摘要：基于并行采集方式的矿井三维直流电法作为传统高密度电法技术基础上的改进,具有采集效率高、数据量大、观测系统布置灵活等优势。鉴于煤矿探查回采工作面煤层顶板含水构造的实际需求,对矿井三维直流电法勘探进行研究,设计出O型观测系统进行井下全空间电位数据的同步采集,并采用相应的正反演算法,实现含水构造的三维全空间电阻率反演成像。相似的物理模拟实验与工程实际应用结果验证了矿井三维直流电法探测方法及反演解释手段在煤层顶板水害探查方面的有效性和可靠性。

摘要：含导水构造和岩溶裂隙水的探查是亟需研究和解决的关键问题。直流电阻率法以其对低阻体反映敏感、分辨率高等优点被引入到隧道掌子面前方含水构造的预报工作中。首先,推导出了无限全空间中球体含水构造直流电法超前探测的解析解公式,并在利用有限元数值方法进行正演分析的基础上,借助"比较法"将含隧道腔体的三维空间中超前探测视电阻率数据转换为无限全空间中的数据,并探讨了由MN电极附近电阻率不均匀所造成的干扰以及识别和去除这种干扰的方法。然后,设计了基于全空间球体含水构造超前探测解析公式的阻尼最小二乘反演方法,对隧道中多组球体含水构造模型进行了较为成功的反演。另外,探讨了其他形状的有限体积的含水构造超前探测异常规律,提出了"等效球体"的概念,亦在全空间球体含水构造超前探测解析公式的基础上设计了快速反演方法。最后,利用物理模型试验验证了有限元数值正演方法和阻尼最小二乘反演技术的可行性和有效性,为实际工程中含水构造的直流电法超前预报奠定了基础。

摘要：锦屏水电站引水隧道群施工中面临高压大流量地下水,富水地段占隧道全长约40%,主要采取表面雷达、钻孔雷达及地震波CT 3种方法综合对地下水进行预报,在引入钻孔雷达后,预报隧道掌子面前方含水构造比一般物探方法要准确且直接得多。引水隧洞群工程自开工到全部洞室贯通4 a间,经过多次突涌水的考验,从典型断面突涌水实例可以看出:钻孔雷达与地震CT法相结合能够精细预报地下含水构造和岩溶分布范围,有效探测掌子面前方的不连续体,判断含水、破碎带情况,预报准确性高,效果良好。同时要重视地质分析,结合预报图件、地质资料、水文资料以及掌子面地质描述,开展综合细致的解译工作,才能更好地为地下水导排及安全预警提供设计依据。

摘要：现有的煤矿掘进工作面直流电和瞬变电磁物探技术随着探测半径的增加信号强度减弱,而钻探技术工作量又较大。在对现有的煤矿掘进工作面超前探放水和电磁场频率超前测深分析的基础上,提出了随钻钻孔电磁场频率超前测深方法,设计了随钻探测探头结构和电路,并进行了工业性试验研究。结果表明:基于电磁感应的趋肤效应,采用电磁偶极剖面法装置在消除一次场的同时,又具有较强的电磁效应,电磁场频率较低时,可探测较大半径范围内的煤岩体含水构造;电磁波频率较高时,可探测较小半径范围内的煤岩体含水构造;在钻探过程中,在钻头和钻杆之间安装随钻钻孔电磁场频率超前测深装置,可有效探测钻孔半径0~30 m范围内的煤岩体含水构造,提高了探测精度,且探放水设计钻孔数量减少了2/3,有效提高了掘进效率。

摘要：音频电穿透探测方法作为煤矿物探的一个重要手段,可以通过在回采工作面建立全空间低频电场,再结合矿井地质条件,推断出工作面顶底板一定深度范围内含水地质体的空间连通形态、相对富水区域的分布范围,为防治水设计和作业提供可靠依据。通过对锦界煤矿31115采煤工作面进行音频电穿透探测,对该采煤工作面顶板0~100 m范围内岩层的电性变化特征进行分析,推断出锦界煤矿31115采煤工作面导、含水构造的分布特征,并通过后期钻探相验证,表明矿井音频电穿透探测方法对于推断采煤工作面导、含水构造的分布特征具有显著的优势。

摘要：为了预防矿井巷道掘进前方构造导通承压水而造成突水事故,在朔州国强煤矿采用瞬变电磁法“五横一纵”探测试验方案超前探测突水构造,分析剖面图、平面图及立体图,精确圈定导水通道及富水区位置,确定水害类型及关联性,在此基础上进行超前钻探探放水设计,提出岩溶承压突水构造超前探放措施。结果表明:矿井瞬变电磁法可以实现巷道掘进前方富水构造全方位覆盖探测,根据全方位数据形成三维立体图,以此分析富水区分布及联通情况,推断国强煤矿掘进迎头前方可能存在断层或陷落柱等地质构造,且与砂岩、灰岩等含水层联通形成岩溶承压构造富水区;针对高承压岩溶区水压大、水量足的特点,钻探探放水设计采取“15横9纵”的加密钻孔布置方式,在孔口安装止水套管、闸阀、水压表、水门、三通、泄水短管及防喷逆止阀等安全装置,才能进行安全探放水工作,并及时进行安全分析,采取相应的安全措施,保证工作面的安全采掘。

摘要：掌子面前方富水构造是隧洞安全施工的重大隐患,盲目掘进易造成岩体大面积涌渗水,威胁生命财产安全,影响施工进度.将地质雷达与TSP303用于千岛湖配水工程隧洞含水构造超前探测,简述了隧洞地震反射波法探测原理及隧道地震波预报(TSP)观测系统布设方式,模拟了电磁波在含水构造中的传播特性,分析了影响TSP数据采集及处理质量的关键因素,统计了千岛湖引水线路不同质量级别下常见岩性的TSP物理力学指标分布区间,综合物探成果准确反映了掌子面前方不良地质的性质及规模,为后续隧洞施工提供了重要指导.结论如下:炮孔角度向下倾斜以改善炸药的水封效果是提高TSP数据信噪比的关键,反射波拾取过程中最大增益与Q值对TSP预报结果影响大,建议两者在15～25区间取值;相同质量级别下安山岩对应TSP物理力学指标最高,灰岩次之,但较凝灰岩、熔结凝灰岩略高,砂泥质岩最差;含水破碎带与充水方解石结晶洞均对应强振幅、低主频(多大于50 MHz)的电磁异常特性,但前者同相轴错断,后者呈双曲线状,含水构造在TSP成果中表现为视波速、密度及各力学模量值偏低,泊松比偏高.

摘要：在特殊地质条件下寻找地下水，特别是寻找埋藏百米以下的构造水，电阻率法往往无能为力。本文介绍在这些地区应用激发极化法对其富水区的划分、含水层部位及富水程度的解释评价方法。

摘要：钻孔完工后,为了隔离含水层而进行的止水工作叫作封孔。封孔工作也是钻探工程施工中的一项重要质量指标。如果封孔质量达不到设计要求,将给矿床保护、矿山开采、地下水的开发与利用、工程建筑与边坡稳定以及水利工程等,带来极大的危害。所以,每当钻孔即将结束之前,地质、水文地质及钻探等有关部门。

摘要：在特殊的地质条件下寻找地下水源，特别是寻找埋藏百米以下的构造水，电经法往往无能为力，本文介绍了在这些地区应用激发极化法对其富水区的划分，含水层部位的解释及富水程度评价方法。