透射槽波探测煤矿陷落的方法及应用

在分析陷落柱危害的基础上,系统介绍了透射槽波探测的方法及透射槽波数据的采集方式,结合实际问题阐述了透射槽波探测陷落柱数据处理中的几项关键技术,最后,结合山西某矿1201工作面陷落柱探测成果的探采对比研究表明,基于透射槽波的陷落柱CT成像技术能够解释煤矿陷落柱位置,透射槽波技术是煤矿工作面内部陷落柱的有效方法。     

透射槽波在煤矿陷落柱探测中的应用

分析了常规物探手段探测陷落柱时存在的缺点与不足,介绍了透射槽波探测的方法原理,通过煤矿陷落柱模型的3D数值模拟,采用CT成像技术研究,证实了透射槽波对煤矿陷落柱探测的可行性。以山西某矿陷落柱探测为例,探测成果的探采对比表明:透射槽波探测技术是探测煤矿工作面内部陷落柱的有效手段,该方法具有良好的应用效果及发展前景。     

基于透射槽波的采煤工作面陷落柱探测模拟研究

煤层中陷落柱严重影响采煤作业,会引起突水、瓦斯突出等安全事故,为此,基于物理模拟技术,根据煤层陷落柱的结构、物性参数以及声学特性特点,选择了煤粉、石膏、水泥为原料,设计并制作了"岩-煤(含陷落柱)-岩"3层煤层物理模型来模拟。根据物理模拟的相似原理,选择合适的声波频率,以可控频率振幅和可选子波的声波发射仪激发振动模拟槽波激发震源,利用透射法在煤层物理模型中采集槽波数据,模拟采煤工作面内陷落柱槽波探测装置,研究采煤工作面内陷落柱的透射槽波探测方法。利用实验透射槽波数据,计算出各通道的振幅能量衰减系数,利用槽波数据波形分析波速,使用平滑伪魏格纳威利分布(SPWVD)时频分析方法,最终确定陷落柱的存在位置。结果表明:对透射槽波的速度分析,利用SPWVD分析透射槽波能量特征,根据槽波最大振幅衰减系数,可以有效识别采煤工作面内的陷落柱。     

槽波地震“透射-反射”联合法在回采工作面地质构造探测中的应用

煤矿工作面回采过程中无计划揭露地质构造将造成人员伤亡和财产损失,严重影响煤矿安全生产,为提前探明其赋存规律,针对典型回采工作面,采用槽波地震“透射-反射”联合法进行地质构造精细化探测。结果表明:槽波地震透射法探测对采面内陷落柱的反应良好,可以高精度控制陷落柱的影响区域,且偏差小于20 m;槽波地震反射法探测对采面内走向型断层的反应良好,可以找到采面内断距大于1.5 m的近走向型断层的发育位置及延伸长度;综合利用槽波地震“透射-反射”联合法进行采面地质构造精细化探测,可提升探测准确率,对于直径30 m以上陷落柱和断距大于1.5 m近走向断层的探测准确率可提高至80%以上。     

反射槽波探测陷落柱正演模拟及应用研究

在陷落柱发育矿井工作面设计阶段,需要利用现有一条巷道预先探测将要布置工作面的陷落柱情况,反射槽波法可以对巷道两侧一定尺度及位置的陷落柱进行探测。通过建立正演模型,采用数值模拟方法,研究反射槽波探测陷落柱的分辨能力,分析反射槽波准确探测陷落柱的影响因素,指导实际槽波资料的采集、处理与解释。研究表明,通过正演模拟反射槽波对陷落柱直径、不同道、炮间距、离巷道距离等参数可知,加密道炮间距可以探测长轴直径10 m和距巷道100 m的陷落柱一侧边界;反射槽波探测陷落柱实际应用以10 m炮距、5 m道距为最佳观测系统;反射槽波对工作面布置提供了可靠的地质保障,影响探测精度的因素较多,加密观测系统与绕射波偏移算法可提高准确度。研究成果可为陷落柱发育矿井工作面布置及巷道开拓提供技术参考。     

煤矿陷落柱槽波探查技术及应用

陷落柱是岩溶空顶塌陷的产物,也是影响矿井采掘衔接和安全生产的重要因素之一。为了提前查明陷落柱的赋存特征,避免工作面回采过程中无计划揭露陷落柱带来的人员伤亡和财产损失,针对典型矿井,制定标准煤岩样,展开室内试验分析,并选择合理的工程现场,展开槽波地震透射法和反射法勘探,最终,结合槽波速度法和能量法分析圈定陷落柱范围,通过探采成果对比研究该方法对陷落柱精准探查的适用性。结果表明:槽波透射法速度分析中,陷落柱的槽波速度与其裂隙发育情况和胶结程度密切相关,异常值难以准确界定;槽波透射法能量分析中,陷落柱的槽波振幅值衰减严重,可以依据衰减系数和相应计算方法,准确圈定陷落柱的发育范围;如果陷落柱与煤体交界面完好,与煤层夹角适合,槽波反射法速度分析可以准确划定陷落柱的边界。因此,槽波地震勘探对陷落柱构造的探测效果良好,能够有效指导矿井的安全生产。     

超长工作面隐伏构造探测技术研究

针对晋城矿区超长工作面无法有效探测隐伏构造的难题,对采用槽波探测技术进行了探测研究。结果表明,槽波探测技术可有效探测出超长工作面内陷落柱、破碎区、应力增高区等地质异常区。以某矿5308工作面为研究对象,通过对槽波透射法的观测系统、槽波主频、频散曲线及速度分析,推断出该工作面存在6处异常,包括2处应力增高区,1处陷落柱,1处瓦斯富集区,2处煤层破碎带或断层。随后与已有物探资料、钻探资料及揭露资料进行对比分析,得出槽波探测技术可以有效地解决超长工作面隐伏构造探测难题。     

采煤工作面地质异常体透射槽波探测技术

针对大型采煤工作面内出现多种地质异常体须探测的问题,采用透射槽波能量衰减系数CT成像技术在多个矿井工作面内分别对断层、陷落柱、薄煤带3种典型地质异常体进行探测。将探测结果与后期收集的验证资料对比表明:透射槽波在遇断层、陷落柱以及薄煤带时,能量有明显的衰减现象;槽波能量衰减系数CT成像结果能够有效反映多种地质异常体的位置与范围;地质异常体衰减系数为0.03~0.06,不同类型异常体的衰减系数有一定差异但并不显著。     

透射法槽波地震勘探在煤矿小构造探测中的应用

以晋煤成庄煤矿5308工作面为研究对象,采用透射法槽波地震勘探对工作面进行地质构造超前探测。通过对数据进行采集、处理、解释,探明工作面内各种地质构造及异常体,包括断层、陷落柱、煤层厚度变化、高压带以及高瓦斯带。现场施工表明,槽波地震勘探对探测煤矿小构造及异常体效果较为明显。     

槽波地震探测在河东煤田应用研究

为了保证矿井回采工作面安全顺利回采,以槽波探测技术对回采工作面内断层、陷落柱、隐伏构造等进行槽波探测技术研究。本次槽波探测采用沿巷道呈线状全排列布置接收方式,槽波透射能量衰减为主,槽波速度成像结果图次之,辅以槽波特征分布图、纵横波速度成像结果图、无线电波透视结果实施综合的探测结果研究。基于对应的记录数据和相应的成像,从而针对工作面之中断层和隐伏构造等对应的地质实际构造发育问题加以分析,最终表明,其本身和后期回采工作面实际的揭露情况也是能够相互吻合的。