矿井超前探测综合物探方法的研究与应用

发布时间：2017-06-10 20:12

  本文关键词：矿井超前探测综合物探方法的研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国经济高速发展，对能源的需要量也不断加大。目前我们的主要能源还是煤炭资源，煤炭作为我国的主要能源，这一格局将会持续很长时间不会改变。然而由于矿井水文地质条件的复杂和煤矿开采的历史原因，在矿井挖掘过程中，由于对前方地质情况不了解，往往会发生诸如突泥、塌方等地质灾害险情。涌水现象也是常见的一种井下突发现象，它会危害到施工人员的生命安全和影响施工进度。为了杜绝煤矿重大水害事故，保证井下施工安全，在煤层开采之前进行超前探测，查明煤层顶、底板围岩的富水情况和断层、裂隙等导含水构造的分布十分重要。 目前应用在超前地质探测中的物探方法有很多，包括高密度电法、瞬变电磁法、地震反射法、雷达法、TSP超前预报方法、陆地声纳法等，每一种方法在都有各自的特点，在矿井超前探测应用中各显神通。然而在对矿井掌子面前方数十米乃至数百米富水区的探测上，还没有任何一种方法可以很有效的解决这个问题。现今综合物探方法被广泛应用于超前探测中，已得到广泛认可和应用，在富水区地质超前预报中取得了不错的效果。 由于矿井瞬变电磁法对低阻体反映灵敏，，具有分辨率高，探测深度大，施工便捷，定向性好等特点，被认为是探测具有低电阻率的含水带最有效的方法之一，可利用瞬变电磁技术对矿井巷道顶底板、左右侧帮及掘进面前方实施全方位探测。而富水带常常与断裂破碎带、岩溶等构造有关联。地震反射波法是所有进行地质异常体超前方法中具有最远探测距离和可靠性最稳定的一种勘探手段，可查明断层、裂隙发育带、喀斯特陷落柱等隐伏导水构造。故综合应用矿井反射法和矿井瞬变电磁法探测富水带，效果更佳。 本文通过阅读众多文献，搜集、整理了矿井瞬变电磁和矿井反射波法的探测原理、野外工作方法技术、数据的采集和处理流程。最后对综合方法在实际中的应用研究进行了分析和总结，并给了建议。为富水带的探测可行性提供综合方法理论和技术支持，为施工方案的设计和开挖面、支护参数的正确选择提供依据，从而最大程度保证施工安全，避免人员伤亡，减少不必要损失。
【关键词】：超前探测 富水带 矿井反射波法 矿井瞬变电磁法
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TD163.1;P631
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 研究意义9
• 1.2 研究背景9-10
• 1.3 国内外发展现状10-12
• 1.3.1 瞬变电磁法的研究现状10-11
• 1.3.2 反射波法的研究现状及存在问题11-12
• 1.4 研究内容与成果12-14
• 第2章 矿井瞬变电磁法14-33
• 2.1 电磁场理论14
• 2.2 瞬变电磁原理14-20
• 2.2.1 烟圈效应16-17
• 2.2.2 井中瞬变电磁场的分布特征17-19
• 2.2.3 趋肤深度19
• 2.2.4 最大探测深度19-20
• 2.3 矿井中瞬变电磁法的特殊性20-21
• 2.4 瞬变电磁法的野外工作方法21-24
• 2.4.1 野外常用施工装置21-22
• 2.4.2 矿井下施工装置的选择22
• 2.4.3 矿井瞬变电磁法探测方向设计22-24
• 2.4.4 数据采集24
• 2.5 数据处理24-33
• 2.5.1 盲区的处理24-28
• 2.5.2 常规数据处理流程28-33
• 第3章 矿井反射波法33-48
• 3.1 弹性波理论33-39
• 3.1.1 惠更斯原理33
• 3.1.2 斯奈尔定律33-34
• 3.1.3 反射系数34-35
• 3.1.4 波的衰减吸收35-37
• 3.1.5 地震波分辨率37-39
• 3.2 单点探测39-41
• 3.2.1 单点探测原理39-40
• 3.2.2 技术方法40-41
• 3.3 共偏移距技术41-48
• 3.3.1 反射共偏移探测原理41-42
• 3.3.2 地震波速度提取方法42-44
• 3.3.3 数据处理44-48
• 第4章 综合物探方法应用实例48-65
• 4.1 工作任务48
• 4.2 岩性资料48
• 4.3 水文地质资料48-49
• 4.4 探测的地球物理条件49-50
• 4.4.1 瞬变电磁探测地球物理条件49
• 4.4.2 地震波法探测的地球物理特征49-50
• 4.5 瞬变电磁探测布置50-54
• 4.5.1 瞬变电磁现场探测地点50-52
• 4.5.2 瞬变电磁现场探测布置52-54
• 4.6 矿井地震波法探测现场布置54
• 4.7 数据采集与工作参数54-55
• 4.8 结果解析55-63
• 4.8.1 瞬变电磁法探测结果解析55-59
• 4.8.2 地震法探测结果及解析59-63
• 4.9 结论63-64
• 4.10 钻孔验证64-65
• 结论65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-70
• 攻读学位期间取得学术成果70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵永贵;;国内外隧道超前预报技术评析与推介[J];地球物理学进展;2007年04期

2 杨海燕;岳建华;;瞬变电磁法中关断电流的响应计算与校正方法研究[J];地球物理学进展;2008年06期

3 张平松;吴健生;;中国隧道及井巷地震波法超前探测技术研究分析[J];地球科学进展;2006年10期

4 刘保金;姬继法;徐朝繁;袁洪克;廖旭;白云;万波;;共偏移距地震反射波方法用于城市活断层探测[J];地震地质;2006年03期

5 程文涛;龚育龄;张钊;;TEM关断效应校正方法研究[J];工程地球物理学报;2009年03期

6 张军;赵莹;李萍;;矿井瞬变电磁法在超前探测中的应用研究[J];工程地球物理学报;2012年01期

7 孟陆波;李天斌;段铮;赵晋乾;薛伟;;瞬变电磁法对隧道含水不良地质体的探测规律[J];公路;2011年05期

8 魏子荣,杜兴亚,方正,赵镨;我国煤矿采区高分辨率地震勘探的成果[J];煤田地质与勘探;2000年01期

9 傅佩河;祝仰民;周长根;项顺怀;高清涛;;断层富水性的矿井瞬变电磁法探测[J];煤矿开采;2006年02期

10 杨希瑞;刘志文;王萍;包玉霞;;反射共偏移探测技术在提高煤炭采出率中的应用[J];煤炭科学技术;2007年04期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 杜立志;隧道施工地质地震波法超前探测技术研究[D];吉林大学;2008年

2 解海军;煤矿积水采空区瞬变电磁法探测技术研究[D];中国地质大学（北京）;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 廖烟开;隧道前方不良地质体复杂地震波场数值模拟研究[D];西南交通大学;2011年

2 张存亮;隧道超前地质预报方法及应用研究[D];西安科技大学;2011年

3 成剑文;瞬变电磁法在煤矿应用中的研究[D];太原理工大学;2007年

4 郭立全;矿井巷道震波超前探测系统研究[D];安徽理工大学;2008年

5 郭蒙;京沪高速铁路施工期岩溶地质处理效果的实时监测技术研究[D];北京交通大学;2009年

6 周文峰;地震反射波法（TSP）在隧道地质超前预报中的应用研究[D];成都理工大学;2009年

7 解团结;山区煤田地震勘探技术及应用研究[D];长安大学;2006年

8 魏国华;隧道地质地震波法超前探测技术[D];吉林大学;2010年

  本文关键词：矿井超前探测综合物探方法的研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：439755