采掘工作面顶板含水构造应用矿井瞬变电磁探查技术

一、引言长期以来,采煤工作面内和巷道掘进前方的地质构造异常、顶（底）板突水灾害等问题一直困扰着煤矿安全生产．而其中的水害是影响矿井安全生产最多的重大灾害,由于矿井突水迫使工作面停产、搬迁．造成人员伤亡的事故屡见不鲜。目前,直接探测矿井各种突水构造的物探方法主要有矿井直流电法勘探方法、无线电波透视法、音频电透视法、瑞雷波法、矿井地质雷达法和矿井瞬变电磁法等,矿井瞬变电磁法凭借其对低阻异常体反应灵敏,方向性强,体积效应小、横向分辨率高、工作效率高和成本低等优点．在探测隐伏含（导）水构造、充水钻孔、采空区积水等方面取得了很好的应用效果,因此矿井瞬变电磁法应用于井下探测是一种很有发展前途的电磁探测方法。     

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。     

时间域瞬变电磁法井下全方位赋水性探查研究

瞬变电磁方法对地下水反应敏感,而矿井瞬变电磁法又发挥了距离目标体近、分辨率高的特点,因此在矿井水害探查应用中具有广阔前景.采用加拿大产PROTEM-47瞬变电磁系统,通过不共面同轴偶极方式、共面偶极方式或者中心方式布置线圈实现了井下全方位探查.井下探查实践表明,矿井瞬变电磁法有效预测赋水性异常的深度(或者高度,或超前距离)可以达到110m,与岩层电性特征、完整程度、含水性等因素有关;钻探验证表明,地质解释具有相当高的准确性.     

瞬变电磁法在煤矿构造水害探测中的应用

介绍了瞬变电磁法的工作原理,利用矿井瞬变电磁技术对顶底板和迎头前方进行探 电磁法具有较好的方向性、较高的分辨率等特点,是探测矿井井下含水构造及其富水性的有 预测提供科学依据。     

瞬变电磁法在隐伏断层探测中的应用

瞬变电磁法——小线框大电流的瞬变电磁法,瞬变电磁法技术由于其具有抗干扰能力强、横向分辨率高、勘探深度大,工作方便等特点。除了用于金属矿勘探和地下水的探测外,还可以应用于工程地质勘察。本文以实例说明小线框大电流的瞬变电磁法技术在隐伏断层探测中的成功应用。     

顶板砂岩富水性的矿井瞬变电磁法探测

介绍了矿井瞬变电磁法探测技术的原理与方法，并以山东裕隆集团唐阳煤矿631综放工作面瞬变电磁法探测为例，分析了矿井瞬变电磁法在探测工作面顶板富水性中的应用。通过井下探放水钻孔及实际揭露资料验证，该方法探测工作面顶板富水位置和范围是非常有效的物探方法之一，能为井下水害预报和防治提供可靠依据。     

井下瞬变电磁掘进头超前探水技术

井下瞬变电磁超前探水技术,是一种新的探测技术。较好地解决了困扰煤矿多年的掘进巷道前方隐伏含水构造探测技术难题,而且探测效率、控制范围及准确性大大提高。     

袁店二矿断层构造复杂区物探技术应用研究

为了提高煤矿复杂地质构造判断的准确性,利用矿井震波超前探测和瞬变电磁法相结合的方式可进行有效探查.通过对袁店二矿断层超前综合探查,结果表明,综合物探技术对矿井复杂地质构造体分辨能力较强,对构造体的空间特征及其含水状况判断准确,超前探测效果较好,可为矿井安全稳定生产提供技术依据和保障.     

工作面底板岩层富水性的综合探测

以河北单候矿6105N工作面瞬变电磁法探测为例，分析了矿井瞬变电磁法在探测工作面底板富水性中的应用，并通过直流电法探测对瞬变电磁法探测结果进行对比验证，探测结果表明两种探测方法的成果较一致。两种方法的对比探测对于寻找工作面底板富水位置和确定富水范围非常有效，能为井下水害预报和防治提供可靠依据。     

带压综采工作面矿井综合物探及安全性评价研究

采用瞬变电磁法和无线电波透视法对大饭铺矿61114工作面带压开采区域进行导水通道和富水性探测,综合分析瞬变电磁法和无线电波透视法圈出的异常重叠区域,据此对带压开采区域进行安全性评价分析,提出安全开采措施。结果表明:矿井瞬变电磁法主要探明含水层范围及富水性,无线电波透视法主要探明煤层及隔水层构造发育情况,而两种方法探测的异常体重叠区域则可能既有含水体,又有导水通道,为带压综采工作面防治水工作重点区域;对于井下综合物探圈定的重叠异常区需要进行提前打钻验证,当揭示存在富水构造异常区时,及时进行安全分析,必要时需实施注浆封堵导水构造或留设防水煤岩柱,保证工作面的安全采掘。     

孔庄煤矿Ⅱ5采区底板奥灰水综合探测技术应用

孔庄矿Ⅱ5采区两条下山施工中突遇落差约170m的断层组,使得主采煤层7煤距奥灰不足80m。通过采用瞬变电磁法、并行网络电法、反射共偏移地震法和矿井震波超前探测法等综合物探方法探测115采区两条下山距奥灰顶界的距离以及底板水的赋存情况,为安全掘进提供了准确地质依据。最终采区设计方案根据探测结果进行了调整。     

探地雷达应用于植物粗根探测的研究进展

应用探地雷达开展植物粗根探测始于1999年,经过15年的验证与发展,其粗根探测的有效性和精度已在不同探测物种和不同实验条件下得以证实。作为一种非侵入性的地球物理探测手段,探地雷达探测粗根的方法不但克服了传统根系调查耗时费力且破坏性较大的限制,并使得野外大面积重复性粗根观测成为可能。近几年,探地雷达粗根探测在粗根雷达信号正演模拟方法的建立,影响粗根探测精度的敏感因素分析,粗根生物量反演方法的改进和根系三维结构的重建等方面取得了进展,完善了探地雷达探测粗根的方法和流程,拓展了非侵入性根系探测的研究范围。随着探地雷达系统、数据处理软件和雷达数据采集方式的进一步改进,探地雷达在根系探测领域必将展示出更大的潜力。     

基于改进空气介质及钢筋埋深度测试法地质雷达自校方法

随着地质雷达在工程中的广泛运用,物探结果逐渐由定性分析向定量分析转变,因此地质雷达准确的测量精度就显得尤为重要。为了探寻简单、可操作的校核方法,在已有的规范基础上,通过改进空气介质法、钢筋埋深深度测试法,对不同分辨率的地质雷达天线进行了校准检定工作。研究结果表明,设计的两种评定方法测得的地质雷达示值误差及变异系数在规定的误差范围内,可见该两种方法满足地质雷达的校核精度要求,且方法简单科学,便于操作人员进行地质雷达校核工作。     

综合超前地质预报技术在隧道浅埋段中的应用

赋存在地下的岩土体受到的应力、温度、构造、地震等作用,导致介质复杂多变,物探解译具有多解性,采用单一的探测手段对地下岩土体展开探测,有许多局限性.为提高探测的精度和准确度,以地质勘察资料为基础、地表地质调查和地质雷达相结合的综合超前地质预报对漆树坪隧道掌子面前方的不良地质体展开探测,实践证明该方法有效可行.     

井下瞬变电磁技术在含水陷落柱治理中的应用

鉴于瞬变电磁法在探测含水地质异常体时优于传统钻探、物探的特点,利用其对东庞矿2903工作面突水陷落柱和范各庄矿10#导水陷落柱进行了监测,结果表明,井下瞬变电磁动态监测技术在含水陷落柱注浆治理过程中是一种有效的动态评价方法。     

高分辨率电法在复杂采空塌陷区的探测研究

采用高分辨率电法对吉林省九台市营城煤矿采空塌陷区进行探测.实践证明,高密度电法、瞬变电磁法和探地雷达等在研究采空塌陷区的空间分布特征上均具有很好的作用.通过采用新的数据处理方法技术,取得了理想的探测效果,为今后开展采空塌陷区的探测与研究提供了借鉴.     

新汶华丰矿井巷松动圈探地雷达实测研究

以华丰煤矿典型巷道围岩松动圈的实测资料为基础，分析了配置２００ＭＨｚ 天线的探地雷达用于探测巷道围岩松动圈的科学性，探测深度小于１０ｍ 、探测精度达０．０５ｍ ，满足确定巷道围岩松动圈边界的基本要求．得出巷道围岩松动圈的发育具有结构特点，其中软弱结构起关键作用，开辟了探地雷达的应用领域     

基于瞬变电磁法的整合矿井火区分布探测方法

 针对资源整合矿井火区探测中普通探测技术耗时长、工程量大,且难以直接定位火区范围等问题,研究了基于瞬变电磁法的火区分布探测方法。以北祖矿为例,在井下全空间条件下,结合地质资料和现场地质情况,采用瞬变电磁仪对北祖矿9209 风巷上覆煤层进行超前探测和剖面探测,反演计算形成超前、剖面视电阻率图,根据巷道上覆煤层在视电阻率图中的响应特征,通过定性分析确定巷道上覆煤层的自然发火区域。结果表明,基于瞬变电磁法的整合矿井火区分布探测方法能够准确定位火区分布范围,可为打钻探测及灌浆堵漏等矿井防灭火工程提供科学依据,明显提高工程效率及效果。     

城市道路病害特征地质雷达正演模拟及快速识别

地质雷达(ground-penetrating rader,GPR)探测是城市道路病害探测的主要手段,随着技术的更新,实现了从二维到全三维探测的过渡,但数据解释还是以常规的波形特征和振幅特征分析为主的剖面和平面异常解释,存在解释工作量大,异常识别难度大,漏判、错判率高等特点。为提高地质雷达数据解释速度和精度,通过对路面检测中常见的异常体(空洞、积水区)正演模拟,并结合实际案例分析,研究异常体的频谱特征,提出基于数学变换的频谱分析方法,实现对空洞、积水区的快速识别。结果表明,基于频谱分析的频谱剖面异常特征明显优于振幅剖面特征。     

南丹长坡尾矿坝五种植物富集重金属的生态调查

为寻找适合矿业尾矿废弃地生态恢复和植物修复的植物,有效的进行矿业尾矿废弃地植被生态恢复,本文调查分析广西南丹长坡矿堆存50年之久的尾矿坝上的灯心草、节节草、类芦、莎草和醉鱼草的覆盖度、生物量以及植物体内的重金属含量。结果表明：这5种植物覆盖度超过40％,高度超过40cm,为该尾矿坝的优势植物,且具有较高生物量,特别是类芦、灯心草和莎草,生物量均超过20g／株（干重）,说明这些植物适合尾矿坝环境。对重金属有很高耐性。5种植物中,类芦地上部分Zn含量最高为286．45mg／kg,醉鱼草地上部分Ph和Cd含量最高,分别为148．46mg／kg和5．54mg／kg,都未达到超富集植物标准,考虑到高生物量和重金属的耐性,这5种植物在矿废弃地生态恢复和植物修复中都有一定应用价值。此外,5种植物对重金属的转运能力有较大差异,其中醉鱼草对3种重金属的转运系数均超过1,其转运机理值得进一步探讨。