矿井突水地质构造富水性的探查技术

岩溶陷落柱、断裂、老窑采空区是引起矿井突水的主要地质构造。在对比研究了各种物探方法应用条件的基础上,采用三维地震查明地质构造的类型、大小及分布范围,利用瞬变电磁法和SYT电磁测深技术探查构造的富水性。研究表明,地层的富水性与其视电阻率大小具有一定的相关性,富水的地层视电阻率值较低,反之视电阻率较高。根据横向和纵向电阻率等值线图分析地质构造的富水性,为矿井突水危险评价提供地质依据。淮南矿区突水地质构造探测结果显示:在探测区内发育两个陷落柱,西北部的陷落柱无水,东部陷落柱富水程度高。实际巷道揭露资料与探测结果基本吻合,该物探方法组合不失为探查地质构造富水性的一种有效手段。     

瞬变电磁法定量评估河流流域开采区富水性技术

为了查明河流下渗对露井联采采空区和回填区影响的范围及程度,采用瞬变电磁法对鄂尔多斯呼和乌素沟与乌兰木伦河附近井工开采采空区及露天开采回填区进行探测试验,根据距离河流的远近不同从"线、面、体"等角度全方位分析电性响应特征情况,并结合物探区域内钻探抽水试验结果,探讨瞬变电磁法定量探测富水性的可行性。结果表明:瞬变电磁法可精确勘查河流流域露井协采煤矿浅埋深地质异常体(埋深不超过150 m)富水范围及强度,河流附近不含水(或弱含水)采空区高阻特征明显,而河流附近含水回填区低阻特征明显;附近河流对回填区影响较大,横向可达500 m,回填区呈现明显的富水"漏斗",横向影响范围随深度增加缩小,富水强度随深度增加也减弱,基本与露天剥离回填空间范围相吻合,而附近河流对采空区及上部岩层影响较小,横向不超过80 m,纵向主要影响采空区上部含水层,对采空区补给较少,采空区基本不含水(或弱含水);尝试建立钻孔单位涌水量与视电阻率之间的关系式,并用瞬变电磁法定量探测区域单位涌水量从而确定富水性等级。     

瞬变电磁法在龙山煤矿防治水中的应用

为了探明龙山煤矿地下水的分布情况,以便于制定相应的防治水措施,采用瞬变电磁法对该地区地下水进行了探测,借助TEMIX XL v8软件进行层状反演解释,导出电阻率拟断面图,并结合地质特征,对矿区富水区进行了分析、对比及研究。结果表明:矿区含水分布与电阻率对应度十分明显,电阻率随含水量的增加而降低。在矿区内石炭系灰岩视电阻率约小于40Ω·m为富水异常区,视电阻率约小于30Ω·m为强富水异常区;在测区内石炭系灰岩视电阻率约小于75Ω·m为富水异常区,视电阻率约小于60Ω·m为强富水异常区;奥陶系灰岩视电阻率约小于90Ω·m为富水异常区,视电阻率约小于70Ω·m为强富水异常区。该研究工作对于龙山煤矿有针对性地制定防治水措施、减少矿井灾害具有实际指导意义。     

煤层气富集矿井采空区瞬变电磁波场变换成像技术

煤矿采空区及采动裂隙是煤层气富集、渗流及赋存的重要载体,精准探测采空区位置及采动裂隙成为煤层气开采的基础工作.基于波场变换理论,采用非线性阻尼最小二乘算法对波场变换积分方程进行反演计算,开展了全空间响应校正及波场数据处理,阐述了矿井瞬变电磁合成孔径工作方法,进行了采空区三维模型波场成像数值模拟,在晋城煤层气富集矿区开展了巷道掘进超前及工作面探测工程应用试验.研究结果表明:波场变换成像技术能够提取瞬变电磁信号中的电性界面信息,对采空区及采动裂隙的富水边界反映明显,钻探验证结果同波场成像及视电阻率综合分析成果吻合,该技术可降低体积效应对采空区及采动裂隙解释工作的不利影响.     

综合物探技术在矿井防治水中的应用

重点介绍了地震勘探和电法勘探在探测煤矿新生界“天窗”及其富水性、煤矿采空区及其富水性范围、陷落柱及其富水性、断层导水性等方面的应用，其结果表明采用综合物探技术进行探测能够取得很好的效果。     

瞬变电磁超前探测技术在昭阳矿掘进中的应用

本文介绍了矿井瞬变电磁探测技术的基本原理、视电阻率计算公式、装置与施工技术及数据处理特点,并在昭阳煤矿三水平副下山巷道掘进的迎头进行了现场应用,探测结果表明,通过对采集到的数据进行处理,绘制视电阻率等值线断面图,结合地质资料可以准确判定地质异常区域的位置和富水性强弱。     

瞬变电磁法在富源县阿形煤矿采空区勘查中的应用

利用物探手段主要是"瞬变电磁法",进行实地探测以初步确定采空区范围,未开采区域主要寻找断层富水区段。通过对探测数据的综合分析,获取了采空区、地层、富水断层的物性参数,以定性和定量分析相结合的方法,划分出了地层、断层富水区段和采空区的范围。     

矿井探水工程技术实践

针对煤矿采空区透水事故频发的问题,采用瞬变电磁法对采空区分布及其积水情况进行物探。确定瞬变电磁法在正常煤层、采空区和积水区的视电阻值范围,圈定采空区边界及范围效果好,分辨率高,提高了采空区及其积水情况的探测效果。     

基于瞬变电磁法的采空区含水体分布探测

为探明采空区含水体层次结构、展布范围以及富水状况,以黑龙江省鸡东县某矿为例,根据不同赋存状态下岩层、煤层、采空区及其含水层电阻率的差异,采用PROTEM瞬变电磁仪进行地面探测,分析采空区含水体的二次场变化情况,捕捉低阻异常体,进而反演成像。结果表明：测区内局部地段塌陷裂隙、断层发育明显;1、3号异常区为采空区含水体,2号异常区为断层裂隙含水体。瞬变电磁法探测结果与现场钻探结果一致。该方法为煤矿防治水工作、煤矿水害事故应急救援及煤炭资源整合提供了可靠的技术支持。     

瞬变电磁法在腾升煤矿探放水中的应用

在河南省郑州登封腾升使用矿井瞬变电磁法探测洲区内采空区积水范围及采空区边界、探查测区内断层的含导水性情况以及工作面底板富水构遗，取得了较好的效果。     

基于高密度电阻率法的铁矿山采空区数值模拟

应用高密度电阻率法,以鞍山—本溪地区铁矿山主要岩矿体电阻率值的实测结果为基本参数,选用适合现场作业的温纳和偶极两种装置,并根据现场地质情况建立简单地质条件、围岩存在和复杂地质条件三种空区探测模型;详细分析了不同地质条件下的地电场分布规律和空区异常反映特征.结果表明,不等电性地质体的存在影响了空区异常的反映,空区异常在复杂地质条件下往往以次级异常或弱异常的形式显示.应用该模型对鞍山—本溪地区铁矿山空区探测结果进行解译,准确地推测了多处空区,证明了该模型在铁矿山采空区探测中的有效性.     

可控源音频大地电磁法在潍日高速公路测区应用为例

精确探测地下不明采空区的分布情况,对生产和工程施工安全起着至关重要的作用。基于此,本文采用可控源音频大地电磁法（Controlled-Source Audiomagnetotellurics,简称CSAMT）对潍日高速公路下伏煤矿采空区的分布情况进行精确探测。首先,通过野外多次现场试验,确定最佳采集参数,以获取高品质原始数据;其次,对采集数据进行异常点剔除,并采用中值滤波空间法进行静态校正去噪;然后利用处理后的数据进行反演,得到高分辨率电阻率断面图。通过处理前后电阻率断面图的对比,结果表明处理后的采空区形状更加清晰、位置更加准确。最后,利用测区采空区解释反演结果进行钻孔布设,其反演预测结果与实际钻井基本吻合。     

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。     

高密度电法在非煤矿山老窑采空区探测中的应用

由于矿山开采存在不明废弃老窑及采空区、老窑采空区资料不详、边界和积水情况不明等问题,矿山生产存在严重安全隐患。本文以湖南冷水江某金属矿山老窑采空区探测为例,采用高密度电法实施了4条物探测量剖面,经数据反演处理解译,共推断出8个采空区异常,其视电阻率特征均为高阻异常,显示其均为非充水采空区,根据已有矿体产出形态,推测采空区体积共约2 484 m³,基本确定了采空区的整体情况。     

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.     

龙桥铁矿复杂采空区的探测及处理方案

安徽省庐江县龙桥铁矿-320 m水平采空区,发生局部塌落导致现有采空区形态不详,为保证下部矿体正常安全开采,在地表不允许塌落的情况下,采用留设隔离矿柱的方案来隔离上部采空区.在钻孔探测确定采空区形态的基础上,应用FLAC3D程序建立三维数字模型,分析了留设不同厚度隔离层对整个采空区应力分布的影响及自身稳定程度.结果表明:留设25 m厚的水平隔离矿柱可以有效地分担地压分布情况,能够保证下部矿体安全开采.