摘要：槽波地震勘探因为具有分辨率高、能量衰减小的特点,在煤矿井下隐伏致灾体的地球物理勘探中已得到了广泛的应用。但现阶段的槽波探测精度尚无法满足矿山智能化的要求。目前,物理模拟多以二维模型条件下的Rayleigh型槽波模拟为主,Love型槽波研究较少。为了掌握Love型槽波的传播规律,进行了三维槽波物理模拟中的Love型槽波研究。首先,通过波动方程和频散曲线分析,研究了Love型槽波的波动及质点振动特征;然后以相似性原则为基础,通过构建类比于野外采集的激发、接收、同步装置,搭建了槽波物理模拟平台;随后通过硅橡胶和树脂等材料的配比选择,制作了符合实际地层岩层属性的地震物理模型;最后通过设计的3种典型观测系统,进行槽波超声物理模拟,成功观测到了物理模型中的Love型槽波。通过对煤层和围岩中2条测线的波场记录和频散曲线的对比分析,特别是理论曲线的符合程度进一步验证了模拟的有效性。同时,通过对横穿断层和正常煤层的2条测线Love型槽波波场的对比发现,断层前后波场频率成分发生了以Airy相为分界的明显转换,而且过断层后槽波能量几乎全部被衰减。研究结果将为后续定量、精细化槽波地震勘探提供采集、处理及解释等方法技术的理论支撑。

摘要：分析了华北型煤田地层的电阻率特点, 用时域有限差分法和G-S算法分别对理论模型和皖北煤电集团公司任楼煤矿的勘探实例作了数值与解析分析, 证明低阻层对瞬变电磁探测是屏蔽层, 当低阻层覆盖在探测目标之上时, 要探测同样的深度需更长的观测时间, 由此降低了晚期信号的信噪比, 因此现场施工应选择合理的设计参数并有必要研制用于煤田水文地质勘探的大功率仪器.

摘要：用解析分析、时域有限差分、时-频分析的方法,以地面中心回线装置和阶跃脉冲激励源为例,分析讨论了瞬变电磁测深法的勘探深度问题,以便为野外勘探工作设计提供依据,达到预期的探测目的.解析计算证实了瞬变场在地下以有限速度传播,数值模拟表示出了准静态条件下瞬变场的反射.研究结果表明,由于时间域电磁场遵循因果律,瞬变电磁法的探测深度主要由观测时间决定.瞬变电磁场的初始传播速度与大地电阻率无关,继后在大地色散作用下,阶跃脉冲前沿逐渐变得平缓,各频率分量的传播速度与电阻率有关,在低阻地层中探测同样的深度需要较长的观测时间.最大探测深度是在给定时间内电磁波往返地下某一深度的单程距离,最小探测深度受仪器性能的限制,但是埋藏较浅的异常体也有可能在晚时段被观测到.从时-频密度谱中可得到瞬变电磁场信号时间与频率的关系.

摘要：地震物理模拟建立了地震理论方法研究和实际地震勘探相互联系的桥梁,是弹性波场传播规律研究和处理解释方法验证的重要手段,在油气地震勘探领域发挥了重要的理论支撑作用。由于煤田与油气在地震勘探属性上存有较大差异,且国内外在煤田地震勘探领域尚没有建设成专业的自动化地震物理模拟系统。为此,设计研制了适用于煤田地震勘探的大型专业化三维地震物理模拟系统,主要由运动和控制系统、导轨和传动系统、测量系统、采集系统构成。针对该系统的物理模拟采集问题,研发了单坐标系统高定位精度技术和双坐标系统精度统一技术,实现了测量系统的空间定位精度误差不大于7μm、双坐标系统具备统一的绝对零点坐标的超于预期的研究目标,并且通过含典型构造的煤田地震物理模拟实验,验证了系统的各项功能。

摘要：三维地震物理模拟技术作为一种重要的地震波传播特征的研究手段,与数值模拟相比具有结果更逼真、不受计算方法和边界条件限制等优点,是认识复杂构造地震波传播规律及其响应特征的有效方法之一,并在地震波传播基本规律研究、野外地震勘探方法验证、观测系统设计优化等方面具有重要的应用价值。为此研发一套大型双三轴气浮定位多通道三维地震物理模拟实验系统。该系统包括导轨和传动系统、运动控制系统、定位测量系统、物理模拟数据采集系统及安全系统等5部分,可实现大尺度物理模型高精度定位,多通道、高效率、高信噪比、高分辨率模型超声波信号采集等功能。利用该系统对模拟含断层、陷落柱、煤层变薄带多种构造的含煤地层三维地震物理模型进行数据采集试验,获得的整体成像效果与地震物理模型吻合,验证了该系统的可靠性和准确性。该系统的研制成功为煤炭地震勘探方法理论研究及实际生产应用提供了新的实验技术手段。

摘要：瞬变电磁法在低阻覆盖层地区施工时会受到低阻层的屏蔽影响。虽然观测数据如感应电动势有较大的数值,但实际上探测深度却大大减小了。当有上覆低阻层存在时,要探测同样的深度,需要较长的观测时间。采用平滑伪Wigner-Ville分布和Gabor展开,分别将典型的二层地电模型(D、G型)与三层地电模型(H、A、K、Q型)的感应电动势衰减曲线映射成为时间-频率平面上的二维信号,通过对时-频能量谱的分析及模型之间的对比研究表明,瞬变电磁场能量在低阻层中聚集和损耗,尤其是对于描述我国华北型煤田的A型地电模型(地表为低阻层),瞬变电磁场的能量在由地面向下扩散的过程中,能量通过基底以上各低阻层的聚集和损耗,到达最有观测意义的底层界面(奥灰与煤系的界面)时,已经消耗殆尽。因此,当在A型模型地层地区进行瞬变电磁勘探时,应充分考虑低阻屏蔽层的影响,在施工设计时应选择较长的观测时窗以保证探测深度,并采用大功率仪器来提高信噪比。

摘要：在煤矿深部高压水害隐患探测中,井下电磁法发挥着独到的作用。介绍了井下直流电法、井下高密度电阻率法、电透视法、井下瞬变电磁法的工作原理和施工方法,以及顶底板探测、侧帮水害隐患探测、回采工作面水害隐患探测及独头巷道超前探测的效果。结果表明,矿井电磁法对含水低阻体敏感,与探测目的层或地质体近距离接触,对导含水体具有较高的分辨能力,是探测采煤工作面突水隐患的有效方法。

摘要：通过某工程实例 。

摘要：煤炭地下气化可以从根本上消除煤炭开采的地下作业工程 ,充分利用煤炭资源 ,将煤层所含的能量以洁净气体的形式输出地面 ,而将灰烬和废渣留于地下 ,从而大大减轻传统采煤和气化工艺对环境造成的不良影响。为了使地下煤层的燃烧和气化得到有效的控制 ,使气化工艺有效地发挥作用 ,及时准确地了解地下气化状态 (包括燃烧工作面的位置、移动速度及燃空区的范围等 )至关重要。监测试验表明 ,综合电磁法是进行煤炭地下气化监测的有效方法。