煤礦水害礦井物探方法與技術1整理ppt〔一〕井下水害體發育位置1)掘進巷道前方水害體超前探測;2)工作面煤層頂板水害體探測;3)工作面煤層底板水害體探測;4)工作面外邊界斷層或老空區賦水性探測;5)廢棄不良鉆孔賦水性檢測;6.)賦水構造注漿效果檢測〔前后比照〕。3.前言2整理ppt〔二〕井下物探方法預報物理依據從電性上分析不同地層的電性分布規律為：煤層電阻率值相對較高，砂巖次之，粘土巖類最低。由于煤系地層的沉積序列比較清晰，在原生地層狀態下，其導電性特征在縱向上固定的變化規律，而在橫向上相比照較均一。當存在構造破碎帶時，如果構造不含水，那么其導電性較差，局部電阻率值增高;如果構造含水，由于其導電性好，相當于存在局部低電阻率值地質體。綜上所述，當斷層、裂隙和陷落柱等地質構造發育時，無論其含水與否，都將打破地層電性在縱向和橫向上的變化規律。這種變化規律的存在，為以巖石導電性差異為物理根底的電磁法探測方法提供了良好的地質條件。3.前言3整理ppt煤礦井下水文電〔磁〕法技術是指應用于煤礦防治水方面的礦井物探方法，鑒于巖石導電性對含水的敏感性，礦井水文物探主要以礦井電法勘探為主，目前常用的方法有：礦井直流電測深法、音頻電透視法、礦井瞬變電磁法、無線電透視法和三極超前探等方法。主要用于探測礦井涌水補給源、隱伏導水通道、裂隙帶、隔水層厚度和巷道迎頭前方含水構造等水文地質問題。3礦井電磁法技術及特點4整理ppt二、掘進巷道前方水害體礦井物探方法與技術 〔一〕掘進巷道前方水害體類型5整理ppt〔二〕單極——偶極法與技術

二、掘進巷道前方水害體預報礦井物探方法與技術6整理ppt3.1

礦井直流電法勘探3.1

礦井直流電法勘探7整理ppt裝置形式：研究內容：ABMN巷道三極電測深ABMN巷道對稱四極測深

①劃分煤層底板含水層、隔水層，確定其厚度及埋深；②調查底板灰巖巖溶及其發育影響范圍；③圈定底板隱伏斷層、裂隙發育帶等垂直導水通道。3.1

礦井直流電法勘探8整理ppt特點：①理論成熟、淺部勘探精度高；體積效應大；②由于高阻煤層屏蔽影響，能反映底板以下地質情況；③工作效率低、勞動強度大；④在工作面中間底板下形成盲區。3.1

礦井直流電法勘探9整理ppt

超前探測方法布置示意圖

采用三極測深裝置形式，但在測量過程中，用三個供電點依次供電，測量電極MN在巷道內以一定的間距向后移動。3.2

礦井直流電法超前探10整理ppt

3.2

礦井直流電法超前探11整理ppt

3.2

礦井直流電法超前探12整理ppt

3.2

礦井直流電法超前探13整理ppt3.2

礦井直流電法超前探特點：

用于探測巷道掘進前方的地質構造問題，并對前方地質異常區的富、含水性作定性評價。施工條件受巷道空間、長度的影響較大。探測結果受巷道內局部電性不均勻體影響較大。

主要預測巷道掘進前方的地質構造問題，并對前方地質異常區的富、含水性作定性評價。14整理ppt瞬變電磁法(Transientelectromagneticmethod,TEM)屬時間域電磁測深法，又稱“純異常場法〞，利用接地回線源向地下發送一次電磁場，在一次電磁場間歇期間，用線圈對地下地質異常體所產生的二次渦流電磁場進行觀測，通過對二次渦流電磁場特征的研究來探測地質構造異常、地下含水層的分布情況。3.3

礦井瞬變電磁法勘探15整理ppt矩形框磁力線穿過Tx中心的橫斷面內電流密度等值線Tx=800×400m3.3.1根本原理3.3

礦井瞬變電磁法16整理ppt

瞬變電磁法工作原理示意圖

2.3礦井瞬變電磁法勘探3.3

礦井瞬變電磁法17整理ppt3.3礦井瞬變電磁法18整理ppt根據瞬變電磁法對低阻體反響敏感的特點，將其用于煤礦井下水文勘查還是近幾年的事情。由于礦井瞬變電磁勘探在井下巷道中進行，采用多匝小回線裝置測量，井下噪聲、資料處理和解釋方法與地面瞬變電磁法和礦井直流電法不同。3.3

礦井瞬變電磁法19整理ppt超前探測施工方法技術

3.3礦井瞬變電磁法20整理ppt3.3礦井瞬變電磁法

21整理ppt3.3礦井瞬變電磁法

礦井瞬變電磁超前探測測點布置及探測范圍

22整理ppt

23整理ppt瞬變電磁法探測方向示意圖24整理ppt3.3礦井瞬變電磁法礦用瞬變電磁儀器CUGTEM武漢中地物探科技TerraTEM澳大利亞生產PROTEM47HP加拿大生產25整理pptTerraTEM瞬變電磁儀實物

3.3礦井瞬變電磁法26整理ppt3.3礦井瞬變電磁法27整理ppt28整理ppt29整理ppt30整理ppt31整理ppt32整理ppt3.3礦井瞬變電磁法33整理ppt34整理ppt35整理ppt36整理ppt37整理ppt〔a〕〔b〕〔a〕巷道迎頭前方頂板；〔b〕巷道迎頭前方順層；〔c〕巷道迎頭前方底板38整理ppt〔三〕礦井瞬變電磁探測方法與技術

39整理ppt40整理ppt41整理ppt42整理ppt43整理ppt44整理ppt二、掘進巷道前方水害體預報礦井物探方法與技術

〔三〕礦井瞬變電磁探測方法與技術

45整理ppt46整理ppt47整理ppt48整理ppt49整理ppt50整理ppt51整理ppt52整理ppt53整理ppt54整理ppt55整理ppt56整理ppt57整理ppt58整理ppt59整理ppt60整理ppt61整理ppt超前探測應用實例分析62整理ppt超前探測應用實例分析63整理ppt64整理ppt65整理ppt兩種超前探測方法比較:1.單極-偶極法采用接觸式探測,接地電阻處理好壞直接影響探測結果可靠性,體積效應大(為球體),工作效率較低，受巷道長度限制，對高、低阻反映均較靈敏,探測距離在60～80m,無探測盲區;2.礦井瞬變電磁法采用非接觸式探測,具有明顯方向性,體積效應較小(約束角為60～90度的錐體),對低阻反映較靈敏,工作效率高，不受巷道長度限制，但受高度限制〔不小于1.8m),探測距離在１０0～１５0m,距離巷道迎頭有２0m左右探測盲區;66整理ppt工作面頂板探測技術67整理ppt

巷道

賦水異常區域切眼

工作面平面頂板導水斷層

巷道

工作面煤層頂板水害體類型68整理ppt

圖a圖b69整理ppt工作面煤頂底板水害預報礦井物探方法與技術

70整理ppt三、工作面煤層頂板水害預報礦井物探方法與技術71整理ppt72整理ppt

工作面煤層底板水害體類型

巷道

局部賦水裂隙發育通道含水陷落柱或富水體工作面平面導水斷層

巷道73整理ppt工作面底板探測技術74整理ppt四、工作面煤層底板水害預報礦井物探方法與技術75整理ppt礦井瞬變電磁法應用礦井瞬變電磁法探測采掘面內導水陷落柱76整理ppt四、工作面煤層底板水害預報礦井物探方法與技術

77整理ppt78整理ppt79整理ppt工作面底板注漿前后礦井瞬變電磁法檢測效果80整理ppt81整理ppt五、工作面切眼外側或巷道外側幫斷層富水性探測

工作面平面位置邊界斷層邊界斷層82整理ppt〔1〕由于井下測量環境與地表不同，無法采用地表測量時的大線圈〔邊長大于50m〕裝置，只能采用邊長小于3m的多匝小線框，因此與地面瞬變電磁法相比具有數據采集工作量小，測量設備輕便，工作效率高，本錢低等優點；對于其他礦井物探方法無法施工的巷道〔巷道長度有限或巷道掘進迎頭超前探測等〕，可采用測量裝置小、輕便的礦井瞬變電磁法探測。〔2〕由于采用小線圈測量，點距更密〔一般為2~20m〕，可降低體積效應，提高勘探的橫向分辨率。特點：3.3

礦井瞬變電磁法83整理ppt〔3)無高阻煤層屏蔽影響〕〔與直流電法比較)，能反映頂、底板內地質情況。同時，井下測量裝置靠目標體更近，將會大大提高異常體的感應信號強度。〔4〕利用礦井瞬變電磁法小線框發射電磁波的方向性，可分別用于探測巷道底板下一定深度內含水異常體垂向和橫向發育規律、頂板一定范圍內含水低阻異常體的發育規律及巷道掘進迎頭超前探測等。〔5〕由于瞬變電磁法關斷時間的影響，與其它物探方法相比無法探測到更淺部的異常體，在淺部形成20m左右的盲區。3.3

礦井瞬變電磁法84整理ppt〔6〕礦井瞬變電磁法勘探受井下金屬儀器設備〔采煤機械、變壓器、金屬支架等〕的影響較大，需要在資料處理解釋中進行校正或剔除。〔7〕多解性。線框位置3.3

礦井瞬變電磁法85整理ppt3.3

礦井瞬變電磁法

全空間問題

86整理ppt3.3

礦井瞬變電磁法1〕煤礦賦水體井下瞬變電磁響應三維正演模擬〔不同于地面〕？2〕礦井防爆瞬變電磁儀器研制？3〕水平層狀介質地電模型礦井瞬變電磁法理論曲線？4〕礦井瞬變電磁法單方向輻射電磁場工作裝置研制？5〕提高礦井瞬變電磁法探測低阻異常體分辨率和精度？6)礦井瞬變電磁法探測結果三維可視化顯示技術?87整理ppt3.4

礦井直流電透視直流電透視工作方式示意圖

88整理ppt通過利用數值模擬技術進行了大量的模擬工作，得出直流電透視的有效探測深度和工作面的寬度存在一定的關系，最正確探測范圍為0.4L〔L為工作面的寬度〕左右的深度段。直流電透視層析成像圖

3.4

礦井直流電透視89整理ppt①由于高阻煤層屏蔽影響，能反映底板以下地質情況；②能反映工作面中間底板下巖層的含水情況；③工作效率低、勞動強度大；④勘探深度不易確定；⑤礦井音頻電透視的理論研究。特點：3.4

礦井直流電透視90整理ppt4

在煤礦防治水中的應用探測工作面煤層頂板巖層內富水異常區，為打鉆疏放水提供靶區。探測工作面煤層底板含水層、隔水層厚度及埋深；調查底板灰巖巖溶及其發育影響范圍；圈定底板隱伏斷層帶、裂隙發育帶等垂直導水通道。探查巷道掘進前方富水異常體，如：斷層帶、陷落柱、采空區老窯水。探測工作面內部的小斷層、陷落柱、火成巖體、封堵不良鉆孔等。91整理ppt4

在煤礦防治水中的應用4.1

探測工作面煤層頂板巖層內富水異常區，為打鉆疏放水提供靶區。92整理ppt4

在煤礦防治水中的應用93整理ppt4

在煤礦防治水中的應用4.2

探測工作面煤層底板含水層、隔水層厚度及埋深；調查底板灰巖巖溶及其發育影響范圍；圈定底板隱伏斷層帶、裂隙發育帶等垂直導水通道。94整理ppt4

在煤礦防治水中的應用95整理ppt4

在煤礦防治水中的應用4.2

探測工作面煤層底板含水層、隔水層厚度及埋深；調查底板灰巖巖溶及其發育影響范圍；圈定底板隱伏斷層帶、裂隙發育帶等垂直導水通道。96整理ppt平煤集團梨園礦97整理ppt 探測煤層底板含水構造兩中方法比較1)音頻電透視技術采用接觸式探測,接地電阻處理好壞直接影響探測結果可靠性,體積效應大,工作效率較低，分辨率低,工作面完全貫穿后才能測量，對高、低阻反映均較靈敏,探測距離取決于供電電流大小,無探測盲區;2)礦井瞬變電磁法采用非接觸式探測,具有明顯方向性,體積效應較小(約束角為60～90度的錐體),對低阻反映較靈敏,工作效率高，分辨率高,工作面是否貫穿均可測量，但受高度限制〔不小于1.8m),探測距離在１０0～１５0m,可以分別從兩上、下順槽對工作面底板進行探測，探測范圍覆蓋工作面底板。距離巷道周圍有２0m左右范圍為探測盲區。98整理ppt5.1

礦井瞬變電磁法1〕小線框TEM理論上有待于進一步深入研究；2〕井下干擾因素的排除與校正；3〕輕便防暴儀器的研制開發。5礦井電法的開展展望99整理ppt1〕礦井雷達儀器開展〔天線〕，探測距離應到達40米以上；2)實時處理軟件系統。5.2

礦井探地雷達5礦井電法的開展展望100整理ppt將地面物探方法引入到礦井下應用〔頻率域激發極化法、核磁共振等〕。開展井下、地面聯合物探解決特殊問題。綜合物探，如用礦井地震法〔如TSP〕確定小構造，用礦井電法判斷含水性。5.3

其它新方法5礦井電法的開展展望101整理ppt防治水的監測及預報。

礦井開采動態破壞帶的監測。5.4

礦井電法應用范圍的拓展5礦井電法的開展展望102整理ppt5.4

煤層開采底板破壞帶的動態監測煤礦工作面回采過程中，其底板破壞裂隙帶是動態變化的。根據完整巖石破壞后，由于體積澎脹，電阻率升高數倍；或破壞后巖體充水，而造成電阻率下降數倍的原理，采用礦井電阻率法進行底板破壞帶范圍的探測及動態檢測是可行的。電阻率CT測試是以孔中高密度電法技術為主，以孔間直流電透視法相輔助進行探測的電阻率成像方法。測試時孔中預埋電極，形成孔中、孔——巷間的電阻率CT測試區域。進行背景測試及開采后動態視電阻率測試，通過測取不同時期底板巖體視電阻率變化圖像，進行動態比照與分析。該方法與井下注水方法等探測方法相比，具有探測數據量大，動態連續，費用少等特點，是一種理想的底板破壞帶動態測試技術。5礦井電法的開展展望103整理ppt煤層開采底板破壞帶的動態監測觀測系統底板破壞帶探