煤矿井下槽波地震技术与装备
2017/7/10
:
“无预报遇构造就是事故” 继续推进井下槽波勘探技术 通过槽波、坑透、钻探手段超前查明地质构造
(摘自崔建军、余北建副总经理在2017年煤炭生产及地测防治水工作会议上的讲话)
顶 板
煤 层 底 板
1
3200m/s
2000m/s 3200m/s
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回风顺槽
运输顺槽
宁东基地
黄陇基地
晋中基地
豫西基地
晋东基地 冀中基地
鲁西南基地 两淮基地
1955年,Evison首次激发与接收到由煤层制导的洛夫波 1963年,Krey给出了地震波在煤层中传播的数学公式 1975年,Lagasse和Mason采用数值法估算质点的位移 1978年,Buchanan对Love型槽波的衰减特性进行了研究 1980年,德国WBK开发出SEAMEX-80型防爆数字地震仪 1982年,Krey 等研究了三层模型的槽波衰减性质 1985年,Franssens等人讨论了泄漏振型槽波的影响 1985年,SEAMEX-85型槽波地震仪与ISS处理软件问世 1987年,Kerner和Dresen研究了夹矸及断层对槽波传播的影响 1988年,Cox等进行了Love型槽波地震试验,取得频散数据 1991年,Enru Liu 等研究了裂隙对Love型槽波传播的影响
仪器重量
人员配置 施工效率
主机
采集站 中继站
检波器 爆炸机 传输线
8
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204工作面
204工作面
1.将
拓展为
2.将工作面
拓展为
3.将
工作模式拓展为
4.将检波器“ 将
”拓展为 拓展为
回风顺槽 运输顺槽
巷道
9
工 区 数 据 管 理
2011SR062160
2011SR022415
2011SR020045
:煤层越厚,影响越小
:遵守“一炮三检”要求
1.2m
:压制声波
:正常布设
:采掘间歇
6m 203工作面
1.2m
14
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槽波发育 槽波不发育
回风顺槽 运输顺槽
阶梯状断层
阶梯状断层
雁列式断层
(黑色为槽波解释,红色为实揭断层)
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玻璃钢锚杆
钢钎
40cm钢钎
16
中国煤科
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电话:13509182686 邮箱:cjy6608@
98
17
变平点
E13
B55 B53 909.C39
4172400
4172300
粉色坑透结果
黑色槽波解释
4172200
4172100
阳煤集团榆树坡煤业有限公司
槽波探测的阳煤榆树坡模式
陷落柱 揭露点
黑色线条为槽波解释陷落柱、断层(3207面)
断层揭 露点
反射槽波
偏移60米 面积:88965m³ 产量:60万吨
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2011SR020033
2013SR085826
2013SR001359
0
0
100
200
200 400
300
400
600
500 800
600 1000
700
800
1200
30
35
40
45
50
55
60
65
20
30
40
50
60
70
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10
204工作面
204工作面
介休某矿TEM对比处理
朔州某矿TEM对比处理
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11
617000
617100
617200
4172900
4172800
晋北公司:榆树坡矿、碾沟矿 晋南公司:山凹矿 阳煤本部:二矿、五矿、兴裕矿、新元矿、寺家庄
4172700
4172600
81101面反射槽波
81101工作面开采15号煤层,煤层 平均倾角6°,厚度6.5m,标高 366~442m,埋藏深度586~646m, 走向长1673m,倾向宽220m
4172500
957.129 6°
6°
E39 958.138
10°
6° E37 961.118
E32 964.861
E35
964.875
4°
2.8 962.1
17,98
红色回采验证
X6119,35
2.5 E30 963.011
E28 2.5 955.198 8.21掌头
E26 952.675
X68 E24 2.6 944.173
3
1977年,国内学者介绍井下槽波技术 1982年,渭南厂试制出9通道模拟槽波地震仪 1983年,中国矿业大学开发槽波处理微机软件 1985年,煤科总院西安院引进SEAMEX-85仪器 1990年,西安院研制了国内首台槽波数字地震仪 1997年,DYSD-Ⅱ型防爆数字槽波仪出口印度
2008年,义马购置德国SUMMIT-Ⅱ型48道防爆槽波仪 2010年,西安院、中科院、矿大、地大等又开展槽波研究 2013~至今,槽波地震重新开始大范围推广应用
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6m 203工作面
1.2m
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放炮无需同步,高精度授时与守时; 数据实时采集,存储在采集站硬盘; 井下不需通信,到地面后统一回传; :适配巷道条件,仪器道数任意扩展。
踏勘、设计、标点 仪器充电、授时 测点布设、炮点作业、收工 数据传输、处理、解释、报告
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运输顺槽
巷道
掘
进
工
断层
作
巷道
面
2
巷道
掘
进
工
断层
作 面
回风顺槽
运输顺槽
运输顺槽
掘
进
面
侧
巷道
帮
回 采 工 作 面
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100
1975~2014年槽波文献统计图
80
60
40
20
0 1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
新疆基地
东北基地
神东基地 晋北基地
陕北基地
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透明区(f=0):透射能够顺利穿过 半透明区(0<f<h):透射槽波绕射穿过 不透明区(f>h):透射槽波将被阻断
槽波透视
白色-坑透、蓝色-瓦斯孔、黑色-槽波、红色-采掘
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F1=2.5m
F2=5m
煤层
围岩
断层
槽波正常区
槽波衰减区
槽波缺失区
Z
X
y
5
薄煤带
薄煤带
模拟结果与实测结果对比(左图为实际记录、右图为模拟记录)
8.10掌头 E22 2.8
941.145
E20 2.8 942.059
E18 2.9 942.030
E36
E16 2.6 940.544
E14
预测变平点
5°
E12 B58'
2101回风
E33
4°
960.525 2.8
957.7
2101进风
E31 5°9525..7463
95Байду номын сангаас.7
8.21掌头 E29
946.678 5° 2.9
943.7
8° E27 939.564 2.85
5° 最9低36.7 最低 E25
5° 最高 最高
5° 93E82.3845 2.3 3° 936.5 最低
5° E21
939.877 937.1
E19 2.8 944.821
E17 2.8 941.445
6.30
E15
3.7 946.665
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坑透、 槽波、
槽波探测煤厚图 实际回采煤厚图
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高家堡41103泄压前应力集中区弹性波扫描
3301辅运顺槽
放炮前探测结果
两次探放测炮结后果探差测值结果 3302工作面
3302皮带顺槽
韩家湾上组煤应力集中探测
薄~厚煤层槽波发育
:反射槽波不太适应
:煤层越软6,m 槽波越好