内布置探测电极进行孔内直流电法超前探测受巷道内干扰体影响较小,更为灵敏准确。     

双巷并行三维电法探测煤层工作面底板富水区

在工作面双巷中分别布置电法观测系统,所有电极均布置在巷道底板位置,利用并行电法仪采集电法数据,将双巷各测站采集电法数据进行拼接,联合进行三维电阻率层析成像,得到工作面双巷间底板范围三维电阻率变化情况。根据富水区与正常岩层间的电性差异情况,分析富水区可能的电阻率表现形式,再结合已有地质资料、钻孔涌水及注浆资料,综合分析出工作面底板的富水区及分布范围。对安徽恒源煤电工作面的底板水探测及验证表明,该方法较准确地查明了工作面底板岩层内富水区的分布范围     

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。     

矿井电法技术在煤矿生产中的应用探讨

介绍了矿井电法技术的应用概括,对井下超前探测、巷道底板探测、地面小窑采空区及突水通道探测等方面存在的问题及发展方向进行了探讨。     

并行电法探测技术在卧龙湖煤矿的应用

介绍应用并行电法采集系统,在卧龙湖矿井103工作面进行底板探测。通过网络并行电法数据体的三维电阻率反演,得到矿井工作面底板下三维空间的电阻率分布特征。在该工作面布置钻孔,在底板灰岩层位中电阻率为70Ω.m以下区域,出水量最大达到60 m3/h。该技术取得了煤矿工作面底板完整三维电场参数与电阻率数据体,客观反映了该工作面内底板的水害空间位置,为该矿井防治水工程提供了准确信息。     

直流电法四极装置超前探测正演模拟研究及应用

为研究矿井直流电法四极装置在掘进巷道超前探中的可行性,建立了巷道超前探三维地电模型,利用ANSYS模拟四极装置进行数据采集;对采集数据采用比值法剔除巷道、装置等干扰因素影响,并与无巷道影响下的采集数据进行对比研究;建立3个全空间地电模型,研究四极装置对不同异常体位置的响应,得出四极装置对低阻异常体的响应特征;通过工程实例说明该方法的实用性。研究结果表明：比值法能够消除巷道对异常体的影响,实现四极装置巷道超前探测,巷道超前探中采用四极装置进行数据采集是可行的。     

基于矿井电法的矿井水害超前探测技术研究

为了对煤矿巷道掘进前方各类含水体进行有效的预测预防,消除突水的潜在威胁,保证煤矿的安全掘进,文章以矿井瞬变电磁法和矿井直流电法探测技术为例,通过井下超前探测数据采集、数据预处理和反演计算,形成电阻率剖面图,来解释巷道掘进头前方含水情况,建立了一套适合煤矿掘进过程中超前预报含水体的技术方法,结果表明:综合采用矿井瞬变电磁法和矿井直流电法对各类含水体探测更为精细.     

孔巷瞬变电磁动源定接收方法探测采空区试验

安全和矿工生命,矿井瞬变电磁超前探测是一种对其有效的探测方法,但效果受巷道环境影响较大。提出一种巷道孔口旋转发射、孔内三分量接收的工作方法。通过时域有限差分三维数值模拟分析了孔中数据特征,提出了孔中沿发射法线方向数据的三分量合成和校正技术,采用二分搜索算法实现了孔中数据峰值点后方衰减段的全期视电阻率计算。计算了三维数值模型数据的各个孔深单独及叠合成像结果,对掘进工作面前方的采空区取得了良好的成像效果。结合山西煤矿井下的工程试验,对该方法超前探测采空区性质、形态和规模的实用性和有效性进行了检验。研究表明：孔巷瞬变电磁动源定接收探测方法是井下物探与钻探的有机结合与相互补充,能够有效应用于采空区探测。     

采煤工作面底板水视电阻率全方位探测方法

深部煤层开采受下伏灰岩水害威胁日益严重,探测采煤工作面底板富水区是保障安全生产的一项重要工作。目前,矿井电法是富水区探测的主要手段之一,但存在对富水区定位不准的问题。为进一步提高对采煤工作面底板岩层富水区的判定精度,在充分分析单巷电法和双巷电透视法优缺点的基础上,通过对视电阻率观测与反演方法的改进,提出视电阻率全方位探测方法。以全空间球状模型为例,给出了球状模型外空间中任意三极装置的视电阻率表达式。针对采煤工作面内侧、巷道和外侧底板不同位置的5个低电阻率模型,分别计算了全方位和双巷透视视电阻率数据,通过三维反演分别获得了采煤工作面底板岩层的电阻率图像,对比可见:①在平面上,前者的低阻核心区与5个模型位置一致;后者的低阻核心区与工作面内侧及巷道底板的3个模型位置一致,而与工作面外侧底板的2个模型位置存在误差,误差系数分别为1.0和2.0,反映工作面外侧模型距离巷道越远,误差则越大;②在垂向上,两者对模型深度的判定均存在不同程度的误差,但相比而言,前者定位误差小,对模型深度的判定更准确。分析结果表明在全方位视电阻率反演过程中,单巷测深数据与双巷透视数据之间能够相互约束,促使低电阻率球状模型的准确归位,体现了全方位视电阻率探测方法的优越性。工程实践进一步表明了该方法的准确性和可靠性。     

超前探测巷道灾害性含导水构造的双频激电法

针对频率域煤巷超前探测灾害性含导水构造解析数学模型研究不足这一现状,基于空间电位拉氏方程和介质电阻率cole-cole模型,建立了煤巷超前探测灾害性含导水构造双频激电法的解析数学模型。通过模型分析,结果表明：双频激电法具有自动消除探测过程中对高低频电位相同干扰因素的影响,以及巷道空腔对探测结果的影响等优点;提出了利用所建解析数学模型,通过观测的视幅频率（PFE）数据快速确定灾害性含导水地质构造的厚度及其距掘进面的距离的方法。最后通过具体实施算例对所提方法进行了详细论证。     

三维并行电法勘探技术与矿井水害探查

应用自主开发的网络并行电法仪及其三维采集系统,对布置在矿井工作面不同巷道内的所有电极进行电流、电压数据同步实时采集,实现了地下空间的三维电法同步测量.然后运用三维电阻率反演技术,得到矿井工作面内三维空间的电阻率分布特征,为工作面非巷道揭露区的水文地质与工程地质探查提供了有效的地球物理勘查手段.该技术突破了目前矿井直流电法勘探的局限性,首次取得了煤矿工作面底板完整三维电场参数与视电阻率数据体.通过多个矿井工作面的探采对比,三维反演解释结果客观地反映了工作面内底板的隐伏水源空间位置,为矿井防治水工程提供了准确信息.     

直流电法超前探测在主平硐巷道掘进中应用

利用直流电法超前探测法在主平硐巷道开展超前探测含水体及构造,预测前方含水层的发育和分布状况。试验表明,采用直流电法超前探测技术,具有高效简便测距大对水敏感适应性强,超前探测迎头方含水体发育和富水情况。井下直流电法探测是通过在井下巷道岩石中建立全空间稳定的人工电场,测量其电场的变化规律,测其电位差和电流,算出电阻率,绘制出电阻率剖面曲线图,从而达到了解巷道周围岩层含水构造的目的。     

井下三维高密度电法超前探测技术在煤矿的应用

结合井下三维高密度电法超前探测技术在鲁西某矿的应用实例,详细介绍了三维高密度电法超前探测技术的工作原理,工作流程,解释方法等。该方法具有更高效、更简洁的特点,能基本查明巷道前部的富水情况,确保了煤矿防水安全工作的进行,保障了矿井的正常安全生产。     

基于阵列式并行电法的掘进前方富水性探测

阵列式并行电法突破了传统电法逐点供电、测量的局限性,实现了阵列式单极、多极供电及同步并行测量的方法改进。通过巷道空腔影响及干扰校正,建立偏移模型并进行偏移叠加及网格化处理,优化超前探测地质异常提取技术,可提高超前探准确性和可靠性。龙岩市小井尖煤矿探测应用实例证明:该方法用于福建小煤矿掘进巷道迎头前方含水性超前预测是可行的,预报结果与巷道掘进的实际情况吻合。     

矿井瞬变电磁法勘探干扰及异常分析研究——长平矿井下超前探测技术研究

以长平煤矿为试验地点,采用瞬变电磁法对掘进巷道进行超前探测,研究分析煤岩体天然场、干扰背景场以及数据处理对探测结果的影响;确定探测有效距离,并根据探测距离对数据进行反演;总结出瞬变电磁法视电阻率变化特征,为后期探测工作提供了参考。     

层状空间矿井直流电法超前探测曲线特征研究

为研究井下不同地层条件下的矿井直流电法超前探测视电阻率曲线响应特征,建立了全空间水平3层和5层介质模型,对巷道所在层及巷道上覆岩层的厚度、电阻率等因素变化对超前探测的影响进行了数值模拟。通过对比分析,形成了一些关于超前探测方面的新认识,这些认识对于超前探测的数据采集以及资料解释有实际应用价值。     

三维电法在检测底板注浆效果研究中的应用

该文介绍了井下高密度三维电法探测技术的原理、方法以及在现场的应用,并以肥城矿区白庄煤矿为例,探讨了井下高密度三维电法在探测煤层底板注浆前后富水性研究中的应用。通过实验数据说明,该方法是探测煤层底板富水性比较准确的物探方法之一,并通过对比煤层底板注浆前后两次探测资料达到检测底板注浆改造效果的目的,为肥城矿区井下水害预报和防治提供可靠依据。     

三维电法超前探在巷道掘进水害防治中的应用

介绍了三维电法超前探测技术在煤矿巷道超前探测中的基本原理、勘探方法及应用情况。在实际应用过程中结合探测成果及实际地质资料,对超前探测数据进行三维处理,成功构建超前探数据三维数据体,与其他现有的超前探测方式相比实现了异常体三维可视化,在三维空间对异常体位置及范围进行圈定,提高了超前探测资料的解释精度,充分体现了该技术的实用性和可行性,为矿井水害治理提供了可靠保证。