震波勘探在十矿的应用与分析.pdf

煤矿现代化 2 0 0 6 年第5 期 总第7 4 期 震波勘探在十矿的 应用与分析 鹤壁煤 电公司十矿 亢歌晓王明辉 摘 要介绍了十矿利用震波勘探方法成功解决在岩巷掘进超前探测地质构造问题。 关键词 震波勘探超前探测 小构造 矿井地质构造及煤层赋存情况是矿井生产与安全的主要 影响因素，矿井地质构造和不但煤层赋存情况直接影响到矿 井生产安全而且还控制着煤层瓦斯、 矿井水体、 地下应力场等 的分布与变化规律。可靠准确的地质构造和煤层赋存情况预 测和对矿井采区、 工作面、 巷道等系统的合理布置、 采取有效 的措施确保矿井安全生产具有十分重要的意义。 1 矿井概况 鹤煤十矿位于河南省鹤壁市区， 矿井现生产能力 6 0 M t ／ a ， 所采煤层为二叠系煤层。工作面采用走向长壁布置巷道， 矿井 的主要地质问题为 断层和煤厚 ， 矿井地质条件极为复杂 ， 属 构造中等偏复杂矿井。 1 ． 1 基本情况介绍 探测的主要 目的是弄清 一 5 7 5主巷前方异常范围， 探测采 用单点及单边排列方法， 连续采集数据。 1 ． 2 5 7 5主巷单点震波分析如下图所示 I I ． 0 4 2 3 ． 0 3 5 ． 0 4 47 ． 0 4 图 2 5 7 5主巷单点震波 如图所示根据波阻抗理论在其中出现了三个异常界面， 第一个界 在距巷道掘进工作面 1 0 ． 2 m至 1 1 ． 5 m处；第二个 异常界而在距巷道巷道掘进工作面 1 9 ． 8 m至 2 1 ． 2 m处；第三 个界面在 距巷道侧 帮 3 1 ． 3 7 m至 3 4 ． 7 m处 。图 中所有 的结果是 根据震波综合波速经验值 2 1 0 0 m ／ s 进行计算的。 1 ． 3 5 7 5主巷单边排 列震波分析 如图所示根据波阻抗理论在其 中出现了二个异常界面， 第一个界而在距巷道掘进工作面 1 0 ． 6 m至 1 2 ． 3 m处 ；第二个 异常界而在距巷道巷道掘进工作面 1 9 ． 8 m至 2 2 m处； 图中所 有的结果是根据震波综合波速经验值 2 1 0 0 m ／ s 进行计算的。 1 ． 4 探测结论 通过以E两种方法的探测及震波综合分析其 一 5 7 5主巷 48 ．GIG I I l a l 。‘ f1 ．DI “0 4 ，5 ． m 4 I7 0● S ，． OI 1 ／ I、 一 I I l - 、 - ， ＼ 一 I ／J 懿季 瑟 、 √ T ； 一 ，一一_L ． 一一 一 一 ＼ 上 ， 阜一一 }一 { j ； 图 3 5 7 5主巷单边排列震波 掘进工作面前方共三个异常界面， 即 第一个界面在距巷道掘 进工作面 1 0 ． 2 m至 1 2 ． 3 m处；第二个异常界面在距巷道巷道 掘进工作面 1 9 ． 8 m至 2 2 m处 ；第三个界面在距巷道侧帮 3 1 ．3 7 m至 3 4 ． 7 m处。同时所计算的结果均为探测点到异常界 面的垂直距离。需说明的是①图中线条所圈范围为示意范 围， 其形状因坐标轴不成比例 横轴为回风大巷测线长度， 纵 轴为地震波时间值 ， 因此不代表异常影响的具体形态； ②所 有的结果是根据震波综合波速经验值 2 1 0 0 m ／ s 进行计算的。 在该区为第一次测试， 煤、 岩波速值选取为现场调查和经验值 的综合， 其大小可能会对距离计算带来一定的误差。 ③ 探测岩 层节理发育， 巷道围岩松动离层范围较严重， 对数据采集产生 一 定的影响， 同样影响到解释结果。建议采掘时加强现场编录 与观测， 以便后期进一步加以对比与解释， 同时在进行探测前 应把握好地质情况， 以排除其解析时的多解性。 2 总结及 建议 1 震波勘探的应用为矿井高产高效提供 了保障； 建议 加强震波勘探的应用工作， 成立物探测试小组， 并设专人负责； 2 在我矿进行探测时利用震波勘探的单点和反射共偏 移法是较为合理的，同时建议在探测时多方法交叉结合进行． 以排除多解性 3 因在该区为第一次测试， 而又无钻孔资料反演计算 ， 故煤 、 岩体波速值选取为现场调查和经验值的综合 ， 其大小可 能会对距离计算带来一定的误差 ； 4 本探测结果仅作为施工设计的参考依据之一， 当引 用本探测结果及探测结果与 煤矿安全规程 或其它相关法 规相冲突时， 以 煤矿安全规程 和相关法律、 规定为准； 5 利用震波勘探进行探测时与生产工作同步进行， 必 将大大的省心， 省事， 省钱， 更重要的是使安全生产得以保证， 让矿山在地质构造的预测，预报及煤层的赋存情况彻底告别 维普资讯 煤矿 现代化 2 0 0 6 年第5 期 总第7 4 期 虚拟现实技术在现代化煤矿 中的应用 河南理工大学能源科学与工程学院 徐学锋 摘要针对煤矿生产的特点， 虚拟现实技术集 C A D、 数据库、 网络为一体， 通过三维立体的形式把煤 矿生产系统动态的展现出来， 在现代化煤矿的生产、 管理、 安全培训等方面有很大的应用前景。 关键词虚拟现实 煤矿三维信 息管理技术培训 近年来虚拟现实技术在煤矿中应用也越来越广泛，并取 得了较好的成果，利用虚拟现实技术创建出逼真的三维矿山 工程环境， 人们可以更加深刻地了解实际矿业工作环境， 进行 风险预测和矿山事故分析与再现，这种技术的研究开发无疑 对提高煤矿安全生产、矿工安全保护意识和系统优化设计等 具有重要的实用价值。 1 煤矿虚拟现实技术的特点 虚拟现实技术在煤矿上的应用既属于危险环境下的操作。 也属于 C A D、 教育和培训的范畴， 为煤矿安全生产、 优化设计 和矿工技术培训等提供了一种更为有效的手段。立足于自建 平台， 解决网络运行， 真三维 、 矢量化、 可人图对话等难题图 1 煤矿虚拟现实系统界面 ， 主要特点如下 图 1 煤矿虚拟现实 系统界面 1 实现各种地质体和工程体精确的矢量化三维描述。 2 使图象、 数据和控制三者合一， 可进行自由编辑和人 图对话 。 3 将采矿全过程的管理、 设计实现 自动化、 数字化。 4 自动绘图， 包括精确的地质剖面图、 平面图和立体图。 5 使各种数据网络共享。 2 煤矿虚拟现实系统的应用 2 ． 1 三维 自动化制 图 由于煤矿行业的特点 ， 工作地点位于数百米地下， 工作对 像是复杂多变的多个煤层， 它们交织在一起。煤田地质资料非 常复杂， 且大范围三维空间存在， 为了达到更准确、 快速、 方便 的把握地质资料 ， 进行设计， 特别需要真正的三维矢量化软件 的开发研制。煤矿虚拟现实系统能实现三维坐标形式确定点 的位置，由于系统的图形范围对应于某一具体的矿井的井田 范围， 当我们输入某一具体点时， 它和矿井的实际空间位置是 一 致的。真三维描述的实现 ， 使绘制精确的地质剖面图、 工程 剖面图、 切面图垂手可得， 将工程体、 地质体的空间位置计算 变成了简单的桌面鼠标点击。例如绘制巷道 ， 首先确定煤层， 然后鼠标点取 有矿井的扫描底图的基础上 经维坐标， 同时 确定 z 轴坐标使其和巷道实际的标高对应，也可对话框输入 图 2数据控制 ， 根据 X ， Y ， z 坐标或输入斜长 l 、 方位角 d、 倾角 y 。绘制等高线、 或其它实体时都是三维空间确定位置。 图 1 即为某煤矿的巷道和等高线图， 图3为剖面图。 逢鍪 | 一| 坐 稚 | 。 | ～ | r 橇 薯 鬻。 ． ≥ _ 。 ～ ≈ ∞ 。 塑 r 饕瓣 。 | 誊 尊 驰鼹 鼍 誊 | f 蹩| 薯 薯 誊 薯 | 警 矗幸 攀曩 萼善书 | 韶镬躁曝 曩 薯 | 稍 誊| 罅 饕 磷燕 l 誊 酾熟 醢 誊 j 蹙镭毫葶谴臻臻簿 一n - -一 点 琏燕 垂 毽 零鹣警 翠 黎蕊毒 毒 0 | 蠢毪 奄冁 摹⋯ ⋯誊 器 矗．1 。 | 誊董 薯 毒 | 。 j ～ ～ ⋯ | 蕾 一 啦 ． 图 2 数据控制 2 ． 2 信息管理 采矿虚拟现实系统能显示矿井的整体空间布局，这有利 大概， 差不多， 也许， 可能的说法。 3 经济效益分析与评价 1 使用震波探测， 具有用人少 2 - 3人 、 减轻劳动强度 、 缩短探测时间、 精度满足要求的特点， 工作效率成倍增加。 2 利用震波勘探对地质构造及煤厚进行探测， 为技术 决策提供参考依据， 提前采取有针对性的措施， 避免技术失误 造成的更大损失。对超前探测断层比用以往钻探方法具有显 著的节约费用和时间的特点 ，是 目前矿井地质工作者有效的 探测 方法 。 3 通过对震波勘探的应用 ， 获取 了适用于本矿井的各种 探测参数和经验， 具有广泛的应用前景和较明显的经济效益。 结语 全面查清矿井地质条件是煤矿安全生产和高产高效的基 础。实践证明， 震波勘探是一种简便、 可靠 、 经济、 高效的勘探 方法。该方法针对性强， 成本低， 工期短， 地质成果准确、 町靠， 对煤矿的安全生产起着非常重要 的作用。 作 者 简 介 亢歌 晓， 1 9 6 8年 出生 ， 男， 河 南灵宝人 ， 助理工程师 ， 1 9 8 8 年毕业于陕西煤校 ， 现从事矿井地质工作。 收稿 日裳 2 0 0 6 2 2 0 4 9 维普资讯