用瞬变电磁数据精细处理技术探测煤矿采空区

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:b1035846306
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  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。
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在晋城某煤矿采空区勘查中,选取了采空区勘查中常用到的三种方法——瞬变电磁法、可控源变频大地电磁法、氡气测量法,进行了大量的试验。根据勘查效果,总结了三种方法的优缺点及大致适用范围,对今后勘查采空区时的方法选取有一定的帮助。
在瞬变电磁勘探中,矩形回线的场响应不存在解析解。以往主要使用圆回线近似模拟矩形回线装置。为此,分别从两种源激发的一次场和地表感应的二次场的角度,分析圆回线近似模拟矩形回线可能带来的误差;尤其是对于二次场的计算,圆回线内场的计算采用超几何分布函数,矩形回线场以一定的比例系数作为控制因子进行电偶极子叠加计算。给出两种源框内场分布对比结果,增加了对圆回线和矩形回线装置的场分布的定量认识。
峪里、掩村煤矿采空盲区,受王庄煤矿、漳泽电厂、高压廊道、长邯高速公路控制,电磁法、震法不适于采空勘探,由于采空塌陷及变形使岩体密度产生差异,满足微重力法的基础,经现场核实、钻探验证及采空岩移变形分析,与勘探成果吻合,重力异常区下部存在岩体变形,且位于采空均匀下沉区内,基本查明了采空边界,也为采空区提供了一种方便、有效的勘探手段。
利用瞬变电磁法对襄垣煤田采空区及塌陷区进行探测,在已知采空区及非采空区进行了方法有效性试验,发现工区内低阻异常为积水采空区反映。结合已知资料,判断区内可采煤层(3号煤层)采空深度为144~324 m,采空区东侧较浅,西侧较深,与煤层倾向相吻合。在3号煤层埋藏深度260 m处作视电阻率水平切面,并根据各测线异常情况,最终推断区内采空区范围,也初步查明了煤矿附近居民房屋出现裂缝、地面下陷等地质灾害的原
根据中煤集团水泉煤矿已知采空区上方多种物探方法的对比测量结果,总结了各种方法在相同地电条件下的响应特征,并归纳了工作区内采空区的3种异常类型,提出了实际工作中地球物理方法探测的最优组合,以及在今后的采空区探查中,应采用综合物探方法相互验证的建议。
云支线旧高山段某处出现大面积的采空塌陷区。为确保安全运输,遵循“从已知到未知”的原则,通过方法有效性实验,确定了勘探方法及工作参数,决定主要采用工作效率高、探测效果好的直流高密度电测深法,在有条件的地段辅助瞬变电磁法探测,进一步确定异常区的范围和性质。勘探结果表明,物探方法的综合应用确保了解释结果的可靠性,提高了物探的解释精度。
研究矿区为整合矿井,区内采掘情况较为复杂,为此提出并应用了地面物探与井下物探结合查明采空区及其富水性的方法。首先采用三维地震勘探查明矿区内煤层的赋存和构造的发育特征,同时圈定采空区异常分布范围,在此基础上,重点在异常区附近进行地面电法勘探(瞬变电磁法及高密度电法等)工作,验证采空并调查其采空及构造的含、导水性;进而利用井下瞬变电磁技术,重点在地面方法圈定的采空积水区附近进行井下异常的精确定位。在确
总结了小窑采空区和塌陷区的地球物理特征。采用瞬变电磁法、高密度电法相结合的物探手段,对北京门头沟地区浅埋区小窑采空区和塌陷区进行勘查。分析总结物探勘测成果,布置相邻钻孔分别对异常区和正常区域进行钻探验证,取得了较好的效果。
为了调查和监测山西省中部某个变电站周边采空区的活动情况,使用瞬变电磁中心回线法前后三次进行探测,探测结果显示每次采空区范围在不断扩大,地面出现明显的下沉和塌陷,说明该地区极不稳定。通过瞬变电磁法可以快速获得浅部至中、大深度地层的电性信息,能够较好地解释采空区地质问题,取得令人满意的探测结果。
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。