基于三维高密度电阻率法的露天铁矿山采空区精准探测

针对露天铁矿山地下隐伏采空区精准探测的技术难题，以某露天铁矿山实际矿床地质特征和不同岩矿体电阻率值为基础，建立三种异常识别模型，分析横向电性不均一条件下采空区的异常响应特征，得到了地电场分布规律并通过现场试验进行应用研究.结果表明：异常识别模型能够较准确地模拟地电场分布；三维高密度电阻率法在大面积探测工作中能够有效克服二维高密度电阻率法体积效应对采空区位置精准判别的干扰，减弱了异常扩展等效应.     

辽宁本溪贾家堡子铁矿成矿特征及成因类型浅析

辽宁鞍山—本溪地区是我国最重要的沉积变质型铁矿矿集区,从上世纪以来,相继发现了一批超大型、大中型铁矿,诸如弓长岭铁矿、北台铁矿等.本溪贾家堡子铁矿是我省近期通过航磁异常所发现的又一处中型铁矿床.该文通过对该矿床地层、构造、岩浆岩及磁异常等方面分析,详细阐述了该矿床成矿的地质特征、地球物理特征、矿床成因及找矿标志.     

应用综合电阻率法勘察隐伏断层

探讨隐伏断层在复杂地质条件下的具体位置和形态,进而保障隧道开挖施工的顺利进行.采用综合电阻率法探测拉林线某隧道开挖纵断面顶部的断层发育状况,通过对复杂地质条件下视电阻率异常的综合解释,结果表明“串珠状电阻率异常”和“大小极距交点位移”真实地反映出隐伏断层所在的位置和形态,且通过钻探得到了验证.对隧道隐伏断层的地球物理勘探手段应以综合电阻率法为主.     

复杂地质环境下255大巷附近地质异常地质雷达探测研究

玲珑金矿255主运巷处于复杂的地质环境条件下,构造活动带岩土体动力稳定性和岩体结构探测与地质超前预报是工程有效治理的前提.依据现场雷达探测分辨率要求,选定250 MHz屏蔽天线探测,找到空区隐患的准确位置和围岩特征,为255主运巷后期的加固与治理提供了依据.     

深部矿井底板隐伏含水构造瞬变电磁探测应用

介绍了瞬变电磁法视电阻率计算和时-深转换基本原理;根据现场地质水文资料,并结合实际巷道工作面操作环境,应用PROTEM EM-47HP系统,对12051工作面底板开展隐伏含水构造探测,印证了该系统对低阻异常体敏感、定向性好、精度高的特点;利用BETEM后处理软件分析数据,经正-反演处理得到底板地层视电阻率断面图和顺层剖面图,初步确定了存在突水危险的隐伏含水构造异常区,为下一步钻孔查证提供了依据。     

基于APDL的隧道直流聚焦电场仿真

结合隧道直流聚焦地质超前预报电法技术,选取掘进机数个刀头作为主电极,通过刀盘的旋转进行扫描模式的地质超前探测,预测掘进掌子面前方潜在灾害体.采用ANSYS参数化设计语言(APDL)进行二次开发,对聚焦电场进行有限元仿真,求解不同地电条件下的三维电阻率模拟的异常特征,同时观察稳定电流场的变化.结果表明:该方法能实时、直观、准确反映出隧道掘进掌子面前方异常地质体的位置,有效减少旁侧干扰物对探测结果的影响.     

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。     

基于CMS的隐患空区三维特征信息获取

在三维激光扫描原理基础上,针对井下不同作业环境提出了相适应的隐患空区激光探测系统(CMS)现场探测方法,即空区底部探测、封闭空区探测和通过空区上部通道探测.针对探测原始数据格式及其特点,研究了CMS空区探测点云数据过滤与探测数据拼接的原理,提出了多点扫描数据的拼接方法,实现了空区探测原始点云数据格式的转换,为建立空区三维实体模型提供了数据基础.结合Delaunay三角网剖分法,提出采用矿业软件Surpac构建可视化程度更高、可编辑性更强和实用性更好的空区三维模型方法,并将该技术成功应用于广西高峰矿复杂隐患空区三维特征信息获取及其可视化中.研究表明,采用该方法获取的空区三维特征信息为矿山实施空区评价与治理、开采质量控制、资源有效回收方案制定提供了技术支持.     

勉略宁地区鱼洞子群鞍山式铁矿成矿条件分析及找矿前景评价

针对处于勉略宁地区鱼洞子群原岩恢复、成岩、成矿时代、古大地构造位置展开论述,并将矿床(点)地质特征与我国典型鞍山式铁矿进行对比论证,认为,鱼洞子群“源”、“时”、“位”、“相”等成矿条件优越,是一个良好的寻找鞍山式铁矿靶区,具有较大的找矿前景.     

高密度电阻率法在环境工程地球物理勘探中的应用

当前环境工程地球物理勘探中,高密度电阻率法在具体应用中有优于其他方法特点。文章从直流电法的偶机断面异常分析入手,分析了同一地电条件、同一电极排列下三种最常用装置下测得的视电阻率的相互关系,提出用T比值参数突出高阻异常,可以准确地进行溶洞探测;同时将此方法应用于一个溶洞探测实例,说明应用该方法技术探测溶洞异常标识明显、能进行定性及定量解释、工作效率较高。     

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。     

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.     

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。     

CSAMT在隐伏金属矿勘查中的应用研究

以江-绍拼合带四都高塘隐伏多金属找矿区的地质与地球物理特征为基础,通过采用CSAMT法实地勘查和数据的预处理及反演等研究,较好地给出了低阻异常带及断层的位置,其特征是卡尼亚电阻率拟断面图为低阻区,而在相位断面图上表现出视相位较高,并且在断层处其较低频率的相位值具有横向突变的特征。该研究解释的地质成果不仅得到了钻孔验证,而且得到了具有工业价值的铜矿体。该研究所给出的数据处理方法和有关参数对在该区寻找地下隐伏矿体具有较大的实用价值。     

瞬变电磁探测技术探查采空区分布研究

采用瞬变电磁探测技术对山西古县晋辽下辛佛煤业有限公司矿区进行地面探测,结合采空区的视电阻率呈现高阻特征,通过视电阻率分布情况查明矿井采空区分布范围。并从剖面探测成果及水平切片探测成果上,综合分析采空区的导、富水性得出了采空区及异常区在煤系地层中的富水性及其分布范围,为井下水害预报和防治提供可靠依据。     

双频激电法在云南勐板铅锌矿区中的应用

勐板铅锌矿区位于云南西部的保山地块中,该区复杂的地质构造活动为铅、锌等金属矿床的形成奠定了良好的成矿地质基础,但也极大地增加了矿产资源勘查的难度。为进一步探索勐板矿区的矿产资源储备前景,基于岩(矿)石标本物性分析和现场的试验结果,发现该区含矿的岩体可产生明显的激电异常。故在研究区范围内部署多条激电中梯剖面,圈定出9个异常区,综合化探、地质资料成果,确定了5个重点找矿靶区。基于上述工作,在重点异常区布设两条激电对称四极测深剖面,对重点异常体的深部纵向分布和延伸进行探索。以研究矿区横纵向激电响应特征为主,地质、化探成果为辅的综合找矿方法技术组合,可为云南勐板地区及其邻区或类似地区的矿产勘查工作提供一定的借鉴。     

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。     

采空区危险性的支持向量机识别

针对采空区危险性影响因素与其危险性等级之间存在着复杂非线性关系的特点,笔者提出采用支持向量机最优分类理论来识别采空区的危险性等级。研究选取岩体结构、地质构造、岩石抗压强度、弹性模量、采空区形状、矿体倾角、高跨比、空区体积等8个参数作为主要影响因素,根据支持向量机理论,提出了1-V-1的采空区分类算法,并在Matlab中编程,建立了分类预测的SVM模型。以某矿山的实测采空区为例,利用该模型进行了识别,并与BP神经网络预测结果作对比。实例研究表明,采用该方法的分类结果比神经网络更准确,与采空区调查结果一致性好,用支持向量机理论进行采空区危险性评价是可行的。     

复采条带煤柱沿空掘巷稳定性研究

详细分析了条带煤柱复采时沿空掘巷的支护特点。预板锚杆对沿空掘巷的总体稳定性无法起到有效的控制作用,只有提高围岩的强度,发挥围岩的自承能力才能对巷道起到有效的支护作用。针对岱庄煤矿矿2351工作面的具体地质条件确定了具体的支护方式。通过对巷道的支护效果监测分析在该支护方式下,巷道两帮及预板在巷遭开挖初期变形明显,两帮变形尤其是非生产帮变形明显大于项板变形;由于采空区上方顶板跨落倾斜作用于非生产帮外侧,非生产帮2．2m处所受压力大于1．0m处所受压力;巷道掘进完成以后变形和压力仍然有所增加,但最终趋于稳定。研究表明采用高强度左旋连续螺纹锚杆加低松弛预应力错索的联合支护方式能够保证巷道两帮及顶板围岩的稳定性。     

急倾斜厚煤层采空区稳定性分析及注浆治理效果评价

以某急倾斜厚煤层采空区为对象.首先,通过数值模拟软件进行空区形成模拟,分析最大主应力与竖向位移特征,结合实测数据评价模拟的符合性.结果表明:空区上覆岩层偏向下山煤柱处、上山煤柱偏向下伏岩层处、上覆岩层与上山煤柱交汇处随着集中应力的减小而初期破坏减弱;空区下伏岩层偏向上山煤柱处、下山煤柱与下伏岩层交汇处、下山煤柱偏向上覆岩层处随着应力的增大而初期破坏增强;地表模拟与实际沉降量高度吻合,可以反映空区围岩实际情况.其次,进行空区煤柱失稳模拟,分析并评价围岩的稳定性.表明空区场地最大剩余沉降量为0.3～0.9 m,能破环建筑地基,空区围岩处于失稳状态.最后,模拟空区注浆充填治理,结合现场监测数据评价治理效果.表明现场与模拟监测点最终竖向位移差值在-2.3～8 mm范围,两者基本一致,注浆治理效果显著.可见注浆充填法能有效治理当地类似急倾斜厚煤层采空区失稳问题.