瞬变电磁法在矿井防治水工作的探讨与应用

介绍了瞬变电磁法在矿井探测的基本原理、施工方法、技术特点及资料处理解释方法,并结合在矿井防治水方面的各种应用实践表明,矿井瞬变电磁法作为一种方便、快捷、高效的探测方法,可以准确地图定巷道顶、底板及两帮和掘进巷道挡头前方的岩层富水异常区的分布范围与分布形态,并对其富水程度做出直观的定性评价,在矿井防治水工作和水文地质预测预报工作中发挥了很大的作用。     

长隧道地质灾害超前综合探测技术的探讨

本文从理论层面上,探讨了常规地质、物探、钻探三位一体的长隧道地质灾害超前综合探测技术的可行性和科学性,即:常规地质规律预测为先导,物探(瑞利波探测)为手段,必要时辅以定向钻探验证.为长隧道工程的地质超前探测预报提供借鉴.     

深埋长隧道施工地质灾害风险模糊层次评价

地质灾害是影响深埋长隧道安全施工的重要因素,将综合超前地质预报和模糊层次评价相结合,建立深埋长隧道地质灾害风险预测体系。首先对超前地质预报进行了研究并建立综合超前地质预报体系,以该体系为指导对隧道进行地质预报,了解掌子面前方的地质信息。其次在地质预报基础上作隧道施工地质灾害风险模糊层次评价,对隧道施工中可能遇到的地质灾害及整体风险程度进行评估。最后以米仓山隧道为工程背景,对建立的地质灾害风险预测体系进行了实践,得到里程段内发生涌水突泥、塌方、大变形及岩爆等地质灾害的风险等级,以及地质灾害整体综合评价风险等级。     

公路施工隧道地质灾害超前预报技术分析

公路隧道施工过程中对掘进前方进行精确的地质预报是隧道安全、高效生产的重要保障。目前公路隧道施工过程中地质灾害超前预报技术可归结为地质分析、物探技术和导坑（或）钻探揭露，其中物探技术主要包括TSP（隧道地震波法预报技术）、地质雷达和瑞利波探测技术，本文旨在归纳和总结各种技术的原理、使用条件和优缺点。     

高速公路隧道地质超前预报方法比较

由于隧道工程属于隐蔽性工程,工程岩体地质条件复杂多变,为了更好地探明隧道围岩体内的各种缺陷,并预测预报可能引发的隧道地质灾害的不良地质体的位置、规模和性质,为后续工程开挖与支护提供合理的措施,采用相应的地质超前预报是重要且必要的.根据隧道工程界常用的地质超前预报方法,对其使用方法、作用原理及其特点进行对比分析,以便借鉴采用.     

TRT 技术在采矿工程中的应用

为了验证隧道反射层析扫描成像超前预报技术（ Tunnel Reflection Tomography ）在不同类型不良地质体探测中的适用性及准确性,通过TRT技术在河北某金属矿山中的应用,对物探成果及揭露的实际工程地质情况进行分析比对。结果表明,TRT技术能较为准确地揭露空区、含水构造、断层及裂隙带等不良地质体,是一种适用性很强的超前预报方法。     

复杂岩溶地区隧道施工突水地质灾害研究

在岩溶山区施工的隧道工程,由于岩溶发育分布的复杂性造成对施工掌子面前方的岩溶分布状况难以准确判定,导致施工过程中岩溶突水突泥灾害发生,影响施工安全。笔者以宜万铁路齐岳山隧道为例,应用岩溶水文地质基本理论,从地层岩性、地质构造、地下水循环条件以及区域地壳运动等岩溶形成发展的控制性因素进行研究;分析了隧址区岩溶地下水的补给、径流、排泄途径;研讨了地层岩性分布规律和区域夷平面分布状况;分析了断层和褶皱等地质构造的分布规律,从而对隧址区的岩溶分布规律有了深入认识,进一步考虑隧道高程和线路走向,评价了齐岳山隧道可能发生岩溶突水突泥等施工地质灾害的危险地段;明确了施工过程中需要进行超前探测和防灾的重点区段。     

基于MSP技术的掘进迎头前方断层识别及其应用

针对山西某矿21采区胶带运输下山迎头超前探测需求,利用本安型KDZ1114—6A30矿井巷道地质探测仪在21采区胶带运输下山2胶2位置开展了地质异常体（断层）超前探测与识别研究。研究内容包括：矿井震波超前探测技术（MSP）原理、震波数据处理流程以及综合地质解释等。探测结果显示,在巷道迎头前方,有3处地震反射异常界面,分别对应着J3、G4、J6、J7以及J8断层的位置,实现了对矿井地质异常体的准确识别,为巷道安全、快速掘进提供了技术支撑。     

基于TSP203~(plus)的隧道综合超前地质预报技术应用

为了对隧道不良地质体施工提供安全保障,开展以地震波反射法为主要手段的综合超前地质预报。结合工程地质调查和掌子面地质素描,采用TSP203~(plus)进行长距离预报,同时运用超前水平钻探进行更为精确的短距离预报和加深炮孔对大范围不良地质体进行跟踪预报。该预报方法应用于金瓶岩隧道软弱破碎带和富水带,取得良好效果,有效指导了隧道安全施工,可为同类工程提供借鉴。     

承压水上开采煤层底板构造及富水性综合物探技术

物探技术对于煤矿水灾害防治具有重要作用。以霍州煤电汾源煤业某矿井为试验矿井,采用瞬变电磁、直流电法、无线电透视技术对煤层底板构造及富水性进行综合性探测,并对底板突水性进行了分析。研究结果表明:采用瞬变电磁,得出工作面底板存在三个低电阻异常区,且与巷道底板最小垂距为19m;采用直流电法,得出两巷道底板均存在三个低电阻异常区,且与巷道底板最小距离为0m;采用无线电透视,得出勘探范围内存在两个异常区,且电磁波能量衰减强烈、异常幅值很高,分布不均匀。     

公路隧道施工特大涌水的防治技术探讨

隧道特大涌水如果没有预先查明导水通道和水量,靠隧道施工过程中单纯地质超前预报发现地质异常,并采取传统的超前小导管沣浆进行治理,效果不佳.以三阳隧道特大涌水为例,分析涌水原因,并提出查明导水通道,"以堵为主"的环保型技术措施.     

宜万铁路野三关隧道施工期岩溶灾害危险性分析与安全对策研究

铁路施工过程中突水等岩溶灾害给施工带来了极大的危险性,野三关隧道岩溶突水灾害的防治与安全对策是施工企业面临的重大问题。笔者以现场调查为基础,提出岩溶突水灾害的类型,隧道施工岩溶灾害危险地段的划分原则和岩溶灾害危险性分级;结合地质条件分析和岩溶形成条件分析,研究了宜万铁路野三关隧道施工期岩溶灾害危险段的具体分布位置;探讨了施工中防治岩溶突水灾害的对策,为隧道安全施工提供了技术保证。     

超小净距近接交叉隧道施工安全性研究

为保证超小净距近接交叉隧道施工安全,以盘道岭隧道交叉施工段为研究对象,提出交叉隧道施工优化支护方案。基于超前地质预报方法和围岩地质评级系统,提出交叉隧道节理岩体的地质强度指标(GSI)。采用Hoek-Brown强度准则峰后应变软化模型及数值计算方法,研究下行隧道施工过程中围岩位移场的变化特性。结果表明:数值计算得到的下行隧道拱顶变形量与现场实测结果相吻合;根据现场实测数据分析下行隧道拱顶下沉量和支护压力的相互作用关系可知,用优化支护方案能够保证交叉隧道施工的安全稳定性,数值计算能反映现场的实际情况。     

红外探测巷道围岩地质构造的理论与应用

利用红外技术探测地质构造是预防巷道作业重大安全事故的有效途径。笔者根据红外辐射原理 ,分析了地质构造引起的岩石密度变化和巷道围岩辐射功率之间的相关性 ,提出了红外探测巷道地质构造的理论、方法及适用条件。应用结果表明 :红外探测技术不仅可简便、直观地分析和预测采掘巷道围岩地质的变化趋势 ,而且可用于巷道围岩瓦斯涌出异常地段的原因探测 ,指导安全防范措施的有效实施     

“金属矿山采空区地质危险源超前预报及监测预警技术研究”获2013年度“神华杯”中国职业安全健康协会科学技术奖二等奖

金属矿山采空区地质危险源超前预报及监测预警技术研究项目由中国安全生产科学研究院和中国五矿集团公司共同合作完成。该项目研究内容：（1）金属矿山采空区危险源地质超前预报技术研究。（2）矿山采空区风险分级管理技术研究。（3）采空区动力灾害监测、预警技术。（4）技术成果应用。技术特点：（1）提出了一整套基于地质超前预报技术精确探测采空区风险辨识及控制流程;（2）建立了包括基于探测技术和数值模拟技术的金属采空区风险评价体系;（3）提出了五矿集团采空区风险分级管理技术;（4）研制了采空区围岩应力锚杆在线监测预警系统;（5）提出了合成孔径雷达对地表移动监测预警技术方法。应用推广情况：（1）在五矿邯邢矿业有限公司符山铁矿应用,治理了黑铁峧尾矿库下伏采空区重大安全隐患,保证了黑铁峧尾矿库下游的村庄、厂房等的生命和财产安全。（2）通过一整套采空区精确探测流程,查明了西石门铁矿区周边不明采空区分布情况,为矿区深部开拓工程提供了基础数据,节省了钻探费用396万元／年,解放了价值2亿元的资源。（3）避免了五矿集团所属33家矿山采空灾害的发生和在复杂采空区环境下进行安全开采,产生了200多万的直接经济,同时也使得近4亿元的资源得以开发利用。     

矿区岩溶地表塌陷神经网络预测模型研究

针对矿区岩溶地表塌陷存在的非线性动力学特征,为更准确预测岩溶地质矿区地表塌陷区域分布,在分析研究某矿区岩溶地表塌陷机理及其影响因素基础上,确定矿区地表塌陷的影响因素,构建矿区岩溶地表塌陷BP神经网络非线性动力学预测模型。采集并分析某岩溶矿区大量岩溶地表塌陷历史数据,应用Matlab神经网络工具箱,采用构建的矿区岩溶地表塌陷BP神经网络预测模型,对上述矿区岩溶地表塌陷区域分布情况进行非线性预测。研究结果表明,采用训练的神经网络预测模型可以实现对矿区岩溶地表塌陷危险性的合理预测。     

地震波真反射层析成像超前预报布置参数优化

利用地震波真反射层析成像技术对西石门铁矿深部开拓工程进行了超前预报,分析了各种不利因素引起的地震波振幅变化对井巷地质超前预报效果带来的影响。对TRT地质超前预报系统布置参数进行了改进与创新研究,得出了震源、最小偏移距和炮间距最优参数。防止了重大突水事故的发生,为西石门铁矿后期进行的开拓工程提供了可靠的依据     

采场前方支承压力分布规律数值模拟研究

采煤工作面前方移动支承压力在矿压显现中起主导作用,往往是矿井复杂动力现象的力源。结合矿井具体地质条件,采用FLAC数值模拟研究煤层厚度、开采深度、煤体强度对支承压力分布特征的影响,得出在其它地质和生产技术条件一定的情况下,采场前方支承压力分布的基本规律,为确定采面前方支承压力影响区范围、回采巷道超前支护范围以及优化支护方案提供了参考。     

瑞利波探测公路施工隧道地质灾害的可行性分析

瑞利波探测是一种原位测试的工程地震探测技术,其频散曲线的变化与地下地质条件存在联系,通过频散曲线的特征识别,可得到探测方向上一定范围内的地质构造情况;瑞利波在介质中的传播速度与介质的工程物理特性有关,据此可对探测范围内岩土的物理力学性质做出评价.本文针对公路隧道施工过程中普遍存在的地质问题,结合瑞利波的探测原理,论述了瑞利波探测公路隧道施工地质灾害的可行性.     

TSP203隧道地震预报系统在拱坝隧道围岩稳定性超前预报中的应用

以上(海)瑞(丽)高速公路湖南境内邵(阳)-怀(化)段拱坝隧道掘进中掌子面前方岩体结构的超前预报为例,介绍了TSP203地球物理探测新方法,预报了该隧道右线YK91+163-YK91+080段的围岩由于节理发育,且地表水与节理裂隙贯通性较好,因此稳定性较差,在施工中将很易造成坍塌,应按Ⅱ类围岩支护;在YK91+080-YK91+045段围岩稳定性较好,可视具体情况变更支护方案;YK91+031-YK91+013段,可能存在层间破碎带或软弱夹层,在施工过程中需要加强支护。通过探测保证了及时、详细、准确地了解开挖掌子面前方的岩体结构情况,为施工单位合理安排施工作业进度、保障施工人员生命安全、减少工程隐患提供了科学依据。