物探新技术在煤矿防治水方面的应用
多种物探方法在煤矿回采工作面防治中的应用
多种物探方法在煤矿回采工作面防治中的应用摘要:多种物探方法在煤矿回采工作面防治中的应用具有重要的意义。
它们可以提供关键的地下信息,帮助煤矿管理者和工程师了解煤层和地下构造的情况,预测地质灾害的风险,并制定相应的防治措施,从而保障煤矿的安全生产和工人的生命安全。
基于此,文章主要分析了多种物探方法在煤矿回采工作面防治中的应用,以某矿12407工作面为例,运用三种物探方法探测工作顶板上方基岩含水层的富水性及工作面内部地质构造分布情况,为下一步防治水与工作面回采工作提供参考依据。
关键词:多种物探方法;煤矿回采工作面防治;应用1多种物探方法在煤矿回采工作面防治中应用的重要性多种物探方法在煤矿回采工作面防治中的应用具有重要性。
以下是一些重要的物探方法及其应用:(1)电法。
电法是通过测量地下介质的电阻率变化来识别和划分煤层和煤与瓦斯突出区域。
通过电法勘探可以确定煤层的厚度、位置和质量,并预测瓦斯突出的风险区域,为煤矿回采工作面的布置和防治提供重要的参考。
(2)震源地震法。
震源地震法是通过人工震源激发地下的地震波,利用地震波的传播特性和反射、折射等地震波现象来获取地下介质的信息。
在煤矿回采工作面防治中,震源地震法可以用于检测矿层的变形和断裂情况,预测煤与矿震的风险,避免灾害的发生。
(3)磁法。
磁法是利用地下介质的磁性特性来探测地下矿体和岩层的方法。
在煤矿回采工作面防治中,磁法可以用于测量煤层的磁性差异,判断煤层的走向、倾角和分布情况,以及探测煤与瓦斯突出等地质灾害的风险。
(4)雷达法。
雷达法是利用地下介质对雷达信号的反射和传播特性来获取地下结构信息的方法。
在煤矿回采工作面防治中,雷达法可以用于识别煤与瓦斯突出的裂隙和岩层的变形,帮助预测瓦斯突出的风险,并指导回采工作面的布置和防治措施。
2方法原理2.1音频电穿透法矿井音频电穿透法是一种利用电法探测技术在煤矿井下进行观测的方法。
它基于煤系地层在纵向和横向上的物理特性变化规律,并考虑到井下裂隙充水等因素对电性的影响。
矿井物探技术在煤矿防治水中的应用
煤
炭
工
程
等勘查 、测试 、实验 、模拟 、计算技术手段 ,突破 了 6项关键核心技术 ,研究解决 了一种新类型煤矿 突水一动力突水 “ 水源 、通道 、动力源 、突水机理和水害防治技术 ”等 5个关键问题 。 坚硬顶板类型在我 国大同 、阜新 、京 西 、新汶 、南 桐 、淮南 、淮北 等煤 矿 区及许 多 金属矿 山存 在 ,在前苏联 、波兰 、印度 、南非等 国家也存在 ,随着矿山开采深度 的增加 ,动力突水 的可能性和危 害程度都在增加 。本研究取得 的 “ 动力 突水 ”理论 和防治技术 创新成果 ,经生产 实际应用 ,确保 了 突水事故面安全恢复生产 ;并 在类 似条件 的安徽 、山东 矿 区 2 个 采煤工作 面成功推广应 用 ,产生 了 5
项 目总体研究成果实 现 了小 浪底 水库 蓄水 、水 头压力 约 达 3 P M a条件下 的安 全开采 ,项 目试 采 1 1 1 10 4 4 、l2 1和 11 1等 工作 面 ,产 出煤 炭 15万 t 49 6 ,不仅 缓 解 了生 产 接 续 紧 张 局 面 ,而 且 给 该 矿 井 带来 了巨大的经济效益 。以 目前煤炭价 格 3 0 t 2 计算 ,已新增 产值 4 9 6 元 ,扣除成本 24 .5 亿 0 t ,吨煤利润为 10 ,新增利润 16 0元 .5亿元 。项 目执行期 内共产 出煤炭 4 5 t 值 1. 8 元 ,扣除成 本 2 4 32 亿 0 t ,吨煤 利润 为 10元 ,新增 利润 48 4亿元 。 0 .1 新安煤矿煤炭总储 量 22 . 5亿 t ,面积 5 . k 0 3 m ,其 中井 田面 积的 4 %位 于小浪底 水库 淹没之 下 ,约 0 2.k 17 m ,总压煤达 12亿 t . ,按 6 %采 出率计算 ,可采出原煤 0 8亿 t 0 . ,以 目前 煤炭价格 3 0 t 0 元/ 计 算 ,可新增产值达 20亿元 ,可延长矿井 服务年限 5 4 7年。
矿井物探方法在煤矿的应用
Du a n Qu y u
( Xi a o ni u Co l l i e r y,G u i z h o u Br a nc h,J i a n g x i Co a l I n d us t r y Gr o u p Co.,Lt d .,S hu i c h e n g,Gu i z h o u 5 5 3 0 0 0)
较大范 围( 深 度) 的 探 测 目的 物 进 行 探 测 , 是 其 它 勘 探 方 法
所不能及 的, 在煤矿 得到了越来越广泛 的应用 。
1 在 煤 矿 应 用 的 效 果评 价
瞬 变 电磁 法 是 在煤 矿 使 用 较 多 的方 法 之 一 , 其 基 本 原
理 是 通 过 不 接 地 电 路 回线 发 射 脉 冲 电流 作 为 场 源 , 激 活 探 测 目的 物 使 其 感 生 二 次 电 场 , 在 脉 冲 的 间 隙 期 间 测 量 随 时
地 下水 具 有 低 阻 、 良导 体 、 流动 、 流 量 随 时 间 变 化 等 特 性 。如 果 用 三 维 方 法 才 能 确 定 固 体 矿 产 的 赋 存 位 置 , 那 么 确定地下水 流 的赋存 位置 , 就 要 用 四维 方 法 。UMF 系 列
推 测 为 裂 隙 孔 隙异 常 ; C组 在 断 面 图 上 视 电 阻 率 呈 低 电 阻 率异常 , 视 电阻 率值 小 于 2 O n・ m, 等值 线稀 疏 , 呈 板 块
从 图 中分 析 的结 论 是 :A1在 剖 面 3 0 0 m处 一1 7 0 m
左右 , 视 电阻率 等值 线 圈闭 , 形 状 近 似 椭 圆 。视 电 阻 率 值 大于 1 5 0 Q・ m, 推测 为岩溶空洞 异常 ; B组 视 电 阻 率 等 值
综合物探新技术在任楼煤矿防治水工作中应用
4 实例 说 明
8 1 作 面位 于矿 井 一 水 平 中一 采 区 北翼 2 8工 四 阶 63 7
一
5 83 5 8 3.~ 4 . m,平 均 走 向 长 85m,倾 斜 宽 0 0
1 7 1 3m( 均 136m)地 质 储 量 5 . 3 ~ 9 平 7. , 1 4万 t 3 。
2 1 年第 4 00 期
赵
晶 , 综合物探新技术在任楼煤矿防治水工作中应用 等
存 在 陷落柱 残余水 或存 在新 的含 水构造 。
行全面、 立体 探查 n。国内研 究 者通过 井下 技术 实 ]
2 工作 思 路
( ) 经 济 价 值讲 : 皖 北 矿 区 隐伏 陷落 柱 1从 在
验 研究 了天 线辐射 特性 , 论述 了井 下干 扰 因素 , 开 发 了一 系列处 理软 件 ;音频 电透视 法 可探测 工作 面 内顶 、底板 导水 构造 ,在一 定地 质 和矿井 条件 下, 取得 较好 的地质 效果 , 炭科学 总 院西安 分 院 煤 研 制 的防爆音 频 电穿透仪 利用 现有 的巷道 条件 及 工作 环境 , 探测 采煤 工作 面 内部 顶底 板 中含水 、 导 水 构造 , 一款 比较 理想 的井下 探测 仪器 ] 是 。
要 ] 针对 任楼 煤 矿巷 道 前 方 , 工作 面 内顶 、 底板 富水层 突水 、 露 导 水 断层 出水或 陷 落 揭 柱等 , 究和应 用 非接 触式 的地球 物理 超前 探 测技 术 , 研 准确及 时地预 报掘 进前 方 隐 伏 的导 、 水构 造 , 含 通过 综合 物探 方 法验证 , 高资料 解 释 的可 靠性 , 于煤矿 的 防 提 对 治水 工作与 安全 生产具 有 十分重要 的现 实意义 。 [ 关键 词 ] 任楼 煤矿 ; 治水 ; 防 综合物探 [ 中图分类 号 ]P 3. [ 618 文献标 识码 ]B [ 章编号 ]17 - 4 ( 1)4 1 2 文 629 32 00 02 9 0
物探技术在煤矿防治水中的应用
物探技术在煤矿防治水中的应用雷霆(贵州黔西能源开发有限公司青龙煤矿贵州黔西551500)摘要:煤矿防治水采用物探技术音频电透视法探测顶板岩层含水性及水文地质分布情况比较有效。
青龙煤矿11615工作面探测出3块异常区,对I号相对异常区长兴灰岩层段和16煤顶板砂岩及L7灰岩层段进行钻探施工,共放水28760m3。
关键词:物探技术;异常区;探放水1概况青龙煤矿位于贵州省黔西县谷里镇,生产规模120万吨/年,斜井开拓,综合机械法采煤,矿井主采二叠系上统龙潭组16煤、18煤,16与18煤间距27m左右。
11615工作面位于一采区东北部,11615工作面走向长834.4m,工作面倾向长145m,煤层倾角7~15。
,平均11。
,煤层平 均厚2.6m。
2区域地质情况2.1地质构造该工作面煤岩层总体趋势呈现西南高东北低,为一单斜构 造,工作面煤系地层未发育古河流冲刷、岩浆岩侵人体及陷落 柱。
工作面内共揭露3条断层。
2.2水文地质情况该区域煤系地层以上发育茅草铺组岩溶裂隙含水层、夜郎 组玉龙山段岩溶裂隙含水层、长兴组岩溶裂隙含水层、龙潭组裂 隙含水层。
开采的16煤主要受长兴组灰岩、L7灰岩和龙潭组裂隙含水 层影响,根据矿井三带发育高度研究,三带发育高度已经波及至 长兴灰岩。
L7灰岩与16煤顶板间距约10.44~19.2m,平均厚 3.48m,富水性中等,以静储量为主,充水途径为裂隙。
长兴灰岩 底界距16煤顶间距约46.29~57.45m,平均厚30.38m,局部岩溶 裂隙相对发育,富水性中等、不均一,以静储量为主。
地面无地表 水体和河流。
3物探技术原理3.1地球物理特征岩性地层一般变化规律为从泥岩、粉沙岩、细砂岩、煤层到 灰岩,电阻率值逐渐增高,即煤层与灰岩呈现相对高阻特性,根 据电性差异煤系地层沉积序列清晰、地层相对稳定,横向与纵向 都有固定的变化规律可循。
裂隙水体的导电性良好,横向与纵向 都打破了原有岩层电性的固有变化规律。
浅析综合物探技术在煤矿防治水中的应用
浅析综合物探技术在煤矿防治水 中的应用
李冠缤
【 山西兰花科技创业股份 有限公司唐安煤矿分公司 .山西 晋城 0 4 8 4 0 0)
、2 【 摘 要】 矿 井水害事故是仅 次于瓦斯事故 的第二 大煤矿安全 月上旬对该面及 其底 板进行 了坑透 、底板 电透探测 ,结果如 图1 事故,占煤矿安全 事故发生率的比重为 1 0 %~ 2 0 .  ̄ 4 ,文章 以具体 实例 所 示 。 为背景介 绍了综合物探技术在煤矿防治水中的应用。
【 关键词 】综合物探技术矿井 水害事 故是仅 次于瓦斯 事故 的第 二大煤矿安全事故 , 占煤矿 安全事故 发生 率的比重 为i 0 %  ̄2 0 % ,甚至 更高。在岩溶 发育 地 区,煤矿岩溶 水害产生有三 大因素 ,即水源 、水量 、岩溶导水通
道,查 明这三 大因素 也是矿井 水文地质 工作 的核 心内容 。很 明显, 在矿井 岩溶突水的三 大因素中,因含水层及 其补 、排条件 具有 区域
2 5 ~~ 3 5 d B、 一 2 5~ 一 3 0 d B。
( 1 )本次探查对 已治理 的原 “ 4 3 3 6 陷落柱 ”附近 区域有明显 阴影 异常反 映,异 常区位于风巷5 0 0  ̄5 2 0 号测点至机巷l 0 2 ~1 2 3 号 测点之间 ,衰减值在一1 5 ~一3 5 d B ,其重点异常位于风巷5 0 5 ~5 1 2 、 5 1 4  ̄5 1 6 至机巷 1 0 5 ~1 1 3 、1 l 4 ~1 2 3 号测 点之间,衰减值分 别为 一
图1 5 3 3 6工作面无线 电波透视 c T 成果图
A I j
0 : §
综合物探方法在煤矿防治水中的应用
得了长足的发展。小窑采空区积水后及构造 、 陷落柱赋 水其电阻率值比围岩的电阻率值明显降低 , 为瞬变电磁 法 勘探 提供 了 良好 的物 性条 件 。通过利 用 瞬变 电磁法 , 在探测小窑采空区、 构造 、 陷落柱是否富水 , 预防煤矿水
高, 1 图 中标示处为陷落柱 , 从电性剖面图中可以看出, 6 0 4m之间新生界下部及煤 系地层视 电阻率等值 5 ̄70 线 出现明显扭曲下 降, 奥灰 中也有一定反映, 陷落柱的 一 冀 担 低阻电性特征非常明显 , 与已知陷落柱位置、 大小及特 征非常吻合 。该试验线 的电性特征将为相邻工作区域 的分析解释提供物性解释依据 。
2 1 年第 1 02 期
西部探矿工程
13 8
综 合 物 探 方 法在 煤 矿 防治 水 中 的应 用
付 玉 刚ห้องสมุดไป่ตู้, 张 宏
( 山西 省潞 安集 团黑 龙煤 业有 限公 司 , 山西 临汾 0 10 ) 4 24 摘 要 : 据煤矿 采 空 区、 根 构造 及 陷落 柱等 不 同地 质条 件 , 绍 了应 用三 维地 震 及 电磁 法探 测 采 空 区 介
( 9 1)男 ( 1 7一 , 汉族 )山西沁县人 , , 工程师 , 事煤 矿安全技术研究与管理工作。 现从
14 8
西部 探矿 工程
21 02年第 1期
散, 正常的地层沉积层序被打乱 , 陷落柱与煤层的接触 边界两测存在着明显的密度、 速度、 电性等物性差异 。 图 1 采用 瞬变 电 磁 法在 某 煤 矿 已知 含 水 陷 落 柱 是 上测 得 的试 验线 断面 图 , 试验 线 的 目的是 为 了分析解 做 释邻 区某工作区域内陷落柱的发育及导 、 含水情况。图 1中实线为主要煤层底板标高 , 下部点线为奥灰顶面标
综合物探方法在煤矿防治水中的运用研究
综合物探方法在煤矿防治水中的运用研究【摘要】文章以综合物探方法在煤矿防治水中的运用为中心话题,主要探讨了煤矿的地质条件、瞬变电磁法、三维地震以及运用它们进行探测的效果。
【关键词】综合物探;瞬变电磁法;三维地震;煤矿采空区;含水性一、引言在煤矿资源的开采中,水害是影响其开采安全的重要因素,需要特别重视对水的防治,以保证煤矿开采的顺利进行和煤矿开采的安全。
文章主要探讨分析综合物探方法在煤矿防治水中的运用。
二、综合物探方法概述1、瞬变电磁法。
瞬变电磁法是电磁感应法的一种,不过是属于时间领域内的,它能够利用不接地回线或者是接地线源向地下发送一次脉冲场,在一次脉冲磁场间歇的时间内,利用回线或者是电偶极接收二次场,该二次场是非稳电磁场。
通过二次场衰减曲线的特征,就可以对地下地质体的各项指标进行判断,包括电性、规模、产状等等。
瞬变电磁法属于纯二次场测量,与普通方法相比而言具有较为明显的优势,比如对低阻地质体反映灵敏,纵横向分辨率高,能够勘测的深度较大,工作效率高等。
2、三维地震。
三维地震采集是一种面积采集技术,在采集中,它通过利用泡点网格和检波点网格的合理组合,不仅能够获得分布均匀的地下数据点网格,并满足所要求的覆盖次数。
运用三维地震采集的目的是,使地下目标的图像变得更加清晰,对位置进行更加精确的定位,使位置的预测更加准确。
运用三维地震进行勘探,可以将沿测线观测的二维地震方法扩展到三维空间,从而构成一个三维空间,包括垂直方向和面积方向。
为了获得与勘探地质体相适应的三维数据体,在实践中,可以采用面积观测技术获得。
与二维地震相比而言,三维地震具有显著的优势和特点,主要表现为:数据量大。
在煤田中运用三维地震勘探,一般来说能够形成一个三维数据体,并且这个三维数据体的体积可以达到10m×10m×1ms,这样可以在任意一个方向抽取剖面进行研究,解决相应的问题。
还可以按照任意深度抽取时间剖面,或者抽取时间切片进行研究,并解决相关的问题。
瞬变电磁法在煤矿防治水探测中的应用
瞬变电磁法在煤矿防治水探测中的应用王国霞(湖南省煤田地质局物探测量队株洲市 412003)摘要瞬变电磁法利用接收二次场,对含水低阻体具有较高的灵敏度,在矿山水文勘查中可把老窑采空区积水区和岩溶发育区的含水地质体找到。
成功地利用该方法在冷水江市某煤矿防治水探测的工程实例说明,瞬变电磁法在我省煤矿中具有较好的推广价值。
关键词瞬变电磁法煤矿防治水1 瞬变电磁法应用原理瞬变电磁法属于时间域电磁感应法,瞬变电磁法的勘探原理是利用不接地回线或接地线圈向地下发送脉冲电流,以激励探测目标体感应二次电磁场,脉冲间歇期间利用线圈或接地电极观测二次场随时间变化的响应。
工作时,首先给发射线框提供直流电流,然后突然切断电源。
线框内的电流将发生一个突变。
根据麦克斯韦电磁理论,发射机电流突然降到零的过程,将在发射线框附近产生一次脉冲磁场, 该一次磁场又在地下产生感应涡流场,衰变的涡流场又会产生衰变的二次磁场,并随时间的推移不断向下、向外扩散。
低电阻率地质体如导水断层、富水区、金属矿体等能引起较强且衰减慢的二次涡流场,而贫水区等高阻体引起较弱且衰减快的二次场。
二次场的本质特征是由探测目标的物理性质及赋存状态决定,时间早晚与探测深度具有对应关系:早期信号反映浅部地层、地质信息,晚期信号反映深部地层、地质信息。
一般来说,探测目标的几何规模越大、埋藏越浅、导电性越好,则二次场的信号越强、持续时间越长。
通过分析“二次场”的空间分布特性和时间特性,可以推测解释地层或地质目标体的几何和物性特征。
由于是在没有一次场背景的情形下观测纯二次场异常,因而异常更直接、探测效果更明显、原始数据的保真度更高。
其工作原理见图1-1。
t>0T X图1-1 瞬变电磁原理示意图图1-2 重叠回线装置示意图由于采用线圈接收感应电动势V2,故对空间的电磁场或其它人文电磁场(也就是通常所说的干扰)敏感。
为了减少此类干扰,采用尽量大的发射电流,以获取最大的激励磁场,增加信噪比,压制干扰。
矿井全方位探测仪在太平煤矿防治水工作中的应用
2 巷道 掘进 头超 前探测 施 工方法 技术 2 . 1 超 前探 测施 工原理 超前探测是研究 掘进头 前方地 层 电性变 化规 律 , 预测掘进头前方 含水 、 导 水构造 的分 布和发 育情况 的
一
中引起 电场变化的水 文 、 地质构造等状况 。
目的 。
和s O “ 一c a “ ・ M 型 。正 常情 况下 开采 1 6 、 l 7
煤层不会产生底鼓 出水 , 但 在落 差 较大 断层 , 使得 1 7
煤与奥灰 间距减小 , 若
童 撼晨 纠故
2 0 1 3 年第5 期
矿 井全 方位探 测仪 在 太 平煤 矿 防 治水 工 作 中的应 用
吴连 刚 , 王衍松 , 冯 建波
(山东鲁泰煤 业有限公 司太平煤矿 , 山东 济 宁 2 7 3 5 1 7 ) 摘 要 以太平煤矿 九采 区暗斜井采用 Y T D 4 0 0 ( A) 矿井全方位探测仪探测 为例, 通过数据采集 、 处 理、 成 图与解释 , 提 供物探工作 经验值 与
Y T I M0 0 ( A ) 矿井全 方位探测 仪 的工 作原理 以岩 、 矿石与含水地质体 之间 的电性差 异为物 质基础 , 通过 布置在巷道 内的供电电极在 巷道周 围岩层 中建立起全
空间的稳定人工 电场 , 该稳定 电场 特征取 决于巷 道周
胁 。回风 暗斜井迎 头施 工至 J F C 7点前 7 2 . 5 m, 根据 三
规律 , 结合工作面钻探 与巷道实 际揭露等情况, 进行验证对 比, 为矿井 防治水工作提供相 关物探参数 , 指导矿井安全生产。
关键词 全 方 位 物探 仪 物 探 钻 探 防 治水
瑞利波物探仪在煤矿防治水中的应用
瑞利波物探仪在煤矿防治水中的应用龙山煤矿二〇一〇年十月二十四日前言当前,煤矿防治水工作已成为影响煤矿安全生产的重要工作,作为一种新地球物理探测方法之一的瑞利波探测仪,在矿井建设、生产中扮演着越来越重要的作用。
瑞利波探测仪在探测老空、老窑、含隔水层及层的厚度和掘进巷道前方地质构造、断层防水煤柱宽度、断层落差及延伸方向、陷落柱等方面良好的效果,使地质预测预报工作由定性上升到定量,资料更加准确及时,能更好地为煤矿安全生产服务。
瑞利波物探仪在煤矿防治水中的应用韩增辉杨小永代琦周全涛一、瑞利波探测概括瑞利波探测法是近年来地球物理勘探的新技术,新工艺,它是通过采集人工地震波所携带的地下信息来分析地层结构,目前有两种方法,一种是面波变频探测法,亦称稳态法,这种方法由于激振器较笨重,在某些工程场地使用困难,特别是煤矿井下无法采用。
另一种方法是面波频谱分析法,也叫做瞬态法,它是有震源产生一定带宽的脉冲,通过测线上相距震源不同距离的多个接受传感器,把信号采集到瑞利波仪的记录中,利用FFT和频谱分析技术,通过相干函数的互动率谱相位展开谱,从而得到两个纪录信号在不同频率下瑞利波在传播过程中由于时滞而产生的相位差,根据多路不同频率信号的相位差就可计算出传播时间和速度。
由已知多个接受传感器的安装距离,便可求的不同频率瑞利波的相速度,同时得到该测点的频散曲线。
由于瞬态法在理论上考虑了层状介质中瑞利波的转播理论,其探测精度高于稳态法。
二、瑞利波探测技术瑞利波探测技术是利用弹性波中的面波在介质中传播特征来探测前方地质构造的物探手段。
仪器体积小,操作简单,探测速度快,效率高,有配套解释软件,探测效果好。
但该仪器在软层中的探测距离较短。
在不同介质中,瑞利波按不同的速度传播,这是瑞利波所具有的频散特征。
瑞利波传播速度VR = △X/△T。
式中△X 为两检波器之间的距离;△T 为两检波器的时差。
波速与波长的关系为:λR = VR/ f通过计算机处理,求得不同频率的波长和波速。
物探法(矿井瞬变电磁仪)测水在矿井的应用.
矿井瞬变电磁仪赋水性探测在振兴矿的应用振兴煤矿地测科 2011年 1月 15日矿井瞬变电磁仪赋水性探测在振兴矿的应用龙煤股份有限公司鹤岗分公司振兴煤矿地测科殷木群摘要:瞬变电磁仪赋水性探测是科学的、准确的。
但任何方法都不是绝对的,都有它的相对性。
我们基层技术人员只有将地质分析、钻探、物探等方法有机的统一结合起来,才能及时有效地发现问题。
关键词:安全生产赋水性探测统一结合1、振兴矿水文概况振兴煤矿位于鹤岗市向阳区东部 , 各含水岩系主要靠大气降水补给,以断层、裂隙、孔隙、老空及小煤矿为补给通道,导入井下工作面或采空区,威胁矿井安全生产。
由于一、二水平煤层已采完,三水平正在开采, 生产区的地表都有不同程度的缓慢下降, 造成很多塌陷坑, 岩石垮落造成裂隙与地表沟通, 井下涌水量随降水量大小而增减。
每年六、七、八、九月雨季时,井下涌水量较大,加上井田内的很多地方小煤矿和邻区新岭矿南露天, 都在本矿二水平以上开采, 井田周围环山地势较高,而井田内地势较低,使汇水面积增大,侧向补给增多, 造成矿井水文地质条件较为复杂。
在开采的过程中受老空水及周边小窑威胁,水害十分严重。
其中主要影响因素是构造破碎带、裂隙发育区、岩溶、陷落柱等富水区 (体等。
随着开采深度的增加,受外营力减弱等原因,岩石裂隙显著减少,涌水量亦显著减少,影响因素主要是上部采空区积水。
由于采用由上往下逐步开采的方式, 采空区在现采工作面上部形成多层截水空区, 经过多年开采, 上部采空区范围较广, 蓄水量较高。
以上因素对巷道的安全掘进与生产构成严重威胁。
因此,急需查明赋水情况,以便于准确疏放,确保我矿的安全生产。
如何做到提前预报和及时防治, 关键在于有效的超前预测。
多年来这一问题一直困扰着煤矿的基层技术人员和施工人员。
随着当今计算机水平与科学技术不断提高和发展, 对这一问题的解决也陆续涌出了不少科学手段,其中主要包括三种手段:地质分析法、钻探法、物探测试法三大类。
瞬变电磁法在煤矿防治水方面的应用
瞬变电磁法在煤矿防治水方面的应用摘要:目前,世界上已经存在了多种物探方法,然而只有瞬变电磁法得到了广泛的应用,究其原因,主要是它具有灵敏度高、分辨率强,同时还对环境的适应性较强以及工作效率高。
本文主要在瞬变电磁法在地面应用的基础上,来勘测井工矿工作面的采空区以及积水的分布情况,同时还对巷道中各个突水点进行瞬变电磁探测,其采用瞬变电磁勘探的结果与实际工程钻探的结果极为相近,此外也摸清了巷道附近低阻异常区域的分布情况、大小以及含水情况等。
瞬变电磁法应用于煤矿的防治水工作中可以说是完全可靠的,这同时也为煤矿井下的安全生产提供的一份保障。
关键字:瞬变电磁法;煤矿防治水;应用0引言近年来,随着资源赋存条件较好的煤炭资源开采殆尽,矿井开始向深部带压区、构造复杂区开拓部署,有些资源整合矿井为了延长生产年限,甚至在井田内小窑破坏区、边角区进行复采,复杂的生产地质条件致使矿井突水风险陡增。
矿井掘进工作面因其空间相对狭小,不易逃生避险,一旦发生水害事故,往往会造成较大人员伤亡和财产损失。
为确保安全高效生产,矿井对超前探测掘进工作面富水异常区赋存特征的需求极为迫切。
目前,用于探测掘进工作面水患的物探技术主要有直流电法、地质雷达法和矿井瞬变电磁法。
然而,矿井瞬变电磁法具有全空间电磁响应特征,容易受到施工现场铁器、电力、积水等因素干扰,在物探结果中常表现为视电阻率异常的“假地质异常体”,同时物探结果多以二维视电阻率拟断面图显示,对低阻异常空间分布形态难以准确定位,物探成果难以有效指导探放水工作。
如何改进探测方案和数据处理流程,实现低阻异常精准定位,是当前矿井物探工作者需要着力解决的重点和难点。
1瞬变电磁法在煤矿防治水工作中的应用原理1.1井下瞬变电磁法工作原理井下瞬变电磁法是利用不接地回线向探测地层发射一次脉冲电磁场,在一次脉冲电磁场间歇期间,利用不接地线圈观测二次涡流场的方法。
其工作方法是在井下掘进工作面设置发射线圈,首先通以一定波形电流,从而在巷道周围空间产生一次磁场,并在围岩中产生感应电流,然后进行断电,感应电流由于热损耗而随时间衰减。
综合物探技术在煤矿地质水文勘探中的运用分析
综合物探技术在煤矿地质水文勘探中的运用分析摘要:在煤矿采掘过程中经常会遇到矿井突水问题,这将严重威胁煤矿的安全生产,我国煤矿井下开采过程中受到多种水害威胁,矿井顶底板水害问题非常常见,随着煤矿深部开采的不断发展,顶底板水害更加频繁,严重影响到煤矿高产高效安全开采目标的实现。
因此,对回采工作面顶底板水害进行探查,查明水害致灾因素,并进行针对性的治理是非常有必要的。
当前煤矿对于地质构造和富水异常区的探测主要有钻探、物探、化探等多种探测方法,各探测方法都有着自身的探测优势和适用范围,因此多种探测方法综合使用效果较为理想。
针对以上分析,提出了物钻探相结合技术,在钻探资料基础上,对地质构造和顶板含水层富水异常区进行有效探查,为防治水工作提供技术保障。
关键词:综合物探技术;煤矿地质水文勘探;运用引言物探技术的应用范围非常广泛,在煤矿地质探测中发挥着重要作用。
煤矿开采很可能会面临各种地质构造甚至地质灾害,不仅影响开采效率,还可能引发严重的安全事故,威胁开采人员的生命安全。
因此在煤矿地质探测中应不断更新探测技术,提高探测效率与准确性,从而预见和控制开采过程中可能出现的各种风险问题。
通过物探技术的合理应用可以有效把握煤层地质构造,规避煤矿开采中的水文灾害和地质灾害等,对煤矿开采效率与安全性的提升起到关键作用。
1煤矿地质探测中常用的物探技术1.1地震勘探技术在地震勘探技术应用期间,需要人工制造震源,一般利用炸药爆炸来产生较强烈的地表震动,之后通过高精度仪器在提前设定好的探测点收集震动信息,结合震动信息的收集与分析,运用信号反演地层结构状况。
地震勘探技术基于地震波在岩层分界面的反射与折射,对接收的地震波信号、震源特征、探测点位置等进行综合分析,能快速推导出地下岩层的基本形态和性质信息。
地震勘探技术的有效应用深度可达近万米,岩层勘探范围非常广,利用收集到的地震勘探信息还可以构建岩层地质结构三维模型,但美中不足的是精度较差且无法有效控制,一些小规模地质构造探测中有其他更适合的技术可供选择。
煤矿防治水技术措施
通过物探技术可以探查矿井周围的水源和地质情况,为防治水
提供更加准确的数据支持。
信息化防治水技术
03
利用信息化技术建立防治水管理系统,实现自动化监测和预警
,提高防治水效率。
02
煤矿防治水技术基础
水文地质基础
地下水的定义
地下水是指赋存于地面以下岩石 空隙中的水,是水资源的重要组
成部分。
地下水的类型
根据不同的分类标准,地下水可分 为孔隙水、裂隙水和岩溶水等。
地下水的运动
地下水在岩石空隙中不断运动,受 到重力、压力和分子间作用力的影 响。
矿井水文监测基础
水文监测的意义
矿井水文监测是煤矿安全生产的 重要保障,通过对水位、水压、 水质等参数的监测,及时发现和
预测矿井突水等危险因素。
水文监测的方法
矿井水文监测通常采用水位观测 、水样采集、水压测量等方法, 利用专业仪器和设备进行现场测
02
规定了水害防治工作的考核标
准和奖惩措施。
03
水害预测预报制度
04
要求企业对矿区的水文地质情
况进行定期调查和监测。
05
对矿井水的预测和预报工作制
定了具体的要求和程序。
06
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THANKS
《矿山安全法》
强调了矿山企业应当采取有 效的安全措施,防止水害事
故的发生。
对矿山企业的水害防治工作 提出了明确的要求。
《非煤矿山安全评价导则》
指导非煤矿山企业进行安全 评价,包括水害防治方面。
对非煤矿山企业的水害防治 措施进行了规范。
企业相关管理制度与规定
水害防治岗位责任制
01
明确了企业各级管理人员在水 害防治工作中的职责和责任。
矿井防治水中综合物探技术的有效应用
矿井防治水中综合物探技术的有效应用摘要影响矿井安全生产的因素多种多样,其中水害的比例相对较大,并且水害的类型也有所不同。
传统的物探、单一的物探方法由于受到自身特点及矿井地质条件、水文地质条件的限制,在处理矿井水害过程中存在相当大的资源浪费的现象。
本文结合实例提出以地震及电法勘探相结合的综合物探法,针对矿井开采过程中遇到的矿井水害及其它结构问题提供了一种新的勘探方法。
关键词矿井防治水;三维地震勘探;电法勘探中图分类号td71 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)49-0146-021 三维地震勘探及电法勘探概述1.1 三维地震勘探第四系含水层组底部,通常都有较厚的粘土、亚粘土沉积,这些粘土上所覆盖的砂、砾石层以及下伏的基岩风化带与其沉积的速度和密度有着很大的差异,在对新生界反射波进行精细的目标处理后,即可获取新生界底界面tq反射波,该反射波具有能量强、全区可连续追踪以及波组特征明显等特点。
不过一些粘性沉积物存在于第四系含水层组,由于其沉积尖灭或者其它的原因导致其沉积的厚度非常有限,甚至存在局部缺失等问题,因此造成粘土上所覆盖的砂、砾石层和下伏的基岩风化带直接接触,从而减小了波阻抗差异值,最终无法形成反射波,而在时间剖面上,其反映就表现为tq反射波缺失。
1.2 电法勘探为了对富水性做出更准确的评价,其平面控制可以选择瞬变电磁法,该方法对电阻率的变化能作出灵敏的反映,并且分层明显,可以利用其在异常地段做加密控制。
并以此为基础,实测时再与电阻率测深法相结合,加上三维地震钻孔所得出的资料可以使得解释精度得到进一步提高。
2 采空区及其富水性勘测某矿井受到资料信息及开采方法的局限,老空区范围和富水情况无法确定。
为了提高生产的效率及安全性,现拟对某工作面的上覆地层和采空区的富水情况进行探测,探测方案为地面与井下结合的综合物探法。
在对该区地质条件加以详细分析后,制定出地震与多种电法相结合的勘探方案。
煤矿防治水工作中应用钻探技术的分析
煤矿防治水工作中应用钻探技术的分析摘要:虽然这些年中国的煤炭开采行业已经得到了很大的发展,但是当前却面临很严重的煤矿安全事故,在这些煤矿安全事故内,最严重的问题就是水患问题,水患问题煤矿产业的进步和发展产生了非常严重的影响。
所以需要科学以及先进的技术应用,将水患问题整治。
解决水患问题的一项重要内容就是钻探技术,可以将水患问题有效解决。
关键词:钻探技术;煤矿井下;防治水我国煤炭资源丰富,煤炭产业是我国经济的重要支柱。
煤炭开采的地理条件较为复杂,在煤炭开采中出现的水害问题给我国煤炭产业发展带来了极大的困扰。
现在煤炭行业的首要问题是解决水害,而钻探技术在煤矿井下防治水中的应用是重要解决手段。
1在煤矿内形成水患的原因煤矿水灾害出现原因可以围绕自然灾害和人为灾害两方面考虑。
就自然因素来说,在降雨相对较多的时期,雨水会沿着岩石断层和裂缝等深入到煤层矿井中区,而煤矿部分地区的地形比较复杂,同时具备储水结构,这就导致在矿井中出现较为严重的积水问题,使得已有的水平衡被破坏。
此外,煤矿开采会破坏其内部结构,导致原有的地下水和地表水平衡等发生变化,断层中出现积水问题,引发重水隐患。
煤矿采空区和巷道等也会出现不同程度的积水问题,同时该类积水的流动性相对较强,分布的规律性较差,影响煤矿开采工作安全进行。
从人为因素来看,煤矿开采对其使用的开采技术和开采工具等要求较高,但是在当前煤矿生产工作开展过程中仍存在一定的不规范操作问题,影响其后续各项工作质量。
在小煤矿开采工作开展过程中,受到管理人员素质以及成本投入等方面的影响,其开采方式并不规范,后期出现透水等问题的几率相对较高。
同时,为提高煤矿开采量,部分煤矿会选择使用越界越层开采方式,导致煤矿中出现较多的积水空区。
在前期准备工作不到位的情况下,煤矿开采过程中可能会遇到积水较为严重的老空区及积水煤层,继而导致严重的煤矿开采事故。
尽管如此,部分单位在煤炭开采过程中并没有加强对煤矿排水和防水系统建设工作的重视,导致煤矿不能应对较大规模的降水天气导致的矿井积水问题,煤矿中积水渗透和积水聚集等问安全生产是煤矿生产的重中之重,企业必须加强对煤矿生产安全隐患的重视,及时开展安全排查,合理开展防治水工作,加强对细节导致的安全问题的重视,不断提高安全事故预防能力,保障煤矿各项生产工作顺利开展,不断提高煤矿生产效益。
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2、常用地面水文电法技术及特点
方法
特点
主要应用范围
直流电 法
1)理论方法成熟,施工技术简单,抗干 扰。 2)体积效应大,勘探深度越大,分辨率 越低; 3)施工效率低,工作量大。
地热
按工作空间分:地面、井下、井中、海洋、 航空
按勘探目的分:金属、石油、煤田、水文、 工程、环境、军事
3、目前常用的防治水物探方法
(1)电法 地面:瞬变电磁法、直流电法、 高密度电法、CSAMT 井下:瞬变电磁法、三极直流电法、 无线电坑透
(2)地震 三维地震(地面)
(3)放射性
测氡(地面)
三、电法勘探简介 1、什么是电法勘探
只能采用边长小于3m(一般1m)的多匝小线框,因此 与地面瞬变电磁法相比具有数据采集工作量小,测量设备轻 便,工作效率高,成本低等优点。
由于采用小线圈测量,点距更密,可降低体积效应,提 高分辨率。
井下测量装置靠目标体更近,将会大大提高异常体的感 应信号强度。
由于瞬变电磁法关断时间的影响,无法探测到更浅部的 异常体,在浅部形成20m左右的盲区。
(1)大气降水
调查
(2)地表水
调查
(3)含水层水 (尤其奥灰水)
水文钻探+物探(地面)
(4)老空水
物探(地面+井下)+钻探(井下)
(5)断层(陷落柱)水
物探+钻探(井下)
3、矿井水害类型
(1)采空区老窑水突出——重大人员伤亡 (2)底板突水——巨大经济损失 (3)煤层顶板含水层涌水——影响生产 (4)断层、陷落柱突水 (5)封堵不良的钻孔等其它突水方式
(1)井下直流电法勘探 特点:
理论成熟、浅部勘探精度高;体积效应大; 由于高阻煤层屏蔽影响,能反映底板以下地质情况; 工作效率低、劳动强度大; 施工条件受巷道空间、长度的影响较大。 探测结果受巷道内局部电性不均匀体影响较大。 方法多,井下主要是高密度电法及三极直流测深法。 装置多,常用的有电测深(三极测深、四极测深)、 电剖面法(三极剖面、偶极剖面)。
二、物探的概念及分类
1、什么是物探
地球物理勘探就是用专门的仪器,观测这些地球物 理异常,取得它们(在时间和空间上)的分布及形态等 有关地球物理资料,然后结合已知地质资料进行分 析研究,推断地下地质构造,或确定介质的性质, 从而达到解决地质问题的目的。
2、物探方法分类 按物理场分:重力、磁法、电法ห้องสมุดไป่ตู้地震、放射性、
施干扰大。
等的勘查。
5)存在浅部勘探盲区。
CSAMT
1)能穿透高阻屏蔽层,勘探深度大; 可用于中深部(可达1500米)水
2)横向分辨力高、施工效率高;
文勘探工作,如:砂岩富水区、
3)受地表不均匀体影响大(静态效应);断层裂隙带、岩溶裂隙、地热等
4)存在过渡区;
的勘查。
5)资料处理解释复杂。
3、地面瞬变电磁法的问题
高密度电阻率法探测底板(淮北,张)
40 35 30 25 20 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30
巷道迎头
巷道
1号异常
2号异常
3号异常
视电阻率异常值标尺
4号异常
迎头后方
巷道
-45
-35
-25
-15
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 8~12m 34~38m 46~51m 71~77m
巷道迎头 位置
-5 (m)
-10
-10
H(m) H(m)
-20
0
-30
-10
-20
-30
-40
-40
-50
-60
-50
-70
奥灰水
-80
原始导升高度
-60
-45
-35
-25
-15
-20
与迎头前方破碎 有关的低阻异常带
-30
-40
-50
三极直流超前探测及底板探测解释成果图
(柳林寨崖底矿)
-60 -5
(2)井下瞬变电磁法
(3)井下无线电波透视(坑透)
无线电波透视法是通过研究电磁波在坑道间的传播 特性和被介质吸收的情况来寻找圈定各种目标的。
所用频率属高频频段,一般为一百千赫至几十兆赫。 无线电波遇到电性不同的目标体时会发生反射、折 射、透射、边缘绕射以及对波的吸收等现象,因而改 变了场的分布形态。 无线电波透视法主要应用于探测工作面内构造,如 陷落柱、断层、煤层变薄区等。对穿距离200m左右。
主要用于浅部(小于500米)的水 文勘探工作,如:第四系含水层、 覆盖层厚度、断层裂隙带、岩溶、 采空区等的勘查。
瞬变电 磁测深
法
1)体积效应小、分辨力高、施工效率高;主要用于中深部(小于1000米)
2)能穿透高阻屏蔽层,勘探深度大; 水文勘探工作,如:砂岩富水区、
3)抗干扰能力比直流低;受地表人文设 断层裂隙带、岩溶裂隙、采空区
(1)地形复杂时地形影响难以完全消除。 (2)易受地面高压线、河流、水库、地下管网及其它
铁磁性物质干扰。 (3)上部低阻体易对下部形成低阻屏蔽,形成垂向上
的低阻串。 (4)相对于横向而言,垂向分辨率低,深度误差大。 (5)网度(线距*点距)问题。
总体而言,该方法仍以定性解释为主。
标高(m)
1100 211
41
1000
210
152
900
800
700
600
富水区
4煤
7煤
500
9煤
奥灰
400
300 36 44 52 60 68 76 84 92 100 108 116 124 132 140 148 156 164 172 180 点号
视电阻率等值线断面图
K4砂岩富水异常平面图
4、常用井下水文电法技术及特点
物探新技术在煤矿防治水方面的应用
目录
一、矿井水简介 二、物探的概念及分类 三、电法勘探简介 四、地震勘探简介 五、常用的煤矿水文物探仪器 六、井下物探应用实例 七、水文物探方法应用小结 八、结语
一、矿井水简介
1、矿井水分类(按含水层空隙性质)
孔隙水、裂隙水、岩溶水、老空水
2、 矿井水的来源及勘查方法
矿井瞬变电磁法勘探受井下金属仪器设备(采煤机械、 变压器、金属支架等)的影响较大。
超前探测时发射线框的角度
井下瞬变电磁法迎头超前探测(顶板、顺层、底板)
井下瞬变电磁法迎头探测陷落柱 (迎头前方25米左右为一陷落柱,直径27米左右,无水,岩石干燥)
井下瞬变电磁法探测老巷 (巷道右前方65米左右有一老巷道,不含水)