工作面底板水害三种物探方法探查对比分析研究
本文选题:矿井水害 + 三维电法 ; 参考:《安徽理工大学》2017年硕士论文
【摘要】:工作面底板水害是威胁煤层安全开采的重要因素之一,对工作面底板富水区域的探测至关重要。底板水害探测方法多种多样,其中直流三维电法、瞬变电磁法、音频电透视应用最为广泛,对岩层的赋水性的反应较为敏感。直流三维电法、瞬变电磁法、音频电透视其工作原理不同,适用范围与条件也不同,加上工作面地质、施工条件的限制,对底板水探测结果有所不同。因此,工作面底板水害三维电法、瞬变电磁法、音频电透视这三种物探方法的对比分析研究对底板水害物探方法的选择、适用性的判别具有较强的实用价值。论文在研究直流三维电法、瞬变电磁法、音频电透视原理的基础上,根据张集矿1611A工作面底板地层特征,构建煤层工作面三种物探方法的现场探测系统,结合其数据处理及其反演技术。分析研究三种物探方法对底板富水区的响应程度,收集现场探放水资料结合三种方法的探测结果对比。根据1611A工作面底板的地层特征,通过数值模拟及物理模型实验,分析工作面底板的电性特征,从理论及模型实验方面研究底板煤层含水时的电阻率分布特征以及立体并行电法、音频电透技术探测的可行性。利用井下钻孔对探测富水区结果进行验证,结合现场实际的探放水资料以及数值模拟、物理实验的结果。根据现场测情况对三种物探方法的探测结果进行对比分析研究,结果表明三种物探方法对底板富水区的探测都有不同程度的响应。三维电法技术能够探测出空间范围内低阻异常体的赋存状态;瞬变电磁为低阻区感应电流场信号的反映,能够快速识别富水区域,但受巷道内的金属影响较大;音频电透视对工作面内的低阻区反映灵敏,但易于受巷道内的金属设备影响。通过对这三种物探方法的对比分析研究为矿井工作面底板水害探查方法的选择提供重要的参考。论文通过对张集矿1611A工作面底板的探查,确定张集矿工作面底板存在5个相对富水区,并对相对富水区的强弱进行了评价,钻探放水证实了物探结果是可靠的,为本工作面水害的治理提供技术指导,以及张集矿其他A组煤工作面水害物探方法的选择提供技术参考。
[Abstract]:The water hazard of the working face floor is one of the important factors threatening the safe mining of coal seam, and it is very important to detect the water-rich area of the coal face floor. There are a variety of detection methods for bottom water hazards, among which the DC three-dimensional method, transient electromagnetic method and audio electric perspective are the most widely used, and are sensitive to the response of the rock strata to the water-entrainment. The three dimensional DC electric method, transient electromagnetic method and audio frequency electric perspective have different working principles, different scope of application and different conditions. In addition, the results of detection of floor water are different due to the limitations of geological and construction conditions of the working face. Therefore, the comparative analysis and study of the three geophysical prospecting methods, I. e., the three-dimensional electric method of the floor water hazard, the transient electromagnetic method and the audio electric perspective method, are of great practical value to the selection and applicability of the geophysical prospecting methods for the water hazard of the bottom plate. Based on the research of DC three-dimensional electric method, transient electromagnetic method and audio frequency electric perspective principle, according to the characteristics of floor strata in Zhangji Mine 1611A working face, the field detection system of three kinds of geophysical prospecting methods in coal seam face is constructed in this paper. Combined with its data processing and inversion technology. The response degree of the three geophysical methods to the water-rich area of the bottom plate is analyzed and the data of the field water exploration are collected and the results of the three methods are compared. According to the stratigraphic characteristics of 1611A face floor, through numerical simulation and physical model experiment, the electrical characteristics of working face floor are analyzed, and the resistivity distribution characteristics of floor coal seam with water content and stereoscopic parallel electric method are studied from the aspects of theory and model experiment. The feasibility of audio penetration detection. The results of the exploration of rich water areas are verified by borehole drilling. The results of physical experiments are combined with the actual field data of water exploration and discharge and numerical simulation. The results of three geophysical exploration methods are compared and analyzed according to the field survey results. The results show that the three geophysical methods have different degree of response to the detection of the water-rich area of the bottom plate. Three-dimensional electrical technique can detect the occurrence state of low-resistivity abnormal body in space, transient electromagnetism is the reflection of inductive current field signal in low-resistance area, it can quickly identify water-rich area, but it is greatly influenced by metal in roadway. Audioelectric fluoroscopy is sensitive to the low resistance area in the working face, but it is easy to be influenced by the metal equipment in the roadway. Through the comparative analysis and study of these three geophysical methods, it provides an important reference for the selection of water hazard detection method in the floor of mine face. Based on the exploration of the floor of Zhangji Mine 1611A working face, it is determined that there are five relatively water-rich areas in the floor of Zhangji Coal Mine, and the strength of the relatively water-rich area is evaluated. The results of geophysical exploration are proved to be reliable by drilling and releasing water. It provides technical guidance for water hazard control in this working face and the selection of geophysical prospecting methods for other A coal faces in Zhangji Coal Mine.
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD745;P631
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,本文编号:2004382
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