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矿井直流电法偶极-偶极超前探测装置模拟及其应用 被引量：1
1
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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不同角度双孔观测系统直流电法超前探模拟研究
2
作者 周官群 许少添 +5 位作者 张维鑫 王亚飞 吴小平 胡雄武 陈兴海 曹煜 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第11期23-33,共11页
【意义】矿井直流电法是一种高效的地球物理探测技术,可用于识别并圈定地下电性异常区,是探测掘进工作面前方含导水构造的重要手段之一。【方法】结合煤炭开采中的探放水钻孔,借鉴地面跨孔直流电阻率CT法的观测系统,设计了一种双孔直流... 【意义】矿井直流电法是一种高效的地球物理探测技术,可用于识别并圈定地下电性异常区,是探测掘进工作面前方含导水构造的重要手段之一。【方法】结合煤炭开采中的探放水钻孔,借鉴地面跨孔直流电阻率CT法的观测系统,设计了一种双孔直流电法超前探观测系统。采用COMSOL软件进行数值模拟,建立均质全空间模型,并以低阻球体模拟富水区。设计了钻孔与掘进方向夹角分别为22.5°、30°和45°的单孔测深、双孔透视和双孔跨越3种观测系统,通过模拟获取全电位矩阵,并计算视电阻率及反演成像,对比不同观测方式和角度对低阻球体勘探效果的影响。【结果和结论】(1)当异常体位置固定时,钻孔与掘进方向夹角变大,视电阻率曲线趋于平缓,极值点不明显,难以识别低阻球体的影响范围;夹角越小,曲线越容易出现极大值和极小值,异常响应更显著。(2)数值模拟的反演结果显示,夹角越小,低阻异常区的位置与球体位置越吻合,电阻率值更接近预设值,其中,双孔跨越式观测装置效果最好。(3)水槽物理模拟的反演结果表明,当双孔夹角变小时,从单孔测深、双孔透视到双孔跨越装置,随着采集数据量的增加,勘探效果逐渐变好。这与数值模拟的结果一致,进一步证明了观测系统的可靠性,为巷道掘进中的超前探测提供了新的技术指导。 展开更多
关键词 矿井直流电法 超前探测 数值模拟 双孔观测 视电阻率 水害防治
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中国矿井物探技术发展现状和关键问题 被引量：195
3
作者 刘盛东 刘静 岳建华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期19-25,共7页
以煤为主的能源消费结构、复杂的成煤模式和开采条件决定了中国矿井物探技术的发展具有自身特点。在总结矿井地震法、矿井电磁法为代表的矿井物探技术发展历程的基础上,立足于国内煤炭开采现状,认为当前矿井物探技术需要在全空间、多场... 以煤为主的能源消费结构、复杂的成煤模式和开采条件决定了中国矿井物探技术的发展具有自身特点。在总结矿井地震法、矿井电磁法为代表的矿井物探技术发展历程的基础上,立足于国内煤炭开采现状,认为当前矿井物探技术需要在全空间、多场耦合方面加强基础研究;在矿井物探装备、观测系统、反演方法等方面,应结合物联网技术、巷道钻孔组合空间,进行技术研发;矿井地震、煤层槽波、直流电法、瞬变电磁法、无线电波坑透法等是矿井物探的主要方法,这些方法需要走勘探、监测并举,多场耦合、协同解释的道路。对复杂采空区、灰岩水、煤与瓦斯突出等灾害源的探测是矿井物探面临的任务和关键问题。 展开更多
关键词 矿井物探 煤矿灾害源 矿井地震法 矿井直流电法 矿井瞬变电磁法
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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
4
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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新型煤矿巷道随掘超前探测方法研究 被引量：8
5
作者 许少毅 卢文庭 +4 位作者 王承涛 林嘉睿 邢方方 王禹桥 李威 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期206-218,共13页
本文提出了新型煤矿巷道随掘超前探测方法,为实现巷道掘进和超前探测并行作业提供了可行思路。首先,提出随掘超前探测方案,将掘进机的截割头作为随掘场源,融合物探方法与掘进主体;然后,构建随掘超前探测理论模型并获取测点电位变化规律... 本文提出了新型煤矿巷道随掘超前探测方法,为实现巷道掘进和超前探测并行作业提供了可行思路。首先,提出随掘超前探测方案,将掘进机的截割头作为随掘场源,融合物探方法与掘进主体;然后,构建随掘超前探测理论模型并获取测点电位变化规律,与有限元计算结果比对,验证了测点电位数值计算方法的准确性与可行性;最后,确定随掘场源的分流规则,以正常地质体作为参照,对比研究随掘过程中低阻和高阻两类不同异常体的视电阻率演化规律,当场源越接近低阻含水带,视电阻率均值降幅从5.40%提高至29.80%,越接近高阻断层,视电阻率均值增幅从7.12%提高至35.53%,水箱模拟实验表明,所提煤矿巷道随掘超前探测方法可实时、连续探测掘进工作面前方地质状况。 展开更多
关键词 随掘超前探测 煤矿巷道 直流电阻率法 智能掘进 掘进机
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平朔矿区采空区电法勘探技术 被引量：5
6
作者 陈再明 罗霄 +1 位作者 殷志祥 李文 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第2期112-119,共8页
为精准探明平朔矿区老窑采空区,在优选电法勘探方法基础上,进行参数优化试验,确定相应的施工技术体系,并通过现场应用.研究结果表明:平朔矿区电法勘探以瞬变电磁法探测采空区及积水区为主,可控源音频大地电磁法辅助探测中深部及多层采空... 为精准探明平朔矿区老窑采空区,在优选电法勘探方法基础上,进行参数优化试验,确定相应的施工技术体系,并通过现场应用.研究结果表明:平朔矿区电法勘探以瞬变电磁法探测采空区及积水区为主,可控源音频大地电磁法辅助探测中深部及多层采空区,直流电法辅助探测强电磁干扰及矿坑台阶区域的浅部采空区;经过参数优化后,瞬变电磁法发射线框为240 m×240 m,频率为8 Hz,供电电流为10 A,可控源音频大地电磁法收发距为3.5 km,MN点距为10 m,测点距为2~5 m,直流电法不同AO距离影响较小.研究结论初步确定瞬变电磁、可控源音频大地电磁法适用于平朔矿区采空区探测,施工参数为平朔矿区采空区精准勘探提供可靠参考依据. 展开更多
关键词 采空区探测 瞬变电磁法 可控源音频大地电磁法 直流电法 平朔矿区
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煤矿井下综合物探超前探测技术与应用 被引量：13
7
作者 李萍 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期75-78,共4页
对我国煤矿井下推广使用的地球物理探测技术进行了回顾,着重介绍了瑞利波和直流电法两种超前探测技术的新进展;结合七台河、平顶山等煤矿的应用实例,分析了煤矿井下超前地质预测的潜力,提出了煤矿井下超前探测技术的发展方向。
关键词 矿井 超前探测 瑞利波 直流电法
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基于综合物探方法的煤矿老空水分布范围精细探测 被引量：14
8
作者 江微娜 《中国煤炭》 2020年第11期101-106,共6页
煤矿水害是矿井主要灾害之一,其中最严重的就是老空区水害。瞬变电磁法具有体积效应小、分层能力强、对低阻反映灵敏等优点,高密度电法具有纵向分辨率高、探测效率高、数据信息量丰富等优势,综合运用瞬变电磁法和高密度电法,能够较好地... 煤矿水害是矿井主要灾害之一,其中最严重的就是老空区水害。瞬变电磁法具有体积效应小、分层能力强、对低阻反映灵敏等优点,高密度电法具有纵向分辨率高、探测效率高、数据信息量丰富等优势,综合运用瞬变电磁法和高密度电法,能够较好地划分积水及富水区域,有效探测采空富水区的范围。实际应用表明,根据井田的特点,在瞬变电磁探测的基础上,采用高密度电法测深对重点区域进行针对性探测,探测结果相互验证,基本查明了勘探范围内3号煤层低阻异常区,有效探明了煤矿老空水的位置和分布范围,明显提高了探测结果的可靠性及精度,为矿方今后防治水工作提供了可靠的地质依据,确保了工作面安全回采。 展开更多
关键词 综合物探方法 煤矿老空水 分布范围 精细探测 瞬变电磁法 直流电法 煤矿防治水
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超宽工作面三维电法数据特征研究及应用
9
作者 张新过 李毛飞 +3 位作者 孙若淞 姜志海 聂东方 王诗龄 《矿业科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期549-560,共12页
超宽工作面的构建有助于推动煤炭资源的安全、高效开采。然而,受巷道空间、施工条件的限制,常规矿井地球物理的探测深度有限,无法准确获取超宽工作面内部及顶底板一定范围内的地质信息。为了提高超宽工作面底板富水区的探测精度,给实测... 超宽工作面的构建有助于推动煤炭资源的安全、高效开采。然而,受巷道空间、施工条件的限制,常规矿井地球物理的探测深度有限,无法准确获取超宽工作面内部及顶底板一定范围内的地质信息。为了提高超宽工作面底板富水区的探测精度,给实测数据处理及解释提供依据,在总结分析当前矿井地球物理探测技术的基础上,针对可应用于超宽工作面探测的三维直流电阻率法,结合河南永城某煤矿21106工作面底板灰岩水的赋存特征,采用理论分析、数值模拟和实测数据相结合的研究方法,系统研究了三维观测和二维观测模式的数据特征和分辨能力。研究结果表明:相较于传统的同侧发射接收二维观测模式,对侧发射接收的三维观测模式对工作面底板低阻体的反应更为灵敏;对侧发射接收三维观测模式所得数据,经过常规视电阻率公式计算后,视电阻率与实际电性有时相反,因此需要采用三维反演方式进行数据处理;对河南永城某煤矿21106工作面观测到的三维模式数据进行了三维反演处理,经井下钻探资料验证了三维观测结果的可靠性。研究结果为二极装置条件的二维观测和三维观测数据解释提供了依据。 展开更多
关键词 超宽工作面 矿井三维电法 水害防治 三维反演
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切顶卸压工作面底板采动破坏实测研究 被引量：12
10
作者 许延春 罗亚麒 +3 位作者 张书军 张罗迅 郭文砚 范明宇 《煤矿开采》 北大核心 2018年第6期94-98,共5页
为了研究采用预裂爆破进行切顶卸压对工作面底板破坏深度的影响,在九里山矿14141工作面采用特制电极电缆进行了底板钻孔直流电法测量,通过分析工作面在回采过程中底板岩体视电阻率的变化特征,结合观测时工作面与测点的空间位置关系,得... 为了研究采用预裂爆破进行切顶卸压对工作面底板破坏深度的影响,在九里山矿14141工作面采用特制电极电缆进行了底板钻孔直流电法测量,通过分析工作面在回采过程中底板岩体视电阻率的变化特征,结合观测时工作面与测点的空间位置关系,得出采动影响下的底板破坏深度,并将其与未考虑切顶卸压影响的统计公式值及理论公式值进行对比分析。结果表明:14141工作面底板最大破坏深度为9. 8m,相比未考虑切顶卸压情况下的计算值均有所减小,平均减幅为15. 1%,说明切顶卸压能够有效减小底板破坏深度,有利于带压开采工作面的安全回采。 展开更多
关键词 切顶卸压 预裂爆破 直流电法 带压开采 水害防治
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