矿井直流电法偶极-偶极超前探测装置模拟及其应用

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作者 岳建华 滕小振 +3 位作者 习丹阳 张河瑞 吴晓康 鲁凯亮 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期564-571,共8页

煤矿井下直流电法超前探测是探查掘进工作面前方含导水构造的主要方法之一,现场实际应用时多采用基于球壳理论发展出来的三极超前探测装置,近年来许多学者对该装置的探测精度与分辨率产生了质疑,且该装置井下施工时需布置无穷远电极,进... 煤矿井下直流电法超前探测是探查掘进工作面前方含导水构造的主要方法之一,现场实际应用时多采用基于球壳理论发展出来的三极超前探测装置,近年来许多学者对该装置的探测精度与分辨率产生了质疑,且该装置井下施工时需布置无穷远电极,进而造成施工效率低和成本高等问题。为提高直流电法超前探测精度和现场施工效率,提出了矿井直流电法偶极-偶极超前探测装置,通过理论研究、数值模拟和实测数据分析相结合的方式,对偶极-偶极装置的探测能力进行研究。首先,建立全空间地电模型对直流偶极子源的电场分布特征进行正演模拟,证明了该方法在直流电法超前探测中的可靠性与可行性。然后,通过设置均匀全空间地电模型和含不同形状低阻异常体的地电模型进行数值模拟,对比分析了单极-偶极与偶极-偶极装置的超前探测效果及对低阻异常体的响应特征。最后,通过现场试验,获得了掘进巷道工作面前方的电性响应特征,采用瞬变电磁超前探测方法进行对比分析,得到工作面前方5~45 m内有一处低阻异常,经钻探验证该异常属实。结果表明:采用矿井直流电法偶极-偶极超前探测装置可以有效地探查掘进工作面前方的低阻异常体,且该方法探测精度和施工效率高,节省了大量的人力和物力,具有理论意义和实际应用价值。 展开更多

关键词 矿井直流电法 超前探测 偶极-偶极装置 数值模拟 响应特征

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矿井直流电法在煤层底板富水性探测中的应用

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作者 韩跃龙 《凿岩机械气动工具》 2025年第4期127-129,共3页

为评估煤层底板的富水性并预防水害问题,文章采用矿井直流电法对山西某矿区的工作面进行了勘探,成功识别出四处主要的低阻异常区,并对其进行了详细分析和钻探验证,为深入了解该矿井的水文地质条件提供了依据,也展示了矿井直流电法在煤... 为评估煤层底板的富水性并预防水害问题,文章采用矿井直流电法对山西某矿区的工作面进行了勘探,成功识别出四处主要的低阻异常区,并对其进行了详细分析和钻探验证,为深入了解该矿井的水文地质条件提供了依据,也展示了矿井直流电法在煤层底板富水性探测中的应用效果,为类似地质条件下的矿井水害探测提供了有效参考。 展开更多

关键词 矿井直流电法 煤层底板 富水性探测

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矿井直流电法在福建小煤矿探测水中的应用 被引量：13

3

作者 吴超凡 邱占林 +1 位作者 廖存金 刘明松 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2012年第9期116-118,共3页

介绍了矿井直流电法勘探的工作原理,研究了井下巷道有限施工条件下探测矿井水的方法,证明了矿井直流电法勘探技术在探测巷道掘进头前方、巷道顶底板及巷道侧帮等方向断裂水、老空水的有效性。在此基础上,总结了井下直流电法技术应用中... 介绍了矿井直流电法勘探的工作原理,研究了井下巷道有限施工条件下探测矿井水的方法,证明了矿井直流电法勘探技术在探测巷道掘进头前方、巷道顶底板及巷道侧帮等方向断裂水、老空水的有效性。在此基础上,总结了井下直流电法技术应用中需注意的若干关键问题。 展开更多

关键词 煤矿水害 矿井直流电法 超前探 应用

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矿井直流电法超前预报球体构造的初步理论及沙槽实验研究 被引量：11

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作者 韩光 庄德玉 +1 位作者 田劼 吴淼 《煤炭工程》 北大核心 2009年第3期69-72,共4页

针对矿井直流电法掘进超前探测技术理论发展不够完善的现状,建立了独头巷道掘进面前方存在球体溶洞时的超前探测数学模型,发展了预报球体溶洞的超前探测理论,探讨了溶洞至掘进面距离、溶洞半径、埋深等参数与视电阻率异常的联系,给出了... 针对矿井直流电法掘进超前探测技术理论发展不够完善的现状,建立了独头巷道掘进面前方存在球体溶洞时的超前探测数学模型,发展了预报球体溶洞的超前探测理论,探讨了溶洞至掘进面距离、溶洞半径、埋深等参数与视电阻率异常的联系,给出了相应理论曲线或经验公式,并采用沙槽模拟实验对理论进行验证,对完善超前探测的资料解释技术,提高预报准确度具有指导意义。 展开更多

关键词 矿井直流电法 超前探测理论 沙槽模拟实验 球体溶洞

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矿井直流电法勘探技术应用与分析 被引量：3

5

作者 黄军辉 《中州煤炭》 2011年第8期50-52,共3页

郑煤集团公司超化煤矿应用矿用YDZ(A)数字直流电法仪进行老空积水边界、导水构造破碎带、富水区探测,指导回采工作面底板预注浆加固处理工作,取得了良好的效果。实践应用表明:直流电法仪勘探方法针对性强,可节省大量的钻探工程,并能有... 郑煤集团公司超化煤矿应用矿用YDZ(A)数字直流电法仪进行老空积水边界、导水构造破碎带、富水区探测,指导回采工作面底板预注浆加固处理工作,取得了良好的效果。实践应用表明:直流电法仪勘探方法针对性强,可节省大量的钻探工程,并能有效防止矿井水害的发生。 展开更多

关键词 矿井直流电法勘探 超前探测 测深 相对低阻异常区 防治水

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基于ARM Cortex-M3内核矿井直流电法仪的研制 被引量：5

6

作者 宁殿艳 张仲礼 +2 位作者 王继矿 汪凯斌 李超 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2011年第1期68-71,共4页

直流电法仪在预防煤矿水害中发挥重要作用,但传统直流电法仪的核心芯片多采用51系列单片机,具有功耗大、存储容量小、操作不方便,难以携带等缺点,在一定程度上制约了直流电法仪的应用。文中从矿井直流电法仪的工作原理出发,采用基于ARM ... 直流电法仪在预防煤矿水害中发挥重要作用,但传统直流电法仪的核心芯片多采用51系列单片机,具有功耗大、存储容量小、操作不方便,难以携带等缺点,在一定程度上制约了直流电法仪的应用。文中从矿井直流电法仪的工作原理出发,采用基于ARM Cortex-M3内核的STM32处理器和基于Σ-Δ技术的24位高分辨率ADC器件对传统矿井直流电法仪进行了升级、改造,重新设计了硬件电路和软件程序。与传统矿井直流电法仪相比,新设计的直流电法仪具有精度高、成本低、功耗小、存储容量大、通讯方便和人机界面友好等优点。 展开更多

关键词 矿井直流电法仪 ARM CORTEX-M3内核 FAT16文件系统

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矿井直流电法超前预报资料解释方法研究 被引量：3

7

作者 蓝马 庄德玉 吴淼 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第4期121-122,共2页

掘进工作面使用矿井直流电法对掘进面前方的含水小地质构造进行超前预报,该技术最大问题在于数据解释结果不准确,容易造成误判,降低了该技术的推广应用。通过对大量现场实测数据的分析研究,提出了一种新的资料解释技术,将该技术和已有... 掘进工作面使用矿井直流电法对掘进面前方的含水小地质构造进行超前预报,该技术最大问题在于数据解释结果不准确,容易造成误判,降低了该技术的推广应用。通过对大量现场实测数据的分析研究,提出了一种新的资料解释技术,将该技术和已有的一种资料解释技术配合使用,可大幅度提高矿井直流电法的资料解释精度。 展开更多

关键词 矿井直流电法 低阻地质异常 资料解释 球体交汇原理

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矿井直流电法技术应用现状与展望 被引量：2

8

作者 杨少文 张平松 +3 位作者 许时昂 吴海波 邱实 焦文杰 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第8期20-29,共10页

矿井直流电法作为一种高效的地球物理勘探手段,在精准圈定各类异常区方面发挥了重要作用。井下探测空间小、干扰多、技术要求高,其发展受到诸多因素限制,因此,建立快速采掘模式下与智能化矿井生产相匹配的矿井直流电法技术体系意义重大... 矿井直流电法作为一种高效的地球物理勘探手段,在精准圈定各类异常区方面发挥了重要作用。井下探测空间小、干扰多、技术要求高,其发展受到诸多因素限制,因此,建立快速采掘模式下与智能化矿井生产相匹配的矿井直流电法技术体系意义重大。从基本原理、技术发展及分类3个方面对矿井直流电法进行了概述,总结了矿井直流电法用于顶底板探查、巷道超前探测、工作面内异常区探查等方面的最新进展;对矿井直流电法仪器与设备研发进展进行了分析,列举了常见的几类矿井直流电法仪器;分析了矿井直流电法在解决工程问题中存在的关键问题:(1)目前矿井直流电法超前探测技术在含/导水异常体圈定空间的定位精度低,同时存在有效探测距离不足的问题。(2)矿井直流电法施工空间狭小,在有限的测试空间内,多方位地质异常体电性响应叠加,增加了数据处理和解释难度。(3)矿井直流电法在井下应用时易受场地金属源干扰,特别是受掘进机、液压支架、锚锁(网)支护、轨道、输送管道等大型金属件影响。对矿井直流电法未来发展方向进行了展望:(1)构建多源地电场数据响应特征库。(2)多源数据融合解释。(3)建立矿井直流电法智能化监测体系。 展开更多

关键词 矿井直流电法 顶底板探查 巷道超前探测 异常区探查 地电场数据响应特征库 多源数据融合解释 智能化监测体系

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利用矿井直流电法探测技术防治顶板水害 被引量：14

9

作者 毛明仓 韩德品 张维新 《矿业安全与环保》 北大核心 2010年第2期64-66,共3页

采用矿井直流电法探测顶板构造水技术,结合定点钻探预放水的方法,开展了黄陵二号煤矿预防顶板突水的应用研究,结果表明,该技术能探测工作面顶板隔水层厚度、隔水层内潜在突水通道的空间位置及含水层富水性分布规律。实践表明,该技术在... 采用矿井直流电法探测顶板构造水技术,结合定点钻探预放水的方法,开展了黄陵二号煤矿预防顶板突水的应用研究,结果表明,该技术能探测工作面顶板隔水层厚度、隔水层内潜在突水通道的空间位置及含水层富水性分布规律。实践表明,该技术在黄陵二号煤矿能科学指导顶板水害防治工作,保障煤矿生产安全。 展开更多

关键词 矿井直流电法 采煤工作面 顶板 水害防治 应用

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基于矿井直流电法的底板岩层富水性研究 被引量：5

10

作者 郝耀军 朱鲁 高卫富 《山东煤炭科技》 2016年第5期136-138,共3页

为查明底板岩层主要含水层的含水特性及含水层之间的水力联系,确保工作面安全开采,基于矿井直流电法探测原理,利用三极装置对鲁西某矿巷道进行探测。从基本原理、参数设置、数据处理及成果解释等方面对该技术进行了阐述,并利用钻探对探... 为查明底板岩层主要含水层的含水特性及含水层之间的水力联系,确保工作面安全开采,基于矿井直流电法探测原理,利用三极装置对鲁西某矿巷道进行探测。从基本原理、参数设置、数据处理及成果解释等方面对该技术进行了阐述,并利用钻探对探测成果进行验证,经验证表明该方法探测结果准确度高,可为矿井防治水工作提供有效的技术支持。 展开更多

关键词 矿井直流电法 巷道底板 富水性 水害防治

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矿井直流电法在永定矿区水害防治中的应用 被引量：3

11

作者 傅树增 吴超凡 +2 位作者 李云杭 邱占林 邓华元 《煤》 2013年第3期16-18,共3页

矿井水害已成为福建煤矿五类灾害中对安全生产构成最大威胁的灾害,而永定矿区是福建省水害较严重的地区之一。为了查明该区水害(断裂水、老空水)的具体分布范围,在对物性基础分析的基础上,开展了矿井直流电法的超前勘探。结果表明,直流... 矿井水害已成为福建煤矿五类灾害中对安全生产构成最大威胁的灾害,而永定矿区是福建省水害较严重的地区之一。为了查明该区水害(断裂水、老空水)的具体分布范围,在对物性基础分析的基础上,开展了矿井直流电法的超前勘探。结果表明,直流电法在探测煤矿巷道前方含水异常体位置具有较好的效果。其结果可为井下水害预报及防治提供参考依据,为煤矿安全开采提供地质保障,也可为福建其他煤矿类似水害探测及分析提供借鉴。 展开更多

关键词 永定矿区 矿井水害 矿井直流电法 超前探

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富水构造地质异常体矿井直流电法超前探查响应特征 被引量：6

12

作者 李静蕊 解海军 孙展雄 《能源与环保》 2021年第5期51-56,共6页

掘进工作面前方隐伏的富水地质构造一直是影响煤矿安全生产的一大隐患,对巷道前方富水异常构造的准确定位,能够及时预警并采取合理的防治措施,确保矿井安全生产。矿井直流电法超前探测技术是煤矿掘进工作面超前预报的重要手段之一,建立... 掘进工作面前方隐伏的富水地质构造一直是影响煤矿安全生产的一大隐患,对巷道前方富水异常构造的准确定位,能够及时预警并采取合理的防治措施,确保矿井安全生产。矿井直流电法超前探测技术是煤矿掘进工作面超前预报的重要手段之一,建立了几种富水低阻地质异常体三维模型,通过COMSOL Multiphysics模拟,分析探讨了低阻地质异常体在三维空间中不同展布形态下的矿井直流超前探测响应。研究结果表明,掘进工作面前方低阻地质异常体的不同展布形态对直流电法超前探测结果有很大影响。当地质异常体走向与巷道展布方向一致时,异常响应幅值最大,分辨率最高,但异常的定位位置相对于地质异常体位置有所偏差;当地质异常体走向与巷道展布方向垂直时,异常响应幅值最小,异常分辨率最低,但定位的异常位置与地质异常体位置重合,且异常范围最小。 展开更多

关键词 矿井直流电法 超前探查 地质异常体展布 数值模拟

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顶板老窑水危险源矿井直流电法探测技术与应用 被引量：13

13

作者 张存乾 赵建国 +1 位作者 屈永利 杜飞虎 《矿业安全与环保》 北大核心 2010年第1期30-32,35,共4页

顶板老窑采空积水区是下水平煤层开采的危险源。为了准确探测上层煤老窑采空区积水危险源位置,通过研究采煤工作面顶板老窑采空区性质及其地球物理特征,采用矿井直流电法探测技术研究了顶板采空积水区的分布规律。结果表明,该技术能准... 顶板老窑采空积水区是下水平煤层开采的危险源。为了准确探测上层煤老窑采空区积水危险源位置,通过研究采煤工作面顶板老窑采空区性质及其地球物理特征,采用矿井直流电法探测技术研究了顶板采空积水区的分布规律。结果表明,该技术能准确探测工作面顶板老窑采空积水区的位置及其分布范围,能指导井下疏放水钻孔定位,可为保障煤矿生产安全提供科学依据。 展开更多

关键词 顶板 采空区积水 危险源 矿井直流电法 勘探

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矿井直流电法超前探测影响因素数值模拟 被引量：9

14

作者 石学锋 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第11期122-124,共3页

通过数值计算,对巷道空间、旁侧异常体以及底板电性不均匀体等超前探测影响因素进行研究。对比分析这些影响因素的视电阻率响应特征,总结规律。

关键词 矿井直流电法 超前探测 电性不均匀体

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矿井直流电法超前探测在巷道掘进的应用 被引量：2

15

作者 陈新 杜建有 《矿业装备》 2012年第9期110-112,共3页

神华乌海能源有限责任公司地处乌海市近郊,其煤矿井田内断裂构造发育程度较高,主要断层有苛素乌逆断层、F30逆断层、F27正断层、F28正断层、DF11正断层、DF12正断层等。根据抽水试验成果,断层的富水性中等,灰岩破碎带导水性强。

关键词 超前探测 矿井直流电法 视电阻率 富水性 巷道掘进 供电电极 正断层 掘进头 测量电极 辅助运输

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层状空间矿井直流电法超前探测曲线特征研究 被引量：1

16

作者 石学锋 《煤炭技术》 CAS 2019年第2期68-70,共3页

为研究井下不同地层条件下的矿井直流电法超前探测视电阻率曲线响应特征,建立了全空间水平3层和5层介质模型,对巷道所在层及巷道上覆岩层的厚度、电阻率等因素变化对超前探测的影响进行了数值模拟。通过对比分析,形成了一些关于超前探... 为研究井下不同地层条件下的矿井直流电法超前探测视电阻率曲线响应特征,建立了全空间水平3层和5层介质模型,对巷道所在层及巷道上覆岩层的厚度、电阻率等因素变化对超前探测的影响进行了数值模拟。通过对比分析,形成了一些关于超前探测方面的新认识,这些认识对于超前探测的数据采集以及资料解释有实际应用价值。 展开更多

关键词 层状空间 矿井直流电法 超前探测

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超前探测灾害性含导水地质构造的直流电法 被引量：112

17

作者 韩德品 李丹 +1 位作者 程久龙 王鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期635-639,共5页

通过研究矿井直流电法7电极系探测装置系统,成功开发出煤矿掘进巷道顺层超前探测含导水构造的直流电法探测方法,解决了较长距离定量预测煤矿掘进工作面前方灾害性含导水构造及其位置的难题。通过深入研究地层层状空间的影响及消除方法... 通过研究矿井直流电法7电极系探测装置系统,成功开发出煤矿掘进巷道顺层超前探测含导水构造的直流电法探测方法,解决了较长距离定量预测煤矿掘进工作面前方灾害性含导水构造及其位置的难题。通过深入研究地层层状空间的影响及消除方法、地层各向异性的影响及消除方法、测量电极M、N附近的影响及消除方法、掘进巷道非正前方的影响及消除方法等资料处理技术,获得了掘进巷道(或隧道)工作面前方地质异常体的电性异常分布信息,能定量解释掘进巷道前方0～140m内灾害性含导水地质构造及其位置。 展开更多

关键词 超前探测 含导水构造 矿井直流电法

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矿井直流电透视法在麦捷煤矿巷道掘进中的应用

18

作者 李彦军 《现代矿业》 CAS 2021年第1期28-30,共3页

麦捷煤矿是常村煤矿整合矿,由于历史遗留问题导致区内存在不明老空和积水区,为掌握巷道掘进前方是否存在空区和积水区、保障巷道开拓工程安全,在麦捷煤矿312配风巷和205轨道顺风巷的掘进前方开展矿井直流电透视法超前探测。探测结果表明... 麦捷煤矿是常村煤矿整合矿,由于历史遗留问题导致区内存在不明老空和积水区,为掌握巷道掘进前方是否存在空区和积水区、保障巷道开拓工程安全,在麦捷煤矿312配风巷和205轨道顺风巷的掘进前方开展矿井直流电透视法超前探测。探测结果表明312配风巷和205轨道顺风巷探测区域内,均无老空区与积水区;仅在205轨道顺风巷顺层巷道右侧约50~100 m范围内可能存在局部富水现象。经205轨道顺风巷内现场钻孔验证,圈定的富水区域出水量约2.3 m3/h,探测效果较好,矿井直流电透视法在探测巷道迎头前方有无老空和积水区及其它类型富水区分布、保障巷道的掘进安全方面行之有效。 展开更多

关键词 配风巷 轨道顺风巷 矿井直流电透视法 超前探测 老空与积水区 富水区

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基于矿井电法的矿井水害超前探测技术研究 被引量：14

19

作者 牟义 丰莉 姜国庆 《煤炭工程》 北大核心 2013年第5期109-111,共3页

为了对煤矿巷道掘进前方各类含水体进行有效的预测预防,消除突水的潜在威胁,保证煤矿的安全掘进,文章以矿井瞬变电磁法和矿井直流电法探测技术为例,通过井下超前探测数据采集、数据预处理和反演计算,形成电阻率剖面图,来解释巷道掘进头... 为了对煤矿巷道掘进前方各类含水体进行有效的预测预防,消除突水的潜在威胁,保证煤矿的安全掘进,文章以矿井瞬变电磁法和矿井直流电法探测技术为例,通过井下超前探测数据采集、数据预处理和反演计算,形成电阻率剖面图,来解释巷道掘进头前方含水情况,建立了一套适合煤矿掘进过程中超前预报含水体的技术方法,结果表明:综合采用矿井瞬变电磁法和矿井直流电法对各类含水体探测更为精细。 展开更多

关键词 矿井瞬变电磁法 矿井直流电法 超前探测 矿井水害

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矿井电法探测工作面底板潜在突水构造的应用 被引量：17

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作者 雷贵生 韩德品 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2007年第6期24-26,共3页

通过矿井直流电法探测带压工作面底板水文地质条件的应用,结果表明该技术对探测带压工作面底板含水层、潜在突水构造的位置及其分布规律效果好,能及时提供采煤工作面范围内具体的防治水资料,对预防工作面突水、保证生产安全具有重要指... 通过矿井直流电法探测带压工作面底板水文地质条件的应用,结果表明该技术对探测带压工作面底板含水层、潜在突水构造的位置及其分布规律效果好,能及时提供采煤工作面范围内具体的防治水资料,对预防工作面突水、保证生产安全具有重要指导作用。 展开更多

关键词 矿井直流电法 带压工作面 潜在突水构造

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