矿井水害动态监测技术-王勃.ppt

矿井水害动态监测技术,,汇报纲要,1、概述-矿井水防治意义,1、概述-矿井防治水主要内容,,,矿井水害监测（动态）：掌握煤岩层采动裂隙的发育规律、探测 隐伏水体,,,,矿井防治水,,,,矿井水源探测:矿井充水水源及涌水通道,矿井探放水:探放水钻孔设计、排水能力及排水线路对矿井水,坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采 ” 钻探法 为直接探测方法，准确可靠，但施工速度慢、工期长、费用高、具有区域的局限性 物探法 为间接探测方法，施工效率高、工期短、费用低、可反映面状或三维空间含水情况，但具有多解性、准确度相对较差的缺点 钻探物探相结合 对敏感区域，先上物探查明区域总体情况，再上钻探进行验证，验证后物探对比确定参数，指导下次探测 显然钻探和物探相结合是最为经济合理的探测手段，为当前矿井水害探测的主要趋势,1、概述-矿井水防治现有探测方法,按矿井水源与采掘巷道空间位置分： 工作面顶板裂隙水害防治 工作面底板承压水害防治 巷道超前水害防治,1、概述-矿井水害防治类型,按地球物理探测技术分： 直流电阻率法 瞬变电磁法 地震波法 无线电坑透法 地质雷达法 其中对于含水性探测最常用的方法为直流电阻率法瞬变电磁法，其次为地震波法、无线电波坑透法、地质雷达,1、概述-当前煤矿物探探水技术,物理基础：直流电法是以探测目标与围岩间存在电性差异为基础的。

通常岩层中相对富水区为低电阻率特征 探测方法 电剖面法/电测深法/高密度电法/电透视法/三维直流电法,2、物探技术简介1-直流电法,现场采集任意位置电极数据，利用供电电极和测量电极电流、电位情况变化进行全空间三维视电阻率反演，求取电阻率值2、物探技术简介2-三维直流电法,地面模拟实验,地面模拟实验,2、物探技术简介2-三维直流电法,安徽界沟矿业有限公司界沟煤矿三维电法探测案例,2、物探技术简介2-三维直流电法,上海大屯能源股份有限公司龙东煤矿三维电法探测案例,网络并行电法系统是由中国矿业大学和安徽惠州地下灾害研究设计院、江苏东华测试有限公司联合研制的,具有采集数据高效、数据量大、采集方式简单的特点，采集数据可进行二维和三维电阻率反演主要特点是可同时观测整条测线上的电流、电位变化情况，并可实现数据远程实时采集，实现电法探测的远程实时监测，达到矿井水害的动态监测效果3、动态监测技术-网络并行电法WBD,网络并行电法技术,“WBD网络并行电法仪”获得国家重点新产品证书（2008GRC30035）,3、动态监测技术-网络并行电法WBD,网络并行电法仪器设备,3、动态监测技术-网络并行电法WBD,网络并行电法监测系统示意图,网络并行电法原理图,绿色：自然场 红色：一次场 黄色：二次场,特色1：三场合一 特色2：归结二种采集模式,3、动态监测技术-网络并行电法WBD,单电源,异性点电源,电剖面、电测深、高密度电法、直流电透视、 自然电场法、激发极化法等电法探测,3、动态监测技术-网络并行电法WBD,网络并行电法室内试验,渗流过程与自然电场特征,渗流过程与一次场电位特征,渗流过程与激励电流特征,,煤层底板水探测案例,从图中看出：在5月9日以前自然电位曲线基本一致，主要表现为负电位特征，5月10日j1至j11电极出现明显高电位异常，5月11日、12日仍向高电位发展，按照自然电位指示渗流方向及其变化梯度的特征规律，认为底板具有出水可能，5月12日晚及时向矿方发出底板可能突水警报。

3、动态监测技术-1底板探测,,皖北煤电公司五沟矿底板探测 案例,煤层底板破坏探测案例,四维地电场监测技术,3、动态监测技术-1底板探测,山东淄博矿业集团埠村矿底板探测案例,煤层顶板破坏探测案例,3、动态监测技术-2顶板探测,河南义马集团新安矿顶板探测案例,煤层顶板破坏探测案例,3、动态监测技术-2顶板探测,河南义马集团新安矿顶板探测案例,煤层顶板破坏探测案例,1＃孔“两带”判定,3、动态监测技术-2顶板探测,河南义马集团新安矿顶板探测案例,煤层顶板破坏探测案例,,3、动态监测技术-2顶板探测,淮北矿业集团孙疃矿顶板探测案例,疃,mV,Q:m3/h工 作 面 出 水 量,3、动态监测技术-2顶板探测,顶板视电阻率剖面图,V/mv 工作面2#钻孔自然电位变化图,Q:m3/h工 作 面 出 水 量,I:mA 工作面2#钻孔激励电流变化图,陷落柱探测案例,巷道全空间三维电阻率反演陷落柱赋水性结果图,3、动态监测技术-3陷落柱探测,淮北矿业集团祁东矿陷落柱探测案例,巷道超前探测案例,3、动态监测技术-4超前探测,淮南矿业集团顾桥矿顶板探测案例,4、瞬变电磁探测技术,矿井瞬变电磁法 瞬变电磁法分为发射、电磁感应和接受三部分，当反射回线中的稳定电流突然切断后，根据电磁感应原理，发射回线中的电流突然变化必然在其周围产生磁场，该磁场称之为一次磁场。

一次磁场在周围传播的过程中如果遇到地下良导体，将在其内部激发产生感应电流，又称涡流或二次电流，由于二次电流随时间的变化，在其周围又产生新的磁场，称二次磁场二次磁场主要来源于良导体内的感应电流，它包含矿井中赋水体的信息，因此，通过接收回线的观测，并对观测数据进行处理，就可得到巷道周边的赋水体的信息特征 4、瞬变电磁探测技术,国际首台“YCS40(A)矿用瞬变电磁仪”,,矿井瞬变电磁仪器设备,煤层底板水探测案例,4、瞬变电磁探测技术-1底板、超前探测,煤层超前探测案例,山西潞安矿业集团李村煤矿底板探测、超前探测案例,4、瞬变电磁探测技术-2顶板探测,煤层顶板水探测案例,安徽新集煤业股份有限公司刘店矿顶板探测案例,通过介绍安徽、河南、江苏、山东、山西等地区10个案例: 工作面顶板水害探测 工作面底板水害探测 巷道超前水害探测及陷落柱探测 介绍了瞬变电磁、直流电法矿井水害动态监测技术 但是，要说明的是：物探毕竟是一种非接触方法，不能完全取代钻探对敏感区域，先上物探查明区域总体情况，对动态监测（连续出现）异常区域，需严格按照《煤矿防治水规定》进行探放水；通过与钻探结合，快速、准确地探测水害5、小结,钻探和物探相结合是最为经济合理的探测手段， 为当前矿井水害探测的主要趋势!,汇报结束，请大家指导！,。