滇东复杂地质条件探地雷达与井下地震综合超前预测小构造

在我国西南地区,地质条件复杂,煤层瓦斯储量丰富,矿井水文地质条件多变,地质预报是保障矿井安全生产的重中之重。为有效探明矿井巷道前方的隐伏构造,仅依靠单一物探方法,受井下探测环境限制,探测效果往往不能满足生产需求。以滇东矿区雨汪煤矿首采工作面为例,结合当前矿井开采工艺,采用探地雷达与井下二维地震相结合的方法,对巷道前方隐伏构造进行综合预测预报研究。在顶板瓦斯抽采巷采用井下二维地震进行底板探测,获取巷道底板下煤层构造赋存信息。利用工作面顶板瓦斯抽采巷和邻近掘进巷道的空间位置关系,结合研究区构造发育规律,将解释构造短距离推理延伸至掘进巷道,作为掘进巷道构造分布预测依据。随后,根据掘进巷道的掘进进尺,在巷道掘井工作面采用探地雷达进行超前探测。对比分析探地雷达与地震数据,修正构造解释位置,排除井下噪音的异常解释。最终生成一个高精度地质模型,指导矿井生产。经研究区揭露验证分析,本研究方法的预测准确率高达90%,且误差小于1 m。     

探地雷达对于晋城矿区煤层特性探测研究

根据晋城矿区的煤层特性,利用探地雷达探测方法,研究在煤矿井下探测的效果,对探地雷达法的适用性、可靠性以及对结果的准确度和分辨率进行系统性地评价。探测试验结果及跟踪验证表明,探地雷达法对于异常的识别具有较高的分辨率和准确率。     

地质雷达技术在阳泉矿区井下超前探测中的应用

研究了阳泉矿区煤岩地层的超前探测工艺和和雷达资料解释方法,并分析了煤巷掘进前方常见的地质构造异常体与地质雷达反射回波波形图谱特征的关系。使用防爆地质雷达,在阳煤集团下属生产矿进行了超前探测实验。经验证,地质雷达井下超前有效探测距离达到了30 m,对落差大于2/3煤厚的断层和陷落柱等构造,探测准确率在80%以上,有效指导了矿井的安全生产。     

煤矿井下探地雷达应用试验研究

国家重大科学仪器设备开发专项子课题研究中,对ZTR12系列探地雷达进行了改进,大大提高了对地质构造的探测效果,其性能指标基本满足煤矿井下探测需求。采用改进后的ZTR12系列探地雷达,进行煤矿井下探测试验。试验过程中,发现煤矿井下存在探测空间狭小、巷道侧壁探测环境复杂等问题,影响探测效果。针对上述问题,提出了改进措施,研究成果对提高煤矿井下地质构造探测效果具有一定的指导意义。     

运用矿井探地雷达探测汾西矿区的异常地质构造

基于探地雷达反射原理,介绍了防爆探地雷达在井下工作面的实用探测方式,并通过探地雷达在汾西矿区的应用试验,研究了防爆探地雷达实际探测效果。井下验证表明,探地雷达对断层、陷落柱等异常地质构造的探测比较准确,可为类似煤矿雷达探测提供参考。     

煤矿小褶皱构造地质雷达超前探测技术研究与应用

为研究地质雷达在煤矿掘进巷道小褶皱构造探测的应用效果,基于时域有限差分数值分析原理,开展了小褶皱地质雷达超前探测正演模拟,分析了其响应特征,并通过在象山矿井的现场试验,有效探查了掘进巷道前方的小褶皱,以正演分析和井下试验结合的方式,验证了地质雷达可有效应用于煤矿小褶皱构造的探查,指导巷道安全掘进。     

煤矿巷道快速掘进的“长掘长探”技术

煤矿巷道掘进效率低是造成采掘失调的主要原因,而掘进巷道超前探测距离短、精度低,且与巷道掘进存在施工时间、作业空间和探测环境上的矛盾,是导致掘进效率偏低的地质因素,常规的“短掘短探”技术已经不能适应巷道快速掘进对长距离、高精度地质超前探测的技术需求。“长掘长探”的工作模式是以煤矿井下千米定向钻机施工的主孔与分支孔为基础,实现对掘进巷道前方煤层赋存形态、隐蔽致灾地质因素的长距离探查;在定向长钻孔中采用钻孔瞬变电磁、钻孔地质雷达和方位自然伽马等孔中物探新技术,对钻孔径向30 m范围的地质构造、富水异常区进行探测,满足了快速掘进巷道前方长距离、高精度、全方位构造探测和隐患排查的地质需求。工程实践表明：基于“定向长钻孔+孔中物探”的“长掘长探”技术,实现了沿掘进巷道方向的“长距离”探测、巷道周围近距离高精度探测,为巷道安全、快速掘进提供了地质依据;同时,“长掘长探”技术能够满足井下探放水防治水细则的要求,解决了超前探测与快速掘进在施工时间、作业空间和探测环境上的冲突,有助于提高巷道快速掘进的有效时间,具有较好的技术适应性和推广价值,将为今后煤矿巷道快速掘进的高精度长距离超前探测提供可靠的地质保障...     

探地雷达在煤矿井下地质预报中的应用

利用探地雷达作为煤矿井下地质预报的手段,结合工程实例,采用50、200MHz 2种频率天线对山西某煤矿井下工作面及底板地质异常体进行预报。经过实际揭露,发现此方法可有效探测出地质异常体且探测距离提高到了50 m,突破了现有30 m的探测限制,同时精度可达3 m。     

“长掘长探”技术在TBM掘进巷道中的应用研究

针对韩城矿区所属煤矿普遍存在奥灰含水层积水、小窑积水等水害隐患对TBM掘进巷道安全构成严重威胁的情况,迫切需要一种适用于TBM掘进工程的新型水害超前探查技术。结合矿区实际情况,提出了一种适用于煤矿井下TBM掘进巷道的水害探查技术即“长掘长探”新技术。该技术将煤矿井下定向长钻孔钻进技术和井下孔内瞬变电磁技术进行有机地结合,分别对分支孔成孔技术和数据重构技术进行技术改良,通过优选工程技术方案,选取适配的设备及钻具,使用新型孔内瞬变电磁探测仪器,有效解决了韩城矿区TBM掘进巷道无法“随掘随探”的煤矿井下超前水害隐患探查技术难题,提高了巷道快速掘进地质超前的探测效率和成果精度。应用证明,该技术探测成功率高达95.11%,掩护成功率可达91.53%,同时节约了24%的工期,探得一处富水异常区误差最大仅有0.3 m,该技术适合在类似矿井巷道掘进中推广应用。     

基于钻孔激发极化法的井下超前探水技术研究

为了更好地解决煤矿超前探水预报问题,通过对目前煤矿巷道超前探水技术存在问题的分析研究,提出一种新的煤矿掘进巷道钻孔激发极化超前探水预报技术和方法,克服了巷道干扰因素的影响,同时通过钻孔观测探测把掘进面远距离探测演变成钻孔近距离观测探测方式,并系统分析了该技术的理论和分析方法。经过场地模拟试验和煤矿试验、探测和分析,总结出一套煤矿掘进巷道钻孔激发极化超前探水预报分析技术。     

瞬变电磁法在复杂地段巷道水害探测中应用

以义煤集团石壕煤矿一水平南翼轨道运输大巷为例,针对巷道底板隔水层薄弱、涌水量大及位于构造复杂区域的情况,为防止掘进工作面发生超前或构造滞后突水,采用井下瞬变电磁底板探和超前探相结合的方法,查明了掘进前方100 m范围内岩层含富水情况及掘进后方巷道底板下富水异常区,经钻探验证了物探成果的准确性,对复杂条件下巷道水害探测提供了参考。     

探地雷达在巷道掘进超前探测中的应用

介绍了探地雷达在巷道掘进过程中跟踪超前探测的应用情况,说明了用探地雷达方法来超前探测掘进前方地质状况,指导现场施工是准确可行的,为预测预报掘进头前方不明地质情况,指导施工提供了一种有效手段。     

煤矿隐蔽灾害井下精细探测技术方法与优化

为了预测煤矿掘进工作面和采煤工作面附近区域的含水体、采空区或构造等地质异常体,采用瞬变电磁法、直流电法、瑞利波法、反射波法、音频电透视法和无线电波法等6种井下探测技术,通过井下数据采集、处理和反演计算,形成可视化图件,来解释矿井含水体、采空区及构造等地质异常体的范围和位置特征,建立了一套适合煤矿采掘过程中井下物探动态监测水害的技术方法。结果表明:对于掘进工作面,采用瞬变电磁法或直流电法可以较好地超前跟踪探测前方各类含水体;采用瑞利波法或反射波法可以较好地超前跟踪探测前方边界明显的构造、采空区等地质异常体;对于采煤工作面,采用瞬变电磁法或音频电透视法可以较好地探测采煤工作面区域各类含水体;采用无线电波透视法可以较好地探测采煤工作面区域构造等地质异常体;对于已掘巷道,采用瞬变电磁法或矿井直流电法可以较好地探测巷道区域各类含水体;采用瑞利波法或反射波法可以较好地探测巷道区域边界明显的构造、采空区等地质异常体。     

探地雷达在煤巷超前探测中的应用

在煤矿井下煤层巷道掘进作业中,对掘进前方进行超前探测,从而预知掘进前方的煤层异常情况,对于保障安全生产、预防突发性事故的发生有着十分重要的意义。探地雷达探测技术是一种快速、高效、经济、可靠的物探方法,将其应用于煤巷超前探测预报可以弥补超前钻探的不足,有利于提高煤巷超前探测的效率和可靠性。     

综合超前地质预报技术在大水矿山开拓巷道的应用研究

为保障大水矿山巷道开拓安全,根据地震波反射法、地质雷达、红外探水仪、瞬变电磁法在井下试验情况,结合井下巷道环境特点,提出了开拓巷道三级综合超前地质预报探测方案,在中关铁矿-260 m水平副井东巷进行了应用试验。结果表明,综合超前地质预报技术较单一物探方法精确性明显提高,减少超前钻孔50%以上,大大提高巷道掘进速度。     

探地雷达在煤矿巷道掘进探测岩溶中的应用

分析了同华煤矿扩大区的水文地质概况,鉴于其复杂严重的实际情况,进行了综合物探。介绍了探地雷达的原理及其在同华煤矿井巷探测岩溶水中的应用情况。应用结果表明,探地雷达是超前探测岩溶水的一种很好的工具,在巷道超前探测空洞、断层等的应用是可行的,对巷道掘进及安全生产具有指导意义。     

矿井综合物探技术在隐伏含水构造超前探测中的应用

为了准确探测煤矿掘进工作面前方隐伏含水构造,采用矿井远距离声波超前探测法和直流电法的综合物探技术,对焦作煤业集团赵固二矿掘进巷道隐伏含水构造进行了超前探测,结果表明:远距离声波超前探测法可以较好地探测掘进工作面前方隐伏地质构造异常体的位置和规模,井下直流电法可以查明构造异常体的富水性,综合利用这两种物探技术能够做到取长补短、对比验证,可在提高预报准确率的同时兼顾构造探测和富水性探测。     

煤矿水害精准探查钻探技术

为了保证煤矿井下安全生产,对煤矿水害精准探查钻探技术进行了系统的分析与研究。针对桑树坪煤矿3110工作面230 m皮带巷道物探探测结果,对富水异常区域布设探查钻孔,采用随钻测量定向钻探技术与常规回转钻探技术相结合的钻探方法进行区域探查试验。桑树坪煤矿现场试验结果表明,精准钻探技术能通过富水区域空间位置灵活布设钻孔的方式对煤矿井下富水异常区域进行探查,同时,可以有效地推断出地质异常区域范围,避免异常富水区域突水淹井事故,确保了桑树坪矿11号煤巷道的安全掘进,为煤矿区地质异常区探测提供技术支持,为煤矿井下安全生产提供保障。     

槽波勘探与煤矿巷道掘进工艺的融合技术研究

为了持续跟踪和探测巷道前方的地质异常,实现掘探一体化,克服探测与掘进工艺的冲突,研究了槽波勘探与煤矿巷道掘进工艺的融合技术,实现煤矿安全与快速掘进。研究了地震波的分类以及便携式槽波地震仪,建立了超前探测地质环境保障机制。建立的持续跟踪探测可以实现多次数据覆盖,通过对比前后数据,进行简单的数学运算后就能识别真、假反射信号,有效去除“虚反射”信号,提高探测的准确性。     

矿井地质雷达超前探测方法及应用研究

为保证煤矿安全施工与开采,落实"有掘必探"原则,达到准确识别矿井灾害源、降低风险的目的,采用地质雷达方法进行超前探测具有探测精度高、施工方便及处理解释高效的特点。通过对山西某煤矿进风巷和回风巷地质雷达探测的实际应用,分析了地质雷达的工作原理、探测方法及数据处理流程。采用50、200 MHz两种频率雷达对掘进巷道掘进工作面面进行超前探测,准确探测了前方50 m范围内地质情况。通过与掘进段实际揭露进行验证,探测显示的陷落柱、破碎带及煤岩交界面均与实际对应较好。结果表明,矿井地质雷达超前探测具有较好的探测效果,可以为巷道掘进提供有力的技术支持,是矿井超前探测的高效、高精度探测新方法。