煤矿掘进工作面电法超前探测技术的应用研究

摘要

煤矿巷道掘进时，前方隐伏的含（导）水构造、充水老空区及废弃充水巷道等极易造成突水事故的发生，对煤矿的安全生产构成了极大的威胁。因此，开展掘进工作面电法超前探测技术的研究及应用，对于煤矿的安全生产与防治水工作具有十分重要的意义。
　　本文以煤矿掘进工作面电法超前探测技术应用研究为主，对瞬变电磁及直流电法探查方法的原理进行了介绍；通过分析某矿区的测井曲线和地层柱状图，建立了适合该地区的典型地电模型，并对模型进行了瞬变电磁法与直流电法的数值模拟，分析了掘进机等金属干扰体对两种方法探测信号的影响，线框与掘进工作面贴合程度对瞬变电磁法的影响，不同埋深、不同含水构造的异常形态和电极极距对直流电法的影响等问题，并针对相应分析进行了井下试验，在此基础上对某矿区掘进工作面探采对比结果开展了统计分析。
　　研究表明：煤矿掘进工作面瞬变电磁法超前探测具有“方向性”，可以探测多个角度,但探测深度受限，尤其是浅部存在盲区；直流电法超前探测理论较完善，其浅部勘探精度高，弥补了瞬变电磁法的盲区问题。瞬变电磁法超前探测受环境影响较大，尤其是巷道内的掘进机极易对其造成干扰，后退到20m附近才能忽略影响；直流电法超前探测现场布极方式呈直线形，在巷道供电条件差、后方距离过短等情况下无法进行施工，但巷道内的掘进机通过归一校正后对探测结果影响很小。因此，要解决好掘进工作面超前探测问题，应该结合两种探测手段的优势，开展综合超前探测，提高准确率。

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1绪论

1.1选题背景

1.2研究意义

1.3国内外研究现状

1.4研究内容和技术路线

2矿井电法超前探测技术原理

2.1瞬变电磁法超前探测

2.2矿井直流超前探测

3典型地电模型的瞬变电磁法超前探测数值模拟

3.1三维数值模拟简介

3.2地电模型设计

3.3三维数值模拟

3.4本章小结

4矿井瞬变电磁法超前探测干扰源的影响分析

4.1线圈耦合距离的影响分析

4.2掘进机的影响分析

4.3其它因素的影响分析

4.4本章小结

5 矿井直流电法超前探测的数值模拟和施工影响因素分析

5.1直流电法三维数值模拟简介

5.2典型地电模型的数值模拟

5.3常见施工因素的影响分析

5.4本章小结

6 煤矿井下工程实例分析

6.1地质概况

6.2瞬变电磁法探测

6.3直流电法探测

6.4综合探测

6.5探采对比分析

6.6本章小结

7结论

7.1主要研究成果

7.2建议

致谢

参考文献

附录