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主办单位：煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
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透明地质关键技术及示范

来源：煤田地质与勘探

本期客座主编为淮河能源西部煤电集团有限责任公司党委副书记、总经理，教授级高工，安徽理工大学硕士生导师刘结高。客座副主编为中煤科工集团西安研究有限公司透明矿井技术开发与应用研究所所长刘再斌。

行业视野

地质

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  • 《煤田地质与勘探》2022年第1期目次

    作者(Author)： 《煤田地质与勘探》

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    煤田地质与勘探
    2022年第01期
    186
    93
  • 《煤田地质与勘探》主编寄语

    作者(Author)： 董书宁

    煤田地质与勘探
    2022年第01期
    208
  • 《煤田地质与勘探》客座主编寄语

    作者(Author)： 刘结高, 刘再斌

    煤田地质与勘探
    2022年第01期
    170
  • 煤矿井下随掘地震震源特征及探测性能研究

    作者(Author)： 王保利, 程建远, 金丹, 杨小刚, 杨辉

    摘要：煤矿智能化背景下，随掘地震已经成为掘进工作面安全掘进的地质保障关键技术之一，可实时、超前、精细探明掘进前方的隐蔽地质构造，如采空区、断层、陷落柱等，有效促进掘进生产安全高效。不同于广泛采用的反射槽波超前探测技术，随掘地震采用了掘进机掘进时震动信号作为激发源，替代了常规地震勘探中的炸药震源，具有震源绿色、安全、成本低、可重复、探掘同步等优点。由于掘进机震源在激发方式、能量、频率、带宽等方面与炸药震源差别较大，因此其探测性能受到很多关注。从随掘地震的震源机制、波场特征、传播距离、成像准确率等方面进行研究，详细分析其探测性能，认为随掘地震波场中槽波和横波发育，可利用槽波或横波进行超前探测；Y 分量具有更好的信噪比优势，但在实际应用时考虑到反射面的走向，相同设备量情况下，Z 分量更有优势；随掘地震的直达横波传播距离可达700 m 以上，横波超前探测距离可达到300 m 以上；随掘地震的直达槽波传播距离可达400 m 以上，槽波超前探测距离可达到170 m 以上；常规掘进速度下，反射波叠加次数可达到16 次，相比常规的一次探测，信噪比可提升4 倍，有效提高了探测精度和准确度。后续将通过大量的随掘应用数据进一步修正随掘地震技术的性能参数。
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    煤田地质与勘探
    2022年第01期
    376
    195
  • 钻孔瞬变电磁方法探测越界开采采空区的应用

    作者(Author)： 范涛, 李萍, 赵兆, 李巍, 赵睿, 张鹏, 姚伟华, 李宇腾, 房哲

    摘要：煤矿井下越界开采扰乱煤炭资源开发秩序，同时存在巨大的安全隐患，准确探测越界开采采空区及其边界对安全采掘极为重要。常规的矿井瞬变电磁探测方法容易受到巷道中的金属和电磁信号干扰，探测精度有限，难以满足采空区边界精准解释的需求。为了解决这一问题，提出一种钻孔中收发信号的钻孔瞬变电磁方法和施工工艺，利用其远离巷道和靠近异常体的特点，提高异常信号在实测数据中的占比；并研究可行域约束的OCCAM 反演算法，进一步减小体积效应影响，实现了对越界开采采空区的电阻率精细成像。结合山西某煤矿的工程实践，对该方法精准探测邻矿越界开采采空区规模、性质的实用性和有效性进行了检验。结果表明，钻孔瞬变电磁方法是矿井地球物理技术与钻探工艺技术的高效结合和有益补充，基于可行域约束的OCCAM 反演算法能够有效应用于越界开采采空区的边界精确成像解释。
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    煤田地质与勘探
    2022年第01期
    303
    173
  • 厚煤层内小断层的反射槽波探测技术及应用

    作者(Author)： 苏晓云

    摘要：厚煤层、巨厚煤层工作面内的小断层一般断距或延展长度的规模较小，目前的探查方法和仪器受分辨率限制一般难以探查这类小断层，而小断层探查不清，将会对智能化工作面高效回采带来较大影响。针对这一问题，开展煤层内小断层反射槽波探测的数值模拟及现场实验工作。在数值模拟方面，采用交错网格有限差分法对厚煤层(6 m)、巨厚煤层(20 m) 两种环境下含小断层(落差小于3 m) 的数值模型进行三分量弹性波模拟，在对数值模拟结果进行频谱分析的基础上研究不同模型中的直达槽波与反射槽波的特征。在实际探查方面，通过不同矿区厚煤层、巨厚煤层实际发育断层进行透、反射数据综合研究，分析和比较透射与反射槽波方法对小断层的探查情况。研究表明，工面内构造发育相对简单的条件下，反射槽波对厚煤层、巨厚煤层工作面中小断层的探测较透射槽波有更强的识别性及准确性。
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    煤田地质与勘探
    2022年第01期
    228
    115
  • 回采工作面煤层动态标定预测技术应用研究

    作者(Author)： 刘文明, 高耀全, 蒋必辞, 李鹏, 薛悟强

    摘要：智能开采对于地质条件的不适应问题非常突出，特别是对煤层起伏和厚度的绝对精度提出了更高的要求。三维地震勘探横向分辨率高，能够对煤层起伏进行控制，但在地震解释时，煤层底板高程受时深转换计算影响，存在一定的误差。针对这一问题，本次以工作面三维地震数据和采掘过程中探煤厚数据为基础，通过不断更新速度场提高煤层底板时深转换绝对精度；同时利用迭代插值算法，不断更新工作面煤层厚度；通过对计算得到的数据进行误差统计和分析。在TJH304回采工作面进行试验，利用工作面巷道和切眼探煤厚数据并结合三维地震资料动态解释后，工作面推采前方煤层底板高程值和厚度值绝对误差变小；特别是距离当前采煤面30 m以内的4个验证点煤层底板高程值误差范围为0.37~0.58 m，煤层厚度值误差为0.32~0.44 m。结果表明，三维地震动态解释技术可最大化将三维地震和井下生产数据有效结合，不断提高煤层空间精度，为智能开采提供预想煤层模型。
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    煤田地质与勘探
    2022年第01期
    223
    198
  • 矿井电阻率法监测系统在采煤工作面水害防治中的应用

    作者(Author)： 鲁晶津, 王冰纯, 李德山, 段建华

    摘要：煤矿智能化、无人化开采迫切需要水害隐患地质透明化为其保驾护航。矿井电阻率法监测系统针对工作面回采过程中的水害问题，采用伪随机信号发射和全波形数据采集提高设备的抗干扰能力，采用电极接地条件一致性校正和监测数据归一化处理等手段压制假异常，采用时移电阻率成像实现水害隐患电阻率异常响应的识别和提取，通过监测工作面回采过程中顶、底板电阻率变化对水害风险进行判识，实现采动工作面水害隐患的地质透明化。结合矿井电阻率法监测系统近年来的井下现场试验，分别介绍其在顶、底板水害监测中的应用案例。井下试验结果显示，电阻率法监测可以有效捕捉顶、底板出水过程的前兆信息。但在实际应用中，矿井电阻率法监测系统依旧面临着强电磁干扰以及采空区监测线缆难以保护等问题，并且采掘扰动对煤岩电阻率的影响机理研究不足，导致对电阻率异常进行分析解释时存在较大争议，还需要进一步开展相关研究工作。
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    煤田地质与勘探
    2022年第01期
    330
    169
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