物探技术在矿井水害防治方面的应用课件.pptxVIP

矿井物探技术简介 1 提 纲 一、物探常用技术简介 二、煤矿常用水文物探方法简介 三、音频电透视法应用实例 四、矿井地质探测仪应用实例 五、电法与弹性波方法的优缺点 2 前 言 自20世纪90年代以来，综合物探手段能够为建井设计、采场布置、工作面 准备和回采过程等提供逐级深入的超前地质预测信息支持，使得开采水文地 质条件探查和预测的效率大幅提高，成为矿井井下超前探测的主要手段。 矿井物探主要有弹性波(震波)构造探测和电磁法探测两大类。是矿井超 前探测普遍采用的重要勘探方法，在矿井防治水、预测掘进面前方地质构造、 预防瓦斯突出等方面发挥越来越大的作用。目前煤矿井下超前探测技术已形 成了多种探测手段相结合的立体探测技术体系，为提高探测精度，可采用多 种方法联合探测，互相验证。 弹性波(震波)主要用于掘进巷道、回采工作面内一定范围内的地质构造 的超前探测，如断层、裂隙带、煤层变薄、多煤层间距厚度的探测控制。 电法探测主要用于掘进巷道、回采工作面周围空间位置内的含水异常体的 超前探测，主要包括地质雷达、直流电法、音频电透视、瞬变电磁探测技术。 解决的主要问题为进下采掘区域内的导含水断层、大型破碎带、陷落柱、老 空、老窑积水区，也可探测巷道、工作面煤层顶底板隔水层厚度等。 3 • ( 1)研究地质体引力场特征的为重力勘探； • (2)研究岩(矿)石磁性及地球磁场，局部磁异常变化规律的为磁法勘探； • (3)研究岩石电学性质及电场、电磁场变化规律的为电法勘探； • (4)研究岩土弹性力学性质的地震勘探、声波、超声波探测技术为震波勘探； • (5)研究岩(矿)石的天然或人工放射性的为放射性勘探； • (6)研究物质热辐射场特征的为红外探测、遥感等方法。 一、物探常用技术简介 • 1、常用物探技术 4 l矿井地球物理勘探方法是以研究煤层及其围岩的某种物性(电性、弹性、 密度、磁性及放射性等)为基础，由于研究的物性不同，因而有不同的勘探 方法。 目前，使用的矿井物探方法多种多样，主要有以下几种： (1) 电法类：矿井直流电法勘探(电测深、电剖面、音频电透视、三极超 前探)，矿井瞬变电磁法勘探；无线电波透视法；矿井地质雷达；电磁辐射 等。 (2) 震波类 (地震及声波探测) :矿井反射波、矿井折射波、槽波地震勘探； 矿井瑞雷波勘探；矿井岩体声波探测；声发射与微震等。 (3)其它物探方法:红外测温、巷道微重力测量；放射性勘探等。 l物探技术研究的几个重要环节 • (1)地球物理探测的基础理论研究(数值、物理模拟) • (2)物探数据采集仪器设备及现场工作技术方法 • (3)物探数据处理及程序 • (4)地质解译及探采对比 5 • 2、物探与其它学科的关系 6 • 3、煤矿常用电法 煤矿井下水文电(磁)法技术， 是应用于煤矿防治水方 面的矿井物探方法，鉴于岩石导电性对含水的敏感性，矿 井水文物探主要以矿井电法勘探为主，目前常用的方法有： 矿井直流电测深法、音频电透视法、矿井瞬变电磁法、无 线电透视法和三极超前探等方法。 主要用于探测矿井涌水补给源、隐伏导水通道、裂隙带、 隔水层厚度和巷道迎头前方含水构造等水文地质问题。 7 解决的问题： 探查主要含水 层、构造的含 水特征及导通 关系。 主要方法： 电法超前探测、 高分辨电法、 音频电透视。 作用： 区域水文 地质工作 规划、设 计。 解决的问题： 矿井生产期间 水文地质条件 探查。 主要方法： 瞬变电磁测 深。 作用： 指导矿井 防治水工 作。 水文物探 地 面 水 文 物 探 矿 井 水 文 物 探 水文物探常用技术 8 l解决水文地质问题的物探法： l优点：透视性(参数可视)、效率高、低成本。 l缺点：局限性、条件性、多解性。 l原因：物探解释理论是建立在一定规则形体物理模 型场计算基础上的，而实际地质情况是相当复杂的。 l特色：认识——实践——再认识。某些物探方法还 可以解决常规地质勘探方法难以解决的一些问题。 9 二、煤矿常用水文物探方法简介 直流电法特点： 1)理论方法成熟，施工技术简单，抗干扰； 2)体积效应影响大，随着勘探 深度的增大，分辨率急剧下降； 3)施工效率低，工作量大。 直流电法主要应用范围：主要用于浅部(小于500米)的水文勘探工作，如： 第四系含水层、覆盖层厚度、断层裂隙带、岩溶、采空区，掘进工作面前方 等的勘查。 瞬变电磁测深法特点： 1)体积效应小、分辨力高、施工效率高； 2)能穿透高阻屏蔽层，勘探深度 大； 3)抗干扰能力比直流低； 4)受地表人文设施干扰大； 5)存在浅部勘 探盲区。 瞬变电磁测深法主要应用范围： 主要用于中深部(小于1000米)水文勘探工 作，如：砂岩富水区、断层裂隙带、岩溶裂隙、采空区等的勘查。近年来在 煤