瞬变电磁勘探方法解释煤矿采空影响范围

来源 :煤矿采空区地球物理勘查技术暨第五届工程物探疑难问题研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shijunjie88
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  针对测区内村庄外围房屋多处出现的裂缝,查明这些房屋下是否有采空区存在,裂缝是否由采空区造成,应用瞬变电磁勘探方法探测资料,并结合开采区的地质和挖掘情况,推断出采空区影响范围,认为村庄外围房屋多数出现的裂缝主要是由采空区造成的。
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通过宝成线观音山至青石崖区间某一石拱桥的病害整治工程,介绍了物探检测方法在石拱桥病害整治工程中的应用。采用超声波透射波法和CT法对石拱桥进行检测,结果表明,超声波法对石砌结构的桥梁检测效果较好;超声波透射波法和超声波CT法联合应用,可以比较好的检测石拱桥内部病害区位置及大小,为制定石拱桥的治理方案提供了有力的技术支持,同时也为治理效果检测提供了一种有力手段。
为方便煤田采空区瞬变电磁资料的解释,笔者根据瞬变电磁纵向电导微分成像的原理,编制了集层状模型正、反演、微分电导成像、采集数据预处理以及传统的视电阻率等方法于一体的综合瞬变电磁精细处理解释软件,并将这套软件应用于河南省老窑煤矿采空区的解释和推断工作中。结果表明:该软件处理速度快,成像直观,解释精度高。
通过设计物理模型,实现对小煤矿采空区的数值模拟研究,分析了小窑采空区产生的地震响应在地震时间剖面的反射波特征。发现小范围采空区在地震时间剖面的响应是反射波组同向轴错断,大面积采空区在地震时间剖面的响应表现为了煤层同相轴的“类向斜特征”。对山西晋城和洪洞地区两个煤矿采空区进行实地探测研究,都取得较好的应用效果。
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随着各地兼并开发的老煤窑、小煤窑比例的增加,煤田开采所面临的地质问题、尤其是采空区越来越复杂,掘进中极易引发突水事故。针对这一问题,笔者阐述了三维地震、高密度电法、可控源电法一体化综合物探解释技术用于解决煤田多层采空复杂区勘探研究方法,实际勘探结果证明,综合物探解释技术能有效地解决煤矿采空复杂区勘查。
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为了便于研究地质体中常见层状地质结构的瞬变电磁响应特点,开发了针对板状体的正演计算软件。软件设计采用了面向对象与面向过程的方法,通过动态链接库将两者结合起来。系统界面友好、稳定,可以实现各种板状体的正演计算。二维计算采用有限差分的方法,实现了不同厚度、倾角、电导率的板状体及其组合的计算,计算结果以直观的图形曲线形式展现出来,并可利用其他成图软件进行深加工与研究。
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地震波CT( Computerized Tomography)是一种信息量大、分辨率高的地球物理方法,非常适用于工程地质勘查。注浆充填是近几年来应用较多的一种采空区治理方案,由于采空区注浆治理后,其浆液位置和加固效果具有较大的不确定性,因此难以通过传统的取样、密实度等方法进行质量检测。地震波CT以其自身的优势成为了一种注浆质量检测的合适选择,并在实际应用中取得了良好的效果。
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