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题名积水采空区地面-钻孔瞬变电磁探测技术
被引量：26
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作者
王鹏
程建远
姚伟华
李明星
王益
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机构
中煤科工集团西安研究院有限公司
煤炭科学研究总院西安分院
长安大学地质资源与测绘学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第8期2502-2508,共7页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804105)
中国博士后科学基金资助项目(2019M653523)
中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金专项资助项目(2018MS006)
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文摘
小煤窑积水采空区威胁煤矿安全生产,为有效识别钻孔旁侧遗漏的积水采空区并确定其空间位置,采用地面发射阶跃磁场、钻孔中接收三分量感应场的观测方式进行地面-钻孔瞬变电磁探测。通过构建积水采空区地电模型,正演分析了异常的响应特征及异常场随异常体电阻率、规模和相对钻孔距离变化的规律。计算结果表明:异常场的3个分量均响应明显, X,Y分量过零点与Z分量极值点对应异常体深度;X,Y分量幅值相对较小,但为纯异常场,便于识别和提取;Z分量幅值相对较强,但异常场为背景场的千分之一,不易识别和提取;由于更接近异常体,地面-钻孔观测方式相比地面瞬变电磁采集到的Z 分量异常信号更强;异常响应强度随异常体电阻率降低、规模增大、距离减小而增强。基于等效电流环理论,设计了最小二乘约束反演算法,通过反演拟合异常场能获得异常体的中心坐标、倾角、尺寸等参数,实现异常体的空间定位。在陕西省榆林市某煤矿使用地面-钻孔瞬变电磁法开展积水采空区探测实验,采集的 X,Y 分量数据在目标层附近表现明显的异常响应特征,通过对1.0 ms和1.3 ms的异常场数据进行反演拟合,发现并推断钻孔北侧存在小煤窑积水采空区,反演结果得到后期钻孔验证,与实际揭露情况吻合。理论分析与现场实验证明:地面钻孔瞬变电磁法能有效探测到钻孔旁侧的积水采空区,实现“一孔多用”并突破“一孔之见”,为小煤窑积水采空区的精细探查提供了一种新的地球物理勘探手段。
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关键词
积水采空区
地面-钻孔瞬变电磁法
观测方式
正演模拟
三分量感应场
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Keywords
water-filled goaf
downhole TEM
observation mode
forward modeling
three component induction field
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分类号
P631.3
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名再论巷道直流电法超前探测技术的有效性
被引量：12
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作者
王鹏
鲁晶津
王信文
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机构
中煤科工集团西安研究院有限公司
煤炭科学研究总院
长安大学地质资源与测绘学院
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期257-263,共7页
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基金
中国博士后科学基金资助项目(2019M653523)
国家自然科学基金资助项目(41974162)
+1 种基金
陕西省自然科学青年基金资助项目(2020JQ-995,2020JQ-994)
天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项资助项目(2020-TD-QN012)。
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文摘
煤矿井下直流电法超前探测技术是掘进工作面前方富水异常体探测的主要方法之一,在我国煤矿有着近30年的发展历史。有些专家学者通过研究分析,对该技术的有效性提出了质疑,为此,笔者以均匀全空间中无限延伸板状体、球体或立方体模型为基础,通过计算点电源在全空间的电位分布和异常特征参数提取方法,拟合了异常距离与异常特征参数极小值之间的关系式,分析了底板异常的响应特征,计算了理论探测距离。结果表明:掘进工作面前方异常体能在巷道后方产生明显的异常响应,即后方信号包含前方低阻体的信息,证明该技术的基本原理是正确的;前方低阻体与后方视电阻率异常位置并非镜像关系,选取正确的异常特征参数可获得前方异常位置;巷道前方低阻体与底板低阻体均能产生电位异常,根据异常响应特征的不同可以对其加以甄别;直流电法超前探测的最大距离可以达到80 m左右。煤矿井下掘进工作面直流超前探测方法是有效的,可以继续推广应用并不断完善。
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关键词
直流电法
超前探测
板状体
球体
异常提取
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Keywords
direct current method
advanced detection
plate-like body
sphere
anomaly extraction
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分类号
P631.3
[天文地球—地质矿产勘探]
TD167
[矿业工程—矿山地质测量]
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