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立井井筒掘进地质条件综合探查与分析 被引量：4
1
作者 郭立全 张平松 +1 位作者 李圣林 胡富彭 《煤炭工程》 北大核心 2021年第1期43-46,共4页
为了探明淮南潘一煤矿主井井筒掘进前方F32断层准确位置及富水情况,针对单一地球物理方法存在认识多样性与结果多解性的问题,提出采用反射地震法和瞬变电磁法相综合的多参数综合物探方法对F32断层进行超前探测;并辅以数值模拟与物理模... 为了探明淮南潘一煤矿主井井筒掘进前方F32断层准确位置及富水情况,针对单一地球物理方法存在认识多样性与结果多解性的问题,提出采用反射地震法和瞬变电磁法相综合的多参数综合物探方法对F32断层进行超前探测;并辅以数值模拟与物理模型试验对井筒掘进前方地质条件超前探查进行了系统研究。研究结果表明:多种物探方法进行综合超前探测可以提升对掘进前方地质条件解释的准确率,其中反射地震波法可以定位地质界面位置,瞬变电磁法基于电性特征分析可以判断构造的富水特征,并可以辅助判定地质界面位置。现场应用得出F32断层的位置在-786.8~-792.8m段,岩层整体含水性不强;探测结果为井筒设计及安全施工提供参考。 展开更多
关键词 立井井筒 掘进地质条件 综合探查 反射地震波法 瞬变电磁法
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煤层采动覆岩富水性变化规律瞬变电磁法动态监测 被引量：22
2
作者 胡雄武 徐虎 +2 位作者 彭苏萍 张平松 付茂如 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1576-1586,共11页
黄河流域中上游煤炭资源的大规模开发已造成生态环境的持续恶化,掌握煤炭开采对地下水系统的影响规律有助于实现煤炭资源开发与生态环境保护的协调发展。以陕北柠条塔煤矿南翼为研究区,通过地质与地电条件的分析,建立了地电模型;基于时... 黄河流域中上游煤炭资源的大规模开发已造成生态环境的持续恶化,掌握煤炭开采对地下水系统的影响规律有助于实现煤炭资源开发与生态环境保护的协调发展。以陕北柠条塔煤矿南翼为研究区,通过地质与地电条件的分析,建立了地电模型;基于时域电磁场理论,模拟分析了正常(不含水)和异常(局部含水)地电模型条件下瞬变电磁场的扩散过程和发射回线中心点电压曲线的衰减特征,结果反映10 ms内含水异常体的瞬变电磁场响应明显,且不同层位含水体的响应时间和幅值有较大差异,从理论上表明了利用瞬变电磁法探测研究区地下水的可行性。针对研究区测试条件,结合数值模拟和现场试验结果,确定选择25 Hz的发射频率有利于瞬变电磁场衰减早、中期数据的获取。通过对研究区地层的瞬变电磁场动态监测,对比分析了2^(-2)煤层开采前后地层在纵横向上的电性变化特征,表明煤层开采总体上降低了直罗组(J2z)和延安组(J2y5)岩层的富水性,且相对富水区位置从采前的中至北部变化为采后稳定期的东北部,指出富水性的变化与地层结构的改变、上覆土层隔水性能的变化以及地下水补给等密切相关,进一步反映了煤炭开采对地下水系统具有显著影响。最后,讨论认为瞬变电磁动态监测结果有一定的局限性,应进一步综合研究区其他成果从整体上揭示煤层开采对地下水系统的影响规律,从而为该矿区生态环境保护与修复提供参考。 展开更多
关键词 煤炭开采 采动覆岩 富水性 瞬变电磁法 动态监测
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采煤工作面底板水视电阻率全方位探测方法 被引量：18
3
作者 胡雄武 孟当当 +1 位作者 张平松 吴荣新 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2369-2376,共8页
深部煤层开采受下伏灰岩水害威胁日益严重,探测采煤工作面底板富水区是保障安全生产的一项重要工作。目前,矿井电法是富水区探测的主要手段之一,但存在对富水区定位不准的问题。为进一步提高对采煤工作面底板岩层富水区的判定精度,在充... 深部煤层开采受下伏灰岩水害威胁日益严重,探测采煤工作面底板富水区是保障安全生产的一项重要工作。目前,矿井电法是富水区探测的主要手段之一,但存在对富水区定位不准的问题。为进一步提高对采煤工作面底板岩层富水区的判定精度,在充分分析单巷电法和双巷电透视法优缺点的基础上,通过对视电阻率观测与反演方法的改进,提出视电阻率全方位探测方法。以全空间球状模型为例,给出了球状模型外空间中任意三极装置的视电阻率表达式。针对采煤工作面内侧、巷道和外侧底板不同位置的5个低电阻率模型,分别计算了全方位和双巷透视视电阻率数据,通过三维反演分别获得了采煤工作面底板岩层的电阻率图像,对比可见:①在平面上,前者的低阻核心区与5个模型位置一致;后者的低阻核心区与工作面内侧及巷道底板的3个模型位置一致,而与工作面外侧底板的2个模型位置存在误差,误差系数分别为1.0和2.0,反映工作面外侧模型距离巷道越远,误差则越大;②在垂向上,两者对模型深度的判定均存在不同程度的误差,但相比而言,前者定位误差小,对模型深度的判定更准确。分析结果表明在全方位视电阻率反演过程中,单巷测深数据与双巷透视数据之间能够相互约束,促使低电阻率球状模型的准确归位,体现了全方位视电阻率探测方法的优越性。工程实践进一步表明了该方法的准确性和可靠性。 展开更多
关键词 采煤工作面 底板水 视电阻率 全方位探测 深部煤层
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采煤工作面底板水双频激电法数值仿真与探测试验 被引量：8
4
作者 胡雄武 徐标 +3 位作者 张平松 吴荣新 付茂如 程林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期3024-3036,共13页
深部煤层开采常遭受底板水害威胁,严重影响煤矿安全高效生产。采用矿井电法实施采场底板岩层富水性探测是煤矿水害防治工作中的一项重点内容,但该方法面临实测电阻率多解性强及异常定位不准的难题。为进一步提高对岩层富水区的判定精度... 深部煤层开采常遭受底板水害威胁,严重影响煤矿安全高效生产。采用矿井电法实施采场底板岩层富水性探测是煤矿水害防治工作中的一项重点内容,但该方法面临实测电阻率多解性强及异常定位不准的难题。为进一步提高对岩层富水区的判定精度,提出了采煤工作面双频激电(Induced Polarization,IP)全方位探测方法。结合淮南矿区深部A组煤层顶底板地质与地电条件,构建了不同方位的圆柱体富水异常地电模型;以Cole-Cole模型为激电效应基础,采用有限元方法实施了双频激电数值模拟,理论分析了不同异常模型的激电视参数响应特征,其结果表明:①单巷激电视参数表现为低阻高频散异常,曲线“交点”可准确定位异常模型的走向位置,但难以确定异常模型的准确方位。②双巷透视各发射点对应的激电视参数曲线在异常模型附近聚焦,同样表现为低阻高频散异常特征,发射点与异常模型的位置关系决定了视参数曲线形态及性质,接收点与异常模型的位置关系决定了异常幅度大小。激电视参数对面内及巷道底板异常模型的响应幅度大,对面外模型异常响应幅度偏小。为进一步评价激电视参数成像精度,对比分析了双巷透视和全方位数据的三维反演结果,表明单巷测深和双巷透视数据可相互约束,利用全方位方法所得的激电反演结果能精准定位各异常模型,体现了该方法的优越性。工程实践进一步表明,该方法能有效降低电性异常的多解性,大幅提高异常空间定位精度,改善煤层底板岩层富水区的判定效果,为煤矿水害精准防治提供了有力的技术支撑。 展开更多
关键词 采煤工作面 底板水 双频激电法 数值仿真
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厚松散层薄基岩坚硬顶板工作面覆岩破坏电法监测 被引量：24
5
作者 吴荣新 吴茂林 +1 位作者 曹建富 张平松 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期239-245,共7页
掌握导水裂缝带发育高度对于厚松散层薄基岩煤矿工作面安全开采具有重要的意义。在煤层采动影响前,在工作面巷道向煤层工作面顶板施工1个仰孔,布置孔中电极电缆,形成钻孔电法监测系统。在巷道中连接并行电法仪器和钻孔电缆,数据采集方... 掌握导水裂缝带发育高度对于厚松散层薄基岩煤矿工作面安全开采具有重要的意义。在煤层采动影响前,在工作面巷道向煤层工作面顶板施工1个仰孔,布置孔中电极电缆,形成钻孔电法监测系统。在巷道中连接并行电法仪器和钻孔电缆,数据采集方式称为AM法。随采煤工作面位置逐渐接近并进入钻孔控制范围,监测电极电流值和视电阻率值发生变化。结果表明:对潘北煤矿厚松散层薄基岩坚硬顶板工作面电法监测显示,弯曲下沉带电极电流值和视电阻率值较为稳定,受采动影响程度较小;导水裂缝带内,电极电流值明显下降,视电阻率值明显升高;顶板高度0~40 m采动超前影响范围可达410 m左右;工作面坚硬顶板砂岩地层为控制覆岩破坏的关键层,采空区上方坚硬顶板岩层垮落滞后工作面9~16 m;工作面导水裂缝带高度为37 m,导水裂缝带未发育到基岩面,风化砂质泥岩裂隙在采动应力作用下存在闭合现象。 展开更多
关键词 厚松散层 薄基岩 覆岩破坏 采煤工作面 电法监测
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综采工作面薄煤区无线电波多频率透视精细探测 被引量：22
6
作者 吴荣新 沈国庆 +1 位作者 王汉卿 肖玉林 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期34-40,共7页
对于综采工作面内的大范围薄煤区,采用无线电波单频率透视探测难以准确反映,严重影响工作面高效安全生产。为更加精细探查大范围薄煤区赋存情况,提出了无线电波多频率透视探测方法。以淮河能源集团张集矿1610A综采工作面为研究对象,根... 对于综采工作面内的大范围薄煤区,采用无线电波单频率透视探测难以准确反映,严重影响工作面高效安全生产。为更加精细探查大范围薄煤区赋存情况,提出了无线电波多频率透视探测方法。以淮河能源集团张集矿1610A综采工作面为研究对象,根据研究区地质条件,选取0.088、0.158、0.365、0.965MHz4个频率透视探测,圈定了薄煤区范围,对透视场强值及吸收系数值与工作频率的关系进行了分析。结果表明:随工作频率的升高,无线电波透视场强值总体上表现出下降的趋势,煤岩吸收系数值表现出上升的趋势;同一频率探测,煤层变薄程度越低,透视场强值越高,煤岩吸收系数值越低;不同频率探测,煤层变薄程度越低,不同频率的透视场强及吸收系数值差异越小;煤层变薄程度高的薄煤区在多个频率探测结果上均有反映,而变薄程度低的薄煤区仅在较高频率上有反映。多频率探测圈定的2个薄煤区范围与回采揭露验证相符合,证实多频率探测能够有效识别并圈定不同程度变薄区的影响范围,实现对煤层变薄区的精细探测。大于等于0.965MHz频率的无线电波菲涅尔带窄,能量近线性传播,能够识别出走向上相距10 m的2个薄煤区。采用无线电波多频率探测可以实现工作面大范围地质异常区的精细探测。 展开更多
关键词 无线电波透视 综采工作面 场强 吸收系数 工作频率 薄煤区
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Fenton、光Fenton、US-Fenton和US-光Fenton同时处理垃圾渗滤液的比较 被引量：3
7
作者 查甫更 张瑞良 +3 位作者 姚多喜 胡友彪 王兴明 高良敏 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期2327-2331,共5页
为比较Fenton、光Fenton,US-Fenton和US-光Fenton处理垃圾渗滤液的效果,研究了相关Fenton工艺对有机物去除率、UV-Vis光谱、GC-MS图谱的影响。结果表明:与相关Fenton工艺相比,US-光Fenton的TOC去除率最高,达到65.4%,同时,BOD5/COD从0.20... 为比较Fenton、光Fenton,US-Fenton和US-光Fenton处理垃圾渗滤液的效果,研究了相关Fenton工艺对有机物去除率、UV-Vis光谱、GC-MS图谱的影响。结果表明:与相关Fenton工艺相比,US-光Fenton的TOC去除率最高,达到65.4%,同时,BOD5/COD从0.204上升到0.415,UV-Vis谱线下降幅度最大,E254、E280和E400的去除率也最大;依据GC-MS图谱,渗滤液中含有56种有机物,其中36种物质被US-光Fenton完全去除;最后提出了US-光Fenton降解垃圾渗滤液中污染物的可能反应途径。 展开更多
关键词 环境工程学 垃圾渗滤液 US-光Fenton GC-MS
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黏弹TI煤层介质3层模型Love槽波频散与衰减特征 被引量：6
8
作者 姬广忠 吴荣新 +3 位作者 张平松 郭立全 胡泽安 焦文杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期566-577,共12页
煤层是典型的黏弹各向异性介质,将黏弹性和各向异性两种性质结合起来的槽波研究较少。以弱各向异性煤层为研究对象,应用Thomsen等效介质理论,采用Kelvin-Voigt黏弹性模型,研究了黏弹TI(Transverse Isotropy)介质3层水平层状模型Love槽... 煤层是典型的黏弹各向异性介质,将黏弹性和各向异性两种性质结合起来的槽波研究较少。以弱各向异性煤层为研究对象,应用Thomsen等效介质理论,采用Kelvin-Voigt黏弹性模型,研究了黏弹TI(Transverse Isotropy)介质3层水平层状模型Love槽波频散与衰减特征;推导了3层水平介质的Love槽波频散方程解,可以计算品质因子随频率变化的情况;分析了各向异性参数γ、煤层横波品质因子Q_(s)值变化及煤层Q_(s)随频率变化对Love槽波频散、品质因子和衰减曲线的影响;模拟了煤层Q_(s)=10和Q_(s)=20时三维槽波波场传播过程。结果表明:TI介质和各向同性介质的槽波品质因子和衰减系数基阶曲线差别小,各向异性参数γ对Love槽波品质因子和衰减系数影响较小;煤层Q_(s)对Love槽波频散曲线影响很小,主要影响槽波品质因子和衰减系数曲线,煤层Q_(s)=10时槽波衰减系数值比Q_(s)=20和30时大很多;目前煤层Q_(s)在0~1000 Hz内是否随频率变化尚无定论,假设煤层Q_(s)随频率线性减小,各阶槽波品质因子曲线低频部分差异很小,高频部分差异变大,当Q_(s)减小到10时,槽波衰减系数随频率增长很快;对于三维槽波波场,煤层Q_(s)=20时透射Love槽波和基阶Rayleigh槽波能量较强,而Q_(s)=10时这些波衰减很快,对面巷道接收不到,说明实际工程中接收不到这些波的原因很可能是由于煤层Q_(s)很小;针对实际工作面探测中接收不到Love槽波和基阶Rayleigh槽波的情况,可以利用速度较高、衰减相对较小的高阶Rayleigh槽波探测。 展开更多
关键词 煤层 Love槽波 黏弹 TI介质 频散 衰减
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回采工作面断层构造无线电波反射测量方法研究 被引量：8
9
作者 顾焕琪 吴荣新 +1 位作者 沈国庆 胡泽安 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期125-131,共7页
矿井无线电波勘探可用于煤层地质构造探查,凭借其轻便和效果好等优势,成为煤层地质构造探查的常规和必备手段。现阶段无线电波信号在煤层中的能量衰减较快,大宽度煤层工作面透射无线电波探测面临制约。基于此,提出煤层工作面无线电波反... 矿井无线电波勘探可用于煤层地质构造探查,凭借其轻便和效果好等优势,成为煤层地质构造探查的常规和必备手段。现阶段无线电波信号在煤层中的能量衰减较快,大宽度煤层工作面透射无线电波探测面临制约。基于此,提出煤层工作面无线电波反射勘探方法。首先,数值模拟构建二维含煤地层电性模型,对无线电波Hx分量信号的场强值进行分析。模拟结果显示:无线电波在正常煤层巷道中Hx分量信号的场强值衰减与传播距离呈现近似线性关系,为无线电波反射成像算法奠定理论基础。其次,在模型中距巷道5、10、15、20、25、30 m处设置断层异常区。与正常无断层煤层相比:Hx分量场强值在断层处会发生数值突变,场强值先增大再减小,并且随着断层距巷道距离的增大反射场强值整体减小;当断层距巷道25 m以后,场强值变化不明显。最后,利用某煤矿工作面进行现场试验。试验采用0.965 MHz的频率进行整条巷道的无线电波反射探测,探测结果中地质异常附近无线电波场强值异常升高,显示出明显的直达波和反射波相叠加的现象。通过回采揭露验证,场值异常处与断层位置吻合较好,试验取得良好的效果。综上所述,无线电波在正常煤层巷道中场强值衰减与传播距离呈近似线性关系,当工作面内存在构造异常时会产生直达波和反射波相叠加的现象,其场值会发生跳跃升高。采用反射无线电波法进行煤层工作面地质异常探测具有可行性和有效性,为煤层工作面地质构造探查提供一种新的方法和思路。 展开更多
关键词 无线电波勘探 煤层地质构造 反射无线电波 无线电波数值模拟
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