矿井物探技术新进展_中国煤炭行业知识服务平台

矿井物探技术新进展

来源：《煤炭科学技术》2015年第1期

矿井物探是煤矿地质构造、安全隐患探测的极其重要技术手段。目前，国内常用的井下物探技术方法包括直流电阻率法、瞬变电磁法、无线电波透视法、地震超前探测法等。随着煤矿采深增加，“ 三高一复杂”(高地温、高水压、高地应力、地质条件复杂) 的问题愈发突出。煤矿高效安全开采对于超前查明隐蔽致灾因素的现实需求、推动了矿井地球物理探测技术与装备的迅速发展，但在隐伏陷落柱、老空水、冲击地压、瓦斯富集区的精细探测以及煤与瓦斯突出前兆监测预警等方面，矿井物探成果与生产应用结合尚存在不少差距，亟待开展协同攻关。基于此，本专题重点围绕煤矿井下掘进工作面水害隐患超前探测技术难题，集中报道了矿井瞬变电磁法、掘进工作面前方小断层的地震反射波超前探测、煤矿井下随采地震技术的试验研究等最新技术成果，以期为煤矿安全高效开采提供有力的技术保障。在此特别感谢程建远研究员、于景邨教授、于师建教授、刘盛东教授、张平松教授等在本专题组稿撰稿中给予编辑部的大力支持和帮助!

行业视野: 地质
类别; 24个
关键词; 20位
专家; 6篇
论文; 6072IP
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老空水全空间瞬变电磁法探测三维数值模拟研究

作者(Author)：于景邨, 常江浩, 苏本玉, 蒋宗霖, 周嗣辉

摘要：为准确探测掘进工作面前方老空水赋存情况,采用三维时域有限差分法,对老空水的全空间瞬变电磁响应进行了数值模拟。结果表明:当发射回线法线与巷道掘进方向一致时,位于巷道掘进方向的老空水比两侧位置的磁场对时间导数曲线幅值更大,对应视电阻率曲线形态相同、极小值更低、响应时间更早;老空水距离巷道掘进工作面远近和体积大小不同,其磁场对时间导数曲线和对应视电阻率曲线特征与不同位置老空水响应特征相似,但前者视电阻率曲线极小值差异更明显。通过实际应用,其探测结果与后期钻探验证基本吻合,表明井下瞬变电磁法是探查老空水非常有效方法之一。

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煤炭科学技术

2015年第01期

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矿井巷道地震反射波超前探测波场处理方法研究

作者(Author)：刘盛东, 余森林, 王勃, 张夏阳

摘要：掘进工作面突水、煤与瓦斯突出等事故频发迫切需要精细超前地球物理探测技术,反射地震波法是地质构造超前探测预报的重要手段,而波场分离、偏移成像是反射波地震超前探测的关键处理技术。对比分析运动学、动力学波场分离及偏移成像技术,提出了一种巷道全空间条件下的反射波动态极化偏移成像方法;实际巷道超前探测对比试验表明,极化偏移成像具有消除对称异常假象、提高空间分辨率的效果。

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2015年第01期

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三软煤层上覆含水层富水性瞬变电磁法探测技术

作者(Author)：于师建

摘要：为了评价在三软煤层煤2、煤4重叠开采时煤1油2的水文地质条件变化情况,对煤1油2首采工作面开展了瞬变电磁探测研究。在工作面两侧巷道采用多方向观测系统进行数据采集,数据处理后形成各探测方向电阻率剖面图和含水层顺层切片图。根据剖面图的电阻率分布特征,确定了含水层富水性相对强弱的电阻率分级,在切片图上圈定了2个含水层含水性相对较强的异常区。与实际工作面涌水量统计结果的对比分析表明:工作面涌水量变化与所圈定的较强含水异常区有显著的对应关系,瞬变电磁探测技术可有效确定含水层的富水异常区范围,为水文地质条件的综合评价提供依据。

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煤炭科学技术

2015年第01期

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透射槽波能量衰减系数成像与陷落柱探测

作者(Author)：王季, 李建政, 吴海, 王保利, 胡继武, 姬广忠

摘要：为了实现工作面内陷落柱的精确探测,克服坑透法成像分辨率过低的不足,对透射槽波能量衰减系数的CT成像技术展开研究。利用新型矿井无缆自记式地震仪开通道数不受限制的特点,提高成像区域的射线覆盖次数;采用带有平滑约束的代数重建算法,实现探测区透射槽波能量衰减系数成像,并在王坡煤矿3204工作面部分区域开展试验。结果表明:透射槽波能量衰减对陷落柱有明显的反映,成像结果能够清晰反映煤层中陷落柱位置与边界,为准确探测陷落柱发育情况提供依据。

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2015年第01期

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煤矿井下随采地震反射波勘探试验研究

作者(Author)：覃思, 程建远

摘要：为了在煤矿巷道掘进阶段对掘进工作面前方地质异常体进行连续探测和实时预报,在对煤矿巷道掘进机的震动信号进行分析和研究,找到使其能够替代炸药震源的数据处理方法的基础上,提出了用煤矿巷道掘进机作为震源进行随采地震反射波超前勘探的构想,并在某矿进行了试验,研究了此法对已知巷道系统和由地质揭露推测的断层探测效果。结果表明:以掘进机为震源的随采地震探测技术,能够清晰分辨出来自巷道侧帮的反射波,对巷道距离的探测误差小于2%;对来自断层的反射波也有反映,对断层距离的最大探测误差小于20%,展示了随采地震技术实现采掘与探测同步、探测保障采掘的技术潜力。

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煤炭科学技术

2015年第01期

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矿井巷道掘进电磁法超前探测技术研究现状

作者(Author)：张平松, 胡雄武

摘要：矿井巷道掘进前方地质条件预测是一项重要工作,钻探和物探方法及其综合运用是目前超前探测的常用方法。以巷道掘进工作面电磁法超前探测技术为主,对直流电法及瞬变电磁探查方法原理、技术装备改进和地质解释等方面所获得的进展进行了阐述,其目标是提高单一方法技术对低电阻率异常的分辨能力,并分析了电磁超前探测技术使用中存在的问题。结合方法技术、仪器设备、资料解释及定量评价等方面,提出了今后煤矿井下电磁法综合超前探测技术发展的认识和思考。由单一方法探测到多参数监测,由综合解释到多场数据联合反演,由定性到定量地质解释,不断提高探查的准确率是未来技术发展的方向。

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