矿井三维高密度电法探测技术及其应用9787564656652

1 绪论

1.1 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容与研究技术路线

2 矿井三维电法探测原理

2.1 含煤地层的主要电性特征

2.2 矿井直流电法勘探的工作原理

2.3 矿井三维电法探测技术

3 矿井三维电法探测反演理论

3.1 反演综述

3.2 地球物理反演理论

3.3 最小二乘法曲线拟合

3.4 有限单元法

3.5 有限差分法

3.6 井下三维电法反演程序

4 矿井三维电法可视化成像

4.1 三维可视化绘制原理

4.2 井下三维电法可视化成像软件

5 矿井三维电法探测应用效果分析

5.1 工作面顶板地层富水性探测

5.2 工作面底板地层富水性探测

5.3 工作面顶板地层富水性动态监测

5.4 超前探测

5.5 矿井巷道侧向探测

5.6 工作面底板含水层注浆质量检测

5.7 采空区探测

5.8 岩溶探测

6 主要结论及创新点

6.1 主要结论

6.2 创新点

参考文献

1.1研究意义

本书课题来源于山东省自然科学基金重点项目，以及山东科技大学与新汶矿业集团有限责任公司、兖州煤业股份有限公司、肥城矿业集团有限责任公司、上海大屯能源股份有限公司、河南龙宇能源股份有限公司、冀中能源股份有限公司、徐州矿务集团有限公司等煤炭企业合作进行的众多煤矿水害防治课题。

我国能源资源的一个基本特点是富煤、贫油、少气。在21世纪前50年内，我国能源的发展趋势仍将以煤炭为主。随着石油、天然气资源的日渐短缺和洁净煤技术的进一步发展，煤炭的重要性和地位还会逐渐提升。根据我国资源状况和煤炭在能源生产及消费结构中的比例，以煤炭为主体的能源结构在相当长一段时间内不会改变。我国能源资源的基本特点决定了煤炭在一次能源中的重要地位。我国煤炭资源总量为5.9万亿t，其中已探明储量为2.02万亿t，占世界总储量的12%。自中华人民共和国成立以来，我国一直是以煤炭为主要消费能源的国家，煤炭曾在我国能源结构中的比例长期占60%~70%，且在未来的几十年内，煤炭仍将是我国最安全、最经济、最可靠的主体能源。随着高新技术的推广应用，煤炭生产成本持续下降，洁净煤技术取得重大突破，煤炭越来越会成为廉价、洁净、可靠的能源，也将进一步凸显其在我国国民经济中的重要地位。

煤矿的安全生产受到瓦斯爆炸、煤矿水害、顶板垮落、煤矿火灾、煤尘五大灾害严重威胁，其中煤矿水害威胁严重程度仅次于瓦斯爆炸，在五大灾害中位列第二，由其造成的经济损失和人员伤亡极为严重。例如，1935年5月13日，山东淄博北大井巷道掘至与河水连通的断层带造成突水，最大瞬时水量648m/min，536名矿工遇难，矿井停产报废，直到1978年才恢复矿井生产。1984年6月2日，开滦范各庄矿2171综采工作面发生世界采矿史上罕见的陷落柱突水事故，最大突水量2053m³/min，致使范各庄矿及其周边三对矿井被很快淹没。为救灾复矿，相关部门调集了当时基本上是全球范围内最权威的防治水专家和世界上最大的抽水泵进行抢险，并进行规模空前的地面注浆封堵工程，水患治理及相关工作历时1年左右，直接经济损失超过5亿元。

为确保煤矿的安全生产，敢大限度地降低煤矿水害威胁，近几十年来国内的科研院校及煤矿企业的科研人员提出了一系列矿井水害防治理论及技术。这些理论和技术的核心都是要准确查明煤矿水害的水源及导水通道的分布，包括顶板岩层、底板岩层、老窑、米空区等的富水性，以及断层、陷落柱、火成岩体等的导水性。

……