地震波超前探测技术在岩巷掘进中的应用 李明
巷道掘进中地震超前探测波场特征研究

进行了反射波法煤巷超前探测数值模拟研究和地震
基金项目: 国家自然科学基金重点资助项目( 51034003 ) ; 国家自然 科学基金资助项目( 50974081 ) ; 山东科技大学研究生科技创新基金 资助项目( YCB120122 ) ; 山东科技大学研究生科技创新基金资助项 目( YCA120408 )
Study on Seismic Advanced Detection Wave Field Characteristics in Roadway Heading
2 2, 3 2 2, 3 DONG Hai - jie1, , LI Fei1, , XIE Jun1, , WANG Sheng - long1, , TAN Qiang4 , SONG Yu - long4
摘
要: 用交错网格有限差分法对激发点置于迎头远端一炮多收系统煤巷内不同地质模型中的 弹性波场进行了数值模拟, 分析了不同地质模型中的波场Βιβλιοθήκη 征。 研究表明: 采用激发点置于迎
头远端底板激发底板接收的观测接收方式可以有效排除顶板波的干扰 ; 工作面前方构造界面反 射波清晰且表现为负视速度, 可通过视速度滤波进行识别提取; 工作面绕射波为主要干扰, 其出 现位置可预测和波列较宽是区别于前方构造界面反射波的主要特征 。 关键词: 震法; 超前探测; 波场特征; 数值模拟 中图分类号: TD326 文献标志码: A 文章编号: 1003 - 496X( 2013 ) 01 - 0031 - 05
( 1 . Shandong Provincial Key Laboratory of Depositional Mineralization & Sedimentary Minerals, Qingdao 266590 , China; 2 . School of Geological Sciences & Engineering,Shandong University of Science and Technology,Qingdao 266590 , China; 3 . MOE Key Laboratory of Mine Disaster Prevention and Control, Shandong University of Science &Technology,Qingdao 266590 , China; 4 . State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining,China University of Mining and Technology( Beijing) , Beijing 100083 , China) Abstract : This paper makes numerical modeling of seismic wave field in the advanced detection surveillance system that the shotpoint is away from the coal face by applying staggered grid finite difference method,and seismic wave field characteristics of various wave patterns in different models are analyzed. As a result,the interference wave in the roof can be eliminated effectively when the shotpoint is on the floor; reflected waves of geological interface are clear and show negative apparent velocity,so it can be recognized and extracted by using apparent velocity wave filtering; the diffraction wave of coal face is the main interface wave,the diffraction wave train is wider than other waves and it is predictable. Key words: seismic method; advanced detection; seismic wave field characteristics; numerical modeling
直流电法超前探测在煤矿岩巷施工中的应用

2 施 工 方 法
超 前 探 测 采 用 点 源 三极 装 置 进 行 井 下 数 据 采 集 , 般 在 掘 进 面 附 近 以 一 定 间距 布 置 供 电 电 极 一 A 、 A , 电电极 B置 于无穷 远处 。测 量 电极 、 A 、, 供 Ⅳ在 巷道 内按箭 头所 示 方 向 以一 定 的 间隔 移动 ( 图 1, ) 每移 动一 次 测 量 电极 , 量 一 次 、 : 所 对 测 4、 应 的视 电阻率值 P 、 P 。 , P ,
中 图分 类 号 : 6 1 3 P 3 . 文 献 标 志 码 : A 文 章 编 号 :0 3— 5 6 2 1 ) 6— 0 l O 10 0 0 ( 02 0 06 — 2
A p lc to fAdv n e e e to sng D C e t i a e ho n R o k Dr f p ia i n o a c d D tci n U i El c rc lM t d i c it CO t u tO f Co lM i ns r c i n O a ne
地下巷道 掘进 面 含水 异常体
1 工 作 原 理
W a g Yo g a LiYo g in n n p n, n x a g
( . n o s u t nBue u C iaPig i hn ru o , t. P n dn s a 4 7 0 C ia No 3MieC nt ci ra , hn n me e ma G op C . Ld , ig igh n 6 0 0, hn ) r o S
c n tu to eh d,h ee to fpa a tr n t r c s ig wa x o d d i e al Pr cie s wst t te a pl a in o hs o sr c in m t o t e s l cin o r mee sa d daa p o e sn se p un e n d t i. a tc ho ha ,h p i to ft i c t c oo y s le h r b e se it n ta to a d a e x o ain a ee sn tr, c umu ae x e inc fdaa it r e e hn lg ov d t e p o lm xsi i r diin la v nc d e plr to nd r la i g wa e a c ng l td e p re e o t n epr - tto a d h s g o sn fe t. a in, n a o d u i g ef cs K e wor s: lcrc lme h d; d a c d d tci n; aa pr c s i y d DC ee ti a t o a v n e ee to d t o e sng; no l ne p e ain a may i tr r tto
矿井巷道震波超前探测技术在煤矿的应用研究

1 概 况
11 煤 层 特 征 .
40 2 2底抽 巷位 于 中泰矿 业 四水平 二 采 区 。 四二 采 区主要煤 层 为古生 界二 叠系 山西组 二 1 煤层 。 煤 该 层 为我 矿 的主要 可采 煤层 , 区煤 层 走 向 : E 9 一 该 N 6。
煤矿 现 化
21 年第3 02 期
总第18 0
矿 井巷 道 震 波 超 前 探 测 技 术 在 煤 矿 的应 用 研 究
李 小雷
【 壁 中泰 矿 业 有 限公 司 。河 南 鹤 壁 4 8 1 ) 鹤 5 0 0
摘 要 查 清掘进 工作 面前 方 的地 质构 造 , 特别是 断层 、 陷落柱 、 空 区、 采 岩溶 等 灾害 性 构 造 情况 , 接 关系到 生产 安全 与现场 人 员 的生命安全 。 对我矿 深部 地 区地 质 勘探程 度 不 直 针
氏硬度系数 f . 。 _3 67 老 顶 : 色 中粒 砂 岩 , 灰 以石 英 为 主 , 黑 色 矿 物 暗 次 之 , 斜 层理 , 质胶 结 。厚 32 具 钙 . 4~81m, 均 厚 . 7 平 度 69 m, 氏硬 度 系数 f1.。 . 7 普 -05 直 接 底 : 黑 色 砂 质 泥 岩 , 沙 量 由上 而 下 逐 灰 含 渐 增 多 , 06 厚 .9—73 m, 均 厚 33 m。 .5 平 . 4 老 底 : 黑 色 中 、 部 为 细粒 砂 岩 , 灰 上 向下 逐 渐 为 中 粒 砂 岩 , 较 多 的 暗 色 矿 物 及 白云 母 碎 片 , 质 含 钙 胶 结 , 42 厚 . 5~82 .7米 , 平均 厚 57 .m。 40 22底 抽 巷位 于二 1 层 下 方 1 煤 5~2 m, 道 5 巷 周 围岩 石 为 细 砂 岩 。为 了探 测 4 0 2 2底 抽 巷 前 方 的 地 质 构 造情 况 , 进 行本 次 探 测 工作 。 特
巷道掘进超前探测技术应用分析

环境工程2019·02102Chenmical Intermediate当代化工研究技术应用与研究巷道掘进超前探测技术应用分析*柳建锋(汾西矿业高阳煤矿 山西 032306)摘要:煤矿井下地质构造复杂,巷道掘进面临各种风险,对巷道掘进工作面前方区域进行探测显得十分有必要,本文对煤矿井下巷道常用地质超前勘探技术进行归纳总结,并对比分析常用的超前技术勘探设备,以期能更好的促进巷道掘进工作面超前勘探技术的应用发展。
关键词:巷道掘进;超前勘探;设备分析中图分类号:T 文献标识码:AApplication Analysis of Advance Detection Technology of Roadway TunnelingLiu Jianfeng(Fenxi Mining Gaoyang Coal Mine, Shanxi, 032306)Abstract :The underground geological structure of coal mine is complex and roadway tunneling faces various risks, so it is very necessaryto detect the area in front of roadway drivage. This paper summarizes the commonly used geological advanced exploration techniques in coal mine underground roadway, and compares and analyzes the commonly used advanced technology exploration equipment, aiming to better promote the application and development of advanced exploration techniques in roadway drivage face.Key words :roadway drivage ;advance exploration ;equipment analysis巷道是矿井正常生产运行的基础,据有关统计资料,我国每年新掘巷道超过10000Km,煤矿井下条件十分复杂,存在断层、褶曲、溶洞、陷落柱等不良地质情况,当巷道掘进前方存在较小的地质构造异常带,超前地质勘探未查明时,便给巷道掘进带来安全隐患,如:瓦斯突出、透水、岩暴等灾害,影响采掘系统的正常布置,更有甚者会对矿井后期的正常回采带来不利影响。
超前探测物探技术在中小型矿井中的应用

2 资 料 处理
1 节约 了大 量 的人 力 、 力 。 ) 物
首先对原始观测数据进Байду номын сангаас整理 经过反复对畸变数据 的剔除与
2) 更准确地探明了巷道的地质及水灾情况。 3) 进一步确保了安全生产 。 4) 为开发 己 1 煤层提供 了坚 实的技术基础。 8
下 的 安全 生 产 。 关键 词 : 控 系统 监 分 站 电源 转 换器 断 电器 探头
控系统 而言 , 在掘进 工作面 中用 17 2 V交流 电作为电源箱的输入 电 压存在 以下不足 :1 电源取用不便 , () 需从 非掘进工作面的信号或照 明 线 路 上 间接 取 出( 进 工 作 面 的 信 号 、 明线 路 受风 电 、 掘 照 瓦斯 斯 电 闭锁开 关控 制)( )由于 1 7 ;2 2 V交 流 电压均 由照 明信 号 综合 保 护 装 置提供 , 一旦停 电需人工复 电;3) ( 井下照 明、 信号线路 不确定 因素 较多 , 负荷随机变动较大 , 常因工作 需要( 更换照明灯或做 试验 ) 或 线路漏 电、 断线等原 因造成停 电频繁 ;4 综合保护装置 出现故障, () 被迫停 电进行检修 ;5) ( 由于人为因素, 有时出现送电不及时或送不 上 电现象。上述原因易造成监控 系统交流 电源中断、 系统收不到信 由隔爆兼本安型 电源箱、 本安型交换机、 本安型监控分站、 电器及 息、 断 瓦斯、 电闭锁功能失效 , 影响到监控 系统 的安全运行。 虽然 , 监控 控 头 组 成 。 该 系统 具 有 功 能 齐 全 , 数据 准确 , 制 范 围 广 等 许 多 优 控 系统 的 电源箱 内装 有 备用 电池 ,但 其 维 持 时 间 一般 不 足 2小时 , 难
2024年岩石巷道安全快速掘进技术(2篇)

2024年岩石巷道安全快速掘进技术摘要:针对硬岩巷道安全快速掘进施工问题,探讨了有关目前实现坚硬岩石巷道安全快速掘进需要解决的技术问题,重点探讨了硬岩爆破新型高威力安全炸药与相关爆破专家系统的研究方向,可供相关科技工作者参考借鉴。
关键词:岩巷安全快速掘进引言随着我国工业化水平逐步提高,能源的需求量日益增加,而80%的能源来自煤炭。
岩巷工程是煤炭工业发展的基石,也是企业可持续发展战略的要项工作。
岩巷快速掘进是矿井水平、采区、采场“三大接替”顺利进行的根本保证。
岩石巷道施工时,如果巷道断面大,完整坚硬(f12),前方构造透明度低,势必影响掘进速度,进而影响煤炭高产高效。
为了实现岩巷掘进速度的提高,满足日益增长的煤炭需求,本文对现有的有关岩巷掘进的装备、技术等发展方向进行了初步总结和分析。
1快速掘进机械配置在岩石巷道掘进施工时,要根据巷道掘进时巷道运输、通风、排水、通讯、电力、高压风水管路、工人上下班及施工管理等具体情况,对机械配置、运输方式的选择、钻爆作业、运输装碴作业、锚喷支护作业及机械车辆方案进行合理调配,满足施工需求。
1.1改进设备装备,提高机械化作业水平:机械设备要保证现场操作安全,提高掘进效率,降低劳动强度,而且巷道成型要好。
1.2合理布置装运碴作业线:所选择的装碴机械必须具备装碴效率高,性能稳定,坚实耐用的特点。
机车和矿车应统一考虑,选择大容量矿车必然要选择大功率机车,二者必须匹配。
还要考虑线路铺设质量和装运碴设备数量等因素。
1.3改进施工工艺,实现掘喷平行作业:掘喷平行作业能有效缩短循环时间,有利于采用合理中深孔爆破,进行大循环作业,大大提高掘进速度。
1.4采用科学的施工组织和管理方法:组织正规循环作业和多工序平行交叉作业,严格执行一系列行之有效的管理制度,提高职工的业务素养,确保机械设备的正规使用和爆破技术的严格执行。
2超前地质探测技术研究可靠准确的巷道超前探测技术是巷道掘进安全保障。
“两探”在21上采区辅助运输上山巷道掘进中的应用

“两探”在21上采区辅助运输上山巷道掘进中的应用摘要:按照《煤矿安全规程》、《煤矿地质工作规定》、《防治煤与瓦斯突出细则》等相关规定,准确掌握煤层层位,探明地质构造情况,防止误近煤层作业、误揭煤层或地质构造,避免发生瓦斯事故,按照“有掘必探、先探后掘”原则开展瓦斯地质超前钻探工作,明确地质超前探目的及任务,详细收集施工区域及周围的采掘工程状况、煤层赋存状况、构造控制程度、水文地质条件、物探结果、瓦斯赋存情况等资料,制定有针对性的超前钻探设计。
关键词:地质超前探、煤层、地质构造引言:21上采区辅助运输上山施工层位位于二1煤层底板北岔沟砂岩,设计工程量508m,经实际探测,钻场顶板距二1煤层底板法向距离21.8-24.7m,瓦斯地质超前探工程共施工5轮,每轮设计工程量约450m,每轮施工5个钻孔。
一、施工方法:(一)物探设计要求:探测使用YCS512矿用本安型瞬变电磁仪进行探测,探测期间利用共面偶极进行剖面探测,探测巷道掘进方向范围10-150m,煤层顶板向上30m至底板向下约0-100m范围内。
设计探测共分2个方向,每个方向9道,共计18道,按设计方位角向迎头及底板进行勘探,探测角度为+10°、-30°,每15°探测一道,控制距离约150m(探点向前15-20m范围为探测盲区)。
(二)瓦斯超前钻探设计、施工措施及钻探成果要求:1、掘进工作面瓦斯地质超前钻探前方控制距离原则上不超过100m(定向钻机控制距离除外),巷道两侧帮距不小于15m(煤层倾角大于25°时,巷道两帮距按10m、20m执行)。
2、岩巷超前探测评价超前距不低于20m,循环探查掘进。
超前评价距离按有效控制范围确定(巷道前方各方向共同控制范围确定)。
3、钻探设备原则上采用扭矩不小于4000N·m,钻杆直径不小于Φ73mm,钻具组合合理。
4、矿井地测部门应与设计、生产、防突、通风、施工单位等部门交流沟通,统筹设计、合理安排瓦斯地质超前探施工。
浅谈巷道掘进超前探测技术的应用

浅谈巷道掘进超前探测技术的应用张军【摘要】矿井水害是制约煤矿安全高效生产的主要地质灾害之一,对其进行预测和预防有着非常重要的意义.分析了瞬变电磁法、直流电法的技术手段和应用特点,以同煤集团下属某矿井为例,以瞬变电磁法、直流电法同时进行探查作业,并对2种方法得出的数据进行分析.实证结果表明,这2种方法都可以有效判断煤矿井下富水区域位置,数据重合位置相对富水性区域几率较大,为掘进工作提供指导.在应用时,可以利用两者结合的综合物探技术,既提高探测的精度,又通过互相验证提高了探测可靠性.【期刊名称】《陕西煤炭》【年(卷),期】2019(038)003【总页数】3页(P172-174)【关键词】矿井水害;物探;瞬变电磁法;直流电法;富水区【作者】张军【作者单位】大同煤矿集团安全监管五人小组管理部,山西原平 034100【正文语种】中文【中图分类】TD263.20 引言矿井水害是煤矿最为需要预防的井下地质灾害之一,严重制约煤矿正常安全生产秩序[1]。
我国大部分煤矿仍以井工开采为主,并且开采规模和深度日益加大,作业环境也日益复杂,井下发生突水、淹井、透水事故发生几率更加频繁,同时危害也十分严重,仅2017年为例,全国共有4起造成人事死亡的井下透水事故,分别为湖北省襄阳市保康县某磷矿、河南省三门峡市峡州某铝矿、山西省太原市清徐县某煤矿及甘肃省白银市平川区某煤矿,死亡人数18人。
如何通过矿井突水预测和预报技术有效对井下作业提供指导对煤矿安全生产具有十分重要的意义。
因此,为避免井下突水、透水事故的发生,地球物理工作者根据井下地质水文情况针对井下作业环境及时、有效、精确的做出地球物理预测、预报技术。
这就对相关工作人员在矿井地质水文理论、水害预测技术以及水害防治与控制技术等方面的研究十分迫切,十分具有经济与社会价值。
1 突水形成矿井突水事故发生受矿井地质环境和采动变化影响,通常水源为煤层中下覆层承压水或者已采工作面采空区积水,隔水层、防水煤柱破坏后,导水通道形成后水源进入工作面造成涌水量增加进而发展成为水害,进入方式受隔水层破坏形式影响,发生形式分为突发、缓发和滞发3类。
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地震波超前探测技术在岩巷掘进中的应用李明
发表时间:2019-06-21T17:17:41.583Z 来源:《工程管理前沿》2019年第04期作者:李明
[导读] 地震反射波和面波勘探两种方法,通过钻探成果、巷道实际揭露资料与地震波超前探测成果进行对比验证,从而得出效果评价。
淮南矿业集团潘二煤矿潘四东井,安徽淮南 232000
摘要:根据矿井安全生产要求,应做到“有疑必探,先探后掘”。
目前对地质构造及破碎带探测敏感的方法为地震波勘探,本次采用地震反射波和面波勘探两种方法,通过钻探成果、巷道实际揭露资料与地震波超前探测成果进行对比验证,从而得出效果评价。
关键词:矿井;地质构造;地震反射波;面波勘探
1概况
潘四东煤矿11613底抽巷掘进工作面位于潘四东煤矿-650m水平东一A组煤采区,巷道主要施工层位位于1煤底板c31灰岩层内,部分斜巷穿3、1煤、c32灰岩,巷道揭露的主要岩性为泥岩、细砂岩、3、1煤、 c31灰岩、 c32灰岩、煤线等。
2 地震波超前探工程设计
2.1反射波超前探方法原理
浅层反射地震勘探,是利用人工激发的地震波在岩土层中传播时发生的反射现象,采集地震波数据,利用偏移成像技术获取探测空间的二维地震剖面,通过对地震剖面的解译得到目的层位的赋存特征及其它地质条件。
根据反射波原理,单道观测系统有相应波路图,且它的时距曲线方程为:
反之,根据测试波形求取反射相位时间,又可求解探测目标体的距离,即,从而进行地质解释。
数据处理中的“偏移成像”功能指在给定速度等参数后将地震时间剖面转换成空间剖面一种数据处理技术。
它最大限度地将反射同相轴归位到空间反射点上,同时消除了由于倾斜界面、尖灭点等引起的反射相位“偏移”现象,因而有利于地震剖面的解释和应用。
偏移成像是反射波数据处理的关键,采用了绕射扫描叠加偏移(图2-2),可以同时利用运动学(走时)和动力学(幅值、极性等)信息,其图像更直观,能提供岩体力学性质变化和构造组合特征等丰富的资料。
首先将要成像的空间范围网格化,任一网格都看作是潜在的反射点。
对于其中一个网格和一对炮点检波点,射线追踪出对应的传播路径旅行时间,在对应记录道中提取时间处的振幅并沿椭圆轨迹放置。
反射波的旅行时可表示为:
式中=1,2,3,……,m,且m为参与叠加的记录道;为地震波的速度,为点的垂直深度,为扫描点处第炮第个接收点的绕射波旅行时。
如果路径上的速度正确则所有记录中的反射弧在反射点处干涉增强。
对所有网格点操作完成后即可获得成像空间的偏移剖面。
通过深度偏移可将巷道震波记录中的反射波从时间域映射到空间域,将来自于巷道前方的反射事件重新归位,实现巷道前方构造形态描述。
深度偏移剖面是成像的重要成果图件之一,以此为基础进行巷道前方的构造及其它地质信息的解释。
2.2面波超前勘探方法原理
工程勘查中应用的面波技术为瞬态面波法,是用重锤下落或小炸药量爆炸激发产生面波,取代了激振器,每次激发产生的频率丰富,这样检波器接收的信号中包含各种频率成分。
瞬态面波法,又称表面波频谱分析法。
人工激发产生面波后,由垂向检波器接收面波的竖向分量,根据频谱分析,可以得到两信号的自功率谱、互功率谱、传递函数及相干函数;由互功率谱可以得到两信号由于波传播过程中的时间滞后所产生的相位差的关系,即求得实测的频散曲线,再由成层地基动力学理论和反分析法可求得剪切波速度和深度的关系。
多道瞬态面波的数据处理主要流程主要有:预处理、生成频散曲线、模型反演、结果成图四个步骤。
2.3观测系统布置。