瞬变电磁法对多种采空区的探测精度

由于煤矿不断向深部开采,很多煤矿出现了不同深度、不同层次的采空区,而且大部分采空区还存在积水,给煤矿的安全生产带来隐患.为了提高瞬变电磁法对各类采空区的探测精度,建立了高、低阻电性不同的双层采空区组合以及同一开采水平面相邻采空区组合的电性模型进行数值模拟,研究它们在不同层间距或不同水平距离下的电磁场响应规律.结果表明:双层采空区的存在会使瞬变电磁响应变得复杂,增大解析难度;瞬变电磁法易于穿透高阻层,下层采空区的响应容易受到上层低阻屏蔽的影响;瞬变电磁法能够分辨一定层间距的高阻-低阻双层采空区,其他双层采空区难以分辨;瞬变电磁法容易分辨相邻采空区,不同电性的相邻采空区分辨能力也有所不同.     

瞬变电磁探测地下洞体的可行性分析

针对工程建设中常见的地下洞体,从理论和实际应用两方面分析了用瞬变电磁法进行洞体探测的有效性及地下洞体瞬变电磁响应的物理过程和响应特征,给出了地下洞体的数学模型以及球坐标下地下洞体在阶跃电流激励下的瞬变电磁响应表达式。利用瞬变电磁法,对某煤矿的地下采空区进行了探测,其解释结果与钻探资料吻合得很好,证明了在工程勘察中利用该方法探测地下洞体的可行性和有效性。     

瞬变电磁探测地下洞体的可行性分析

针对工程建设中常见的地下洞体，从理论和实际应用两方面分析了用瞬变电磁法进行洞体探测的有效性及地下洞体瞬变电磁响应的物理过程和响应特征，给出了地下洞体的数学模型以及球坐标下地下洞体在阶跃电流激励下的瞬变电磁响应表达式。利用瞬变电磁法，对某煤矿的地下采空区进行了探测，其解释结果与钻探资料吻合得很好，证明了在工程勘察中利用该方法探测地下洞体的可行性和有效性。     

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。     

瞬变电磁法在探测煤田采空区积水中的应用

在介绍测区地质概况的基础上,利用瞬变电磁法对同煤集团塔山煤矿采空区及采空积水区进行探测,在已知地质钻孔附近进行了参数选择实验,并根据高阻为采空区,特低阻为采空积水的地球物理原则,指导后期资料解释。     

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。     

瞬变电磁法在煤矿采空区探测中的应用

采空区的存在对煤矿区的生产、人民财产安全和工程建设造成极大的安全隐患,通过地球物理方法有效地探测采空区的位置、范围、深度,成为解决上述问题的关键。由于瞬变电磁法对于采空区积水探测效果极佳,探测深度也较大,因此本文从采空区地球物理特征入手,分析瞬变电磁法探测采空区的基本原理,结合工程实例说明瞬变电磁法可有效地实现对采空区的探测,为采空区的综合治理提供可靠的地质资料。     

基于电磁场合矢量的陷落柱三维模拟及其探测

为了了解瞬变电磁场在含水陷落柱中的传播过程及电磁场响应特征,为瞬变电磁法超前探测掘进头前方的含水区提供理论支撑。建立矿井全空间含水陷落柱的地球物理模型,采用基于Yee网格的三维时域有限差分算法,模拟了电磁场的扩散过程,分析了在含水陷落柱影响下的全空间瞬变电磁场的时空分布特征,对电磁场某一方向上的分量进行了分析,并首次基于电场合矢量进行了详细描述,分析了电场合矢量的传播规律及响应特征,最后通过数值模型算例以及实际应用来验证瞬变电磁法探测含水陷落柱的有效性和适用性。结果表明：数值模拟采用适合瞬变电磁场计算的CPML(卷积完全匹配层)边界进行求解,可以减弱截断边界对计算结果的影响;模拟过程中含水低阻体能够显著地影响瞬变电磁场扩散过程,随着感应电场向上下空间不断地扩散,由于电场EX、Ey和Ez至少有两个极值的存在,若电场的畸变较小时,变化情况容易被淹没,一定程度上影响了异常体位置的准确判定,说明仅利用单一方向场量不利于分析低阻异常体的确切范围;而用合矢量来描述电磁场的扩散过程,感应电场合矢量仅有一个极大值,位于图形中心,感应电场此时已经到达低阻陷落柱内部,电场的分布受到陷落柱的的显著影响,用合矢量来描述电磁波的扩散情况,可精确分析出异常体的位置,更能体现低阻体的电性、形态、位置等特征;实际应用也表明瞬变电磁法不仅可以探测到掘进头前方的含水陷落柱,还可以确定其方位和距离,说明数值模拟和实际应用都表明瞬变电磁法是探查含水陷落柱的有效方法之一。     

瞬变电磁法在煤矿老空水探测及断层含水性评价方面的应用

介绍了地面瞬变电磁技术的应用特点、工作原理及方法;阐述了瞬变电磁法在煤矿采空区积水探测、断层赋水评价方面的应用效果;圈定了采空区的范围、积水区域及易突水地段;为煤矿安全施工提供了依据。     

浅析平朔安太堡矿区采空区瞬变电磁异常特征

应用瞬变电磁勘探方法对平朔煤矿采空区进行勘查,介绍了瞬变电磁法野外数据采集技术,并对采空区的瞬变电磁法视电阻率异常特征进行了分析,推断了采空区平面分布范围并经钻探验证。通过对瞬变电磁资料、地调资料、钻探资料综合解译,分析了平朔煤矿安太堡矿区不充水采空区瞬变电磁法呈现低电阻率异常特征的原因。