复杂地质结构范文

复杂地质结构范文（精选11篇）

复杂地质结构 第1篇

1 复杂地质条件下钻复杂结构井的不确定性和复杂性

复杂的地质条件相比于一般的复杂结构的钻井具有很多的不确定性, 复杂的结构井指除了常规的直井外的所有较为复杂的井, 例如水平井、定向井、大位移井以及分支井。

1.1 地质条件的不确定性和复杂性

复杂的地质条件一般体现在对于以下几方面的参数测定存在很大的难度:地层的厚度、油气水层的顶、底界面深度位置、地层的缺失或存在、地层的分层深度位置等。这些问题的不确定性致使对于某层是否要下技术套管及下潜的深度不能确定, 只好依赖液体的套管维持待定井段的施工。

更严重的还可能因为对于目的层、标志层的深度位置不明确, 从而为预先设定钻井的目标以及深度、靶位带来了巨大的困难, 甚至由于地址值因素引起的井壁失稳以及井眼失控。

1.2 井下工具及测试与控制的不确定性和复杂性

导向钻井工程控制与优化目标在实际的操作中会由于存在的复杂性及不确定而难以实现。究其原因主要是钻头运动学与钻柱动力学还不成熟, 在实际的运用还不普遍, 尤其是旋转导向工具和BHA存在的不确定性。在实际的运行中很难兼顾井眼的轨迹与钻速、效率、安全等问题。

1.3 井身剖面和井身轨迹的不确定性和复杂性

实际中经常要在易发生漂移与不方便改变井眼方位的复杂地段改变斜率, 但是由于不能预先的定向造斜点的位置及主井眼的位置而增添了操作的困难。有时不得不一次次的调整井身的轨迹, 给施工带来了很大的阻碍与安全隐患。

1.4 井下复杂情况诊断与预测的不确定性与复杂性

传统的诊断与预测是通过地面综合录井或者泥浆录井的手段, 但是由于地面采集的信息不能及时的反映井下的实况, 在实际的使用中经常的发生判断滞后甚至漏判、误诊的情况。这种情况的频繁出现极大的增加了安全隐患, 否则面对复杂的地质情况很难满足现实的需求。

2 随钻实时“导向、优化、诊断”闭环信息传输系统

2.1 导向钻井需要的信息参数

近年来应用导向钻井系统控制井身轨迹的技术又有了新的发展, 逐渐朝着综合地质导向、几何导向、旋转导向的方向发展。地址导向常用三联或者四联的随钻测井仪, 可以使用的测量参数有时多达十个;几何导向最多可以测量的参数为6-8个, 包括方位角、井斜角、井斜变化率、工具面角、方位变化率以及近钻头的姿态参数;旋转的导向钻进技术的导向工具内置有陀螺仪、温度传感器、三轴加速度计等原件, 可以实现实时的掌握井身轨迹、全角变化率等。

2.2 SOD系统对信息传输速率的要求

在精度要求较高的情况下传感器的位数为8-16, 使用的探测频率为1000Hz。这样得到的最大信息应用传输速率可达6.7105b i t/s, 即使按照最小比例的考虑, 使用的信息传输速率也要达到8104bit/s。而现实情况是地质导向的随钻测井还是随钻测量, 由于其传输方式为泥浆脉冲方式, 最大的信息传输速率仅为12 bit/s, 这远远不能满足SOD系统对信息传输速率的要求。

由表1可见, 在泥浆脉冲传送速率为6 bit/s时, 仅测出的九个独立参数的参数更新时间分别的为5.4-43.3s。同时补充传输速率为12bit/s的计算也表明, 更新时间在2.7-21.7s。当然多个参数同时测量会导致更长的更新时间, 根本不能满足复杂结构条件下对于法咋结构井的多参数信息采集的实时性需求。

2.3 优化钻井和随钻诊断需要的信息参数

优化钻井和随钻诊断需要的信息参数一般有以下几种:井底转速、井底钻压、泥浆排量、井底扭矩、环空压力、钻柱内压力;使用三轴加速计测得的扭振、纵振的震动参数;导向工具与BHA的弯矩, 井温以及钻井液性能参数。总的来说为了实现动态的诊断, 防止问题的恶化, 测量量要求在12-18个。

3 基于智能钻柱的“随钻导向、优化、诊断”集成技术

3.1 智能钻柱

近年来发展起来的智能钻柱是以电子钻柱为代表的, 这是一种通过在钻杆及整个钻探的管壁都包覆绝缘导线的新一代随钻测控传输技术, 其传输速率为104-106bit/s。智能钻柱可以科学全面的解决复杂条件下遇到的复杂问题, 达到钻探的智能化与信息化。

3.2 智能“随钻导向、优化、诊断”集成技术

这种技术可以根据钻头随钻获得的实时参数而建立动态的模型。其特点主要表现为:

(1) 使得复杂的地质条件透明化, 将原本不确定的地质因素动态的反映出来。

(2) 确定井身剖面与轨迹, 精确的控制导向, 实现可视化作业。

(3) 随钻负责及时的调整优化与导向的矛盾, 确定所发现问题的严重程度。

(4) SOD系统可以实现智能化处理, 使得钻探过程简单, 提高效率。

(5) 综合使用SOD系统与智能钻柱可以降低钻井成本。

总之, 作为新一代的钻井支持系统, SOD可以有效的实现信息的采集处理决策与反馈。

4 结束语

在复杂的地质条件下如何利用智能化的手段实现对于不确定信息的掌控, 实现可视化作业, 同时使得钻进的过程最优化是一个很具现实意义的问题。本文提出的基于智能钻柱的“随钻导向、优化、诊断”的SOD系统很好的解决了这一难题, 显示了巨大的优越性。

参考文献

[1]张绍槐, 张洁.21世纪中国钻井技术发展与创新[J].石油学报, 2006, 22 (6) :63-68.[1]张绍槐, 张洁.21世纪中国钻井技术发展与创新[J].石油学报, 2006, 22 (6) :63-68.

[2]张绍槐.现代导向钻进技术的新进展及发展方向[J].石油学报, 2005, 24 (3) :82-89.[2]张绍槐.现代导向钻进技术的新进展及发展方向[J].石油学报, 2005, 24 (3) :82-89.

复杂地质结构 第2篇

lsy 摘 要

地质构造复杂的煤矿，其材料消耗成本占煤炭产品成本比重很大。在现阶段市场经济条件下，降低成本是提高竞争力的重要手段，所以煤矿运用精细化管理手段，对材料消耗进行管理是必要的，更是迫切的。通过健全各项规章制度，重视材料成本计划的制定，加大考核力度，切实做到奖优罚劣；提升各级材料员“主人翁”意识，强化井区材料员成本意识教育，加强对材料员的管理，明确其职责，建好台账；充分发挥井区段队干部的领导、宣传、带头作用；加快信息化建设，应用材料管理系统软件，做到数据及时准确等方法，提升材料精细化管理水平，增强全体职工成本意识、竞争意识、节约意识，从而促进煤炭企业取得经济效益的最大化，在激烈的市场竞争中立于不败之地。

关键词：煤炭企业；材料精细化管理；材料管理系统； 随着市场经济的快速发展，煤炭企业经济增长方式由粗放型逐步向集约型转变，越来越多的煤炭企业开始意识到加强企业管理的深远意义，提出了以管理促发展、靠管理增实力、向管理要效益的目标，并将精细化管理工作提上议事日程，以适应激烈的市场竞争，实现新的跨越。

材料消耗精细化管理是精细化管理的重要内容之一，材料成本在煤炭企业总成本中占有非常显要的位置。如龙煤集团新富煤矿各井口地质条件属于大倾角、薄煤层，受条件影响，无法进行大规模机械化开采，材料和人工消耗投入很大。材料与人工成本使得吨煤成本居高不下，在煤炭市场化的今天，煤炭企业只有降低成本才能保证企业创效、员工增收，进而发展壮大。所以做好基层材料的成本控制管理和重视材料员配备及培训是材料精细化管理中不可小视的重要问题。

应对材料成本居高不下的问题的合理性措施

1、健全各项规章制度，加大考核力度，切实做到奖优罚劣 要提高成本指标管理的实效性，严格落实各项制度，根据各井区、部门的生产实际，对采、掘、机、运、通各个专业的设备材料等指标进行层层分解，从矿各系统领导到每一个部门负责人，每人肩上有担子和指标，并制定考核文件。防止“只打雷不下雨”现象，确保扎扎实实抓管理，对管理好的段队、管理好的材料员进行表扬，重奖，对工作管理差、不重视的，材料浪费严重、超支超耗、材料私用的坚决重罚。

1）重视材料成本计划的制定。材料成本指标的控制计划，除了要有考核井区段队的材料成本计划以外，还要制定考核材料消耗的标准依据计划（按地质构造的客观因素评估材料的消耗），一定要确保在安全生产及工程质量的前提下，结合现场实际及安全的质量进行要求规范制定，从而达到先进而合理。做到盯紧计划，从严管理，既满足安全生产的需要，又能合理规范的使用材料，减少材料投入，节约材料成本。如新富煤矿各井口所消耗的材料品种复杂繁多，即使是同一个段队，其消耗水平、设备状况、运量等因素不同，这给成本定额制定工作造成了极大的困难，为了保证材料消耗定额制度科学合理并便于实施，应定期召集各归口部门主要考核人员讨论，组织生产、物管定额等管理人员深入井下，对各种情况下的材料消耗进行分析，提供定额修正的有力依据，确保其可操作性。

2）严格材料实际消耗的考核。对井区生产段队的材料实际消耗考核可划分为机电归口材料和生产归口材料两部分，凡生产段队的材料消耗归属于生产归口材料，非生产人员领用材料归属于机电归口材料（主要为机电、运输相关材料）。保证责任明确，科学分工。为了便于对段队的管理考核，使段队和归口管理部门合理分担材料费，还可以把生产归口和机电归口材料进行细分，即大型材料和普通材料，大型材料费用由两大归口管理部门承担，普通材料费用归段队承担，这样更加便于分类控制考核。在材料消耗管理中，可提高责任意识，以技术优势促进材料管理。

3）落实奖罚兑现。段队小班实际工作量与质量的考核，直接影响着小班材料消耗的高低，在对小班材料实际消耗量进行严格考核的同时，段队材料员（可以由段队长兼任）每天将上一天班组材料成本考核情况进行统计并上报井区材料员，井区材料员再汇总报矿考核办，考核办对成本管理工作定期进行通报和分析。

对班组材料成本节超奖罚的考核实施，是做好班组材料成本指标控制的前提，如果不做好考核实施这一步，班组材料成本指标控制精细化管理就会沦于形式。为此，实施考核材料成本节超的奖惩，必须及时清算和公开，让职工及时了解掌握本小班材料成本的节超奖罚情况。

2、提升各级材料员“主人翁”意识，加强对材料员的管理 在材料成本指标管理上，往往对井区材料员的重视程度不够高，特别是在分析材料成本升高原因时，常常仅从材料采购上抓质量、生产消耗上找原因，但对段队材料核算的管理却重视不多。井区核算员主要注重工资的管理，大都不了解材料的采购及领用消耗，而井区的材料员只负责采购材料，发挥不出井区材料员真正的作用。因此，我们要提升井区材料员“主人翁”意识，加强对井区材料员的管理。

1）强化井区材料员成本意识教育。增强井区材料员自觉参与材料管理的主动性，杜绝材料人情化，使他们的的自觉性进一步提高，增强材料管理水平，增强抓好材料管理的自觉性。摒除过去那些只注重产量进尺，注重个人工作量，从不合计材料的消耗的坏习惯。

应当在每月都组织召开材料定额成本管理分析会（可与每月的考核会合开），及时进行分析总结。主要分析矿材料计划和归口管理部门计划的落实情况；对比分析原煤成本明细项目的消耗情况和升降原因；归口部门分析分管材料费的消耗情况，说明节超原因；总结节支降耗和材料考核的经验，提出合理化建议和意见，并在会后按照任务进行解决落实，保证定额成本管理的深化发展和存在问题得到及时解决。

2）明确职责，建好台账。井区材料员要确保材料台账能够反映当天情况，便于分析与核实计算，以便段队小班及时准确了解当天材料的消耗，从而便于及时发现、解决管理中存在的弊端。并且进一步开展材料管理的基础工作，如制定材料成本管理的制度和办法、建立健全各种原始记录、材料消耗定额管理台账和报表、将材料装订成册，以便备查与从中吸取经验教训。

3、充分发挥井区段队干部的领导、宣传、带头作用 井区段队干部领导是小班管理的直接委派者，他们和小班相处最多，还要负责小班的消耗事情，因此发挥非常重要的作用。段队干部做事的态度是松还是紧，效果在工作中都是很可以体现出来的，所以在奖励的时候都是根据责任的大小来定的。在段队干部管理当中，安全生产管理和成本指标管理同步进行、同等重要。要给职工做深刻的思想工作，要让职工精神态度端正，减少各种材料的乱丢乱放，就要从小事做起，把大家的积极性调动起来。做好自己的事情，最大的程度减少材料的消耗，提高全矿的经济效益。

4、加快信息化建设，做到数据及时准确

21世纪是信息化的时代，信息传递的及时性、精确性和全面性直接决定了企业的兴衰成败。材料精细化管理要加快材料管理信息化建设进程，充分利用计算机网络技术和先进的管理软件，对煤矿供应、财务、井区保管、井下材料消耗等系统进行资源整合，实现“数出一门、集中共享”。要通过建立、推广和完善企业的材料管理系统，实现财务流程和业务流程的完美结合，免除以往财务人员对各类材料成本数据的被动接受，使煤矿材料采购、仓储、使用等环节的各类业务信息在发生时即被材料管理系统提取并进行加工处理。要实现预算系统与材料管理系统的互联互通，使计算机系统自动控制预算执行。

通过以上措施的实施，使材料成本精细化管理上升一个新的台阶，提高企业经营管理水平，增强全体职工成本意识、竞争意识、节约意识，从而促进企业取得经济效益的最大化。

复杂地质构造区域瓦斯治理实践 第3篇

摘 要：根据《防治煤与瓦斯突出规定》《瓦斯抽采达标规定》之要求，突出煤层在采掘作业前必须进行瓦斯治理达标。红岩煤矿煤层地质构造复杂，以海相构造为主，常规处理瓦斯的方法，在生产过程中具有一定的局限性，不能对待开采区域进行有效瓦斯治理，必须采用多措并举、应抽尽抽、综合治理的方式，提升抽采效果，缩短达标时间，在时间、空间上分别予以保障，才能做到矿井合法、合规、安全、高效组织生产。

关键词：复杂；地质；构造；瓦斯

1 概述

南桐矿业有限责任公司红岩煤矿核定生产能力60万吨/年，目前实际生产能力58万吨/年，剩余服务年限36年。矿井采取平硐+暗斜井多水平分区式开拓，走向长壁后退式采煤法，综合机械化割煤机落煤，全部垮落法处理采空区。目前开采水平标高为±0m水平，阶段垂高180m，开采深度540～620m。

该矿井为煤与瓦斯突出矿井，建矿至今发生煤与瓦斯突出共计37次，1999年7月以后未发生瓦斯突出。矿井井田受丛林向斜及鲜家坪背斜影响较大，南翼受丛林向斜影响严重，伴生次级石磬坝向斜与郭家湾背斜，并有贯穿整个煤系的F32断层，南翼突出点均在地质构造带附近。

矿井仅一层煤k1煤层为可采煤层，南翼原始瓦斯含量17.23m3/t，瓦斯压力为3.9Mpa；北翼原始瓦斯含量16.4391m3/t，瓦斯压力为4.0Mpa，原始瓦斯含量与瓦斯压力均较高。南翼煤层平均倾角16°，平均煤厚1.8m，北翼煤层平均倾角30°，平均煤厚1.7m。按相关管理规定，以及采用瓦斯地质法分析，具有突出危险性，采掘前瓦斯治理必须达标。

2 治理技术方案

矿井为单一煤层开采，无保护层开采，采掘前必须对煤层进行预抽，区域防突措施为预抽煤层瓦斯。煤巷掘进前，距煤层真厚15～25m位置布置底板岩石专用抽放巷，对煤层瓦斯进行预抽（兼作运输巷）。抽放巷内向预掘煤层实施穿层预抽钻孔，控制预掘煤巷轮廓线外倾斜煤层上帮不小于20m，下帮不小于10m；缓倾斜巷道上下帮均不小于15m。钻孔布置方式为矩形分布，达不到设计要求的，立即进行补孔。穿层钻孔按4m抽放半径布置预抽钻孔，但是这样布置钻孔数量多，工程量大，瓦斯治理成本高，并且治理工期较长。抽采效果受煤层透气性和坚硬系数的影响，瓦斯治理、抽采效果不明显。为此，我们经过反复试验，根据不同的生产实际采用了下列方法进行瓦斯治理，初步取得了一些效果。

2.1 穿层钻孔预抽煤层瓦斯

为提高穿层瓦斯抽放效果，采用“水”治瓦斯对煤层瓦斯进行预抽。2012年矿井引进水力压裂预抽煤层瓦斯技术，采用高压向煤层压入大量水，煤层在高压力下产生裂隙，释放煤层瓦斯。压裂期间，多个钻孔在高压压裂下，相距70-100m的相邻钻孔喷出煤，喷出煤量7t～30t，并伴有瓦斯喷出。压裂钻孔进行抽采时始抽瓦斯量最高达1.2m3/min左右，在三水平南翼首个回采工作面现已施工的6个压裂钻孔，单孔最长预抽时间750d，瓦斯浓度仍为75%～95%，平均瓦斯抽放纯量为0.3～0.5m3/min，单孔抽放半径约75m。

虽提高了抽放量，减少了抽采钻孔数量，减少了钻孔进尺，降低了大量成本，但压裂孔结合部因地质构造和水压不均匀因素影响，存在局部抽采空白带，整个预抽块段要快速达标仍需要相当长的时间，在矿井接替比较紧张的情况，单一的压裂孔治理法同样存在一定的局限性，但是控制面积有了较大的提高。

2.2 双向联合治理瓦斯

以水力压裂为先，水力割缝为辅的治理策略，先采用高压水力压裂预抽煤巷瓦斯，施工间距100m，压裂后进行抽放。在两个压裂孔之间，采用水力割缝进行补孔预抽，加强对预抽区域的抽采力量，提前实现抽采达标。

水力割缝钻孔布置半径按煤层抽采的难易程度及煤层厚度进行布置，矿井水力割缝钻孔抽放半径布置，呈矩形分布。进行割缝后的钻孔瓦斯抽放浓度为50%～80%，平均瓦斯抽放纯量为0.2～0.5m3/min。通过对水力割缝孔的实施，掘前煤层瓦斯治理达标时间仅4个月实现达标，与常规穿层钻孔治理钻孔进尺减少了三分之一。

2.3工作面块段瓦斯治理方案

采前利用回采工作面底部的中部抽放巷，向回采工作面区段实施采前水力压裂钻孔。由于工作面倾斜方向上距离较长，区段中部按三花或五花状交替布置压裂孔，使工作面中部无空白带。局部地点的地质构造，依靠水力压裂高压的能力，在工作面中部形成大面积的压裂区，预抽工作面的瓦斯。现在正在研究采用顺层钻孔实施水力压裂的技术方案，届时中部抽放巷就可以取消，在巷道布置上面节约工程量。

实施了水力压裂后，采用两巷向工作面中部实施中风压顺层钻孔。顺层钻孔采用3200型中风压钻机实施，风力排渣，孔径90mm，布置间距8～12m，上下钻孔尽量相交，有效治理回采区段煤层瓦斯。

3 回采瓦斯治理

3.1 上隅角瓦斯治理

工作面回采时，采用U形通风方式，综采工作面采用无煤柱开采，割煤机直接割到风巷，由于两巷采用锚网+锚杆+钢梁钢带联合支护，风巷处下顶不完全，給瓦斯积聚留有较大空间，上隅角瓦斯濒临报警值，隅角瓦斯传感器时而发生报警声。利用风障稀释上隅角瓦斯，但效果不明显，监测传感器仍处于报警临界值，悬挂不符合质量标准化规范。

为解决上隅角瓦斯超限问题，经反复研究采用U+尾排通风方式。工作面风巷保持沿空护巷，采煤机不能回采至风巷，留下走向3～5m、倾向3～5m的煤墩，沿空进行护巷。施工一条回风巷连接至采区回风上山，工作面尾排系统构建完成，设置禁区，有效的解决的工作面上隅角瓦斯超限的问题，工作面回采至今，上隅角瓦斯保持在0.3%～0.4%之间，回风瓦斯保持0.2%～0.4%。

3.2 工作面卸压瓦斯治理

随着工作面回采作业，受采动影响，煤层瓦斯的涌出，给工作面瓦斯管理造成极大的威胁。由于工作面卸压瓦斯及围岩瓦斯没有得有效抽放，在回采工作面老塘角瓦斯较大，回风巷、尾排系统瓦斯一样居高不下，多次濒临报警值。

根据以往矿井治理回采工作面瓦斯的方案，回采期间受采动应力影响，工作面及前方5m为瓦斯散逸区；5～50m为瓦斯富聚区，50m以外为瓦斯稳定区。采用钻机向瓦斯富聚地点施钻，预抽工作面前方卸压瓦斯。回采后抽采工作面采空区冒落带及煤层卸压瓦斯。钻孔布置在回采工作面采动应力前方5～50m，5～10m布置一组，终孔点位于煤层顶板冒落带。

经资料收集，在采动应力范围附近，卸压瓦斯抽放负压在3～5kPa，压差10～20mmH20，瓦斯浓度25～75%，通过计算卸压钻孔瓦斯抽放量为0.2～0.5m3/min，回风瓦斯得到有效控制，实现回采工作面瓦斯“零”超限。

4 结论

综上所述，采用多形式、多手段、多配合的瓦斯治理方法，达到安全、高效的治理煤层瓦斯。

地质工程复杂地质体可视化分析 第4篇

1 复杂地质体可视化研究与开发现状

TITAN三维建模软件是由北京东方泰坦科技有限公司开发的TITAN地学综合信息系统中的一个组件, 是基于框架建模的思想研制开发而成的, 利用平行或基本平行的剖面数据建立起三维空间任意复杂形状物体的真三维实体模型。TITAN三维建模软件的组成部分有:①剖面数据处理模块, 建立剖面数据, 为建立三维实体模型提供由一系列平行的剖面组成的框架数据, 数据剖面由多边形、环和点元素组成;②对应关系处理模块, 建立剖面之间、多边形之间、环之间和点之间的对应关系, 为建立三维实体模型提供剖面间的对应关系, 从而建立建模元素之间在三维空间中的联系;③模型处理模块, 建立实体模型, 用剖面数据和剖面间的对应关系建立起三维实体模型, 并且可以对模型进行任意切割、计算面积和体积的处理。此软件只是三维建模与图形处理的引擎, 适用面广泛。但在面向具体专业时, 需要添加或扩充专业模块, 比如工程地质专业模块等。纵观国内外几种软件的研究与开发现状, 对于地质工程专业的复杂地质体建模与分析的针对性不强, 没有充分体现地质工程专业的特殊性, 不能够很好地满足地质工程生产与研究的实际需要。

2 地质工程复杂地质体三维建模和可视化的关键技术问题分析

2.1 离散数据的插值与拟合地质信息的插值和拟合函数要根据实际勘测数据建立, 实测数据越丰富精确, 得到的地质模型越能够真实描绘出这些信息的空间分布规律。

对于不同的地质信息, 需采用不同的拟合函数。地表地形测量数据 (X坐标、Y坐标和地表高程Z) 、地下水位埋深测量信息 (地下水位测点地表X坐标、Y坐标和水位埋深h) 等的曲面图形生成可归结为双自变量离散数据的插值和拟合。空间曲面插值函数有以下构造方法, 如与距离成反比的加权方法 (Shepard方法) , 径向基函数插值法 (Multiquadric方法) , 平面弹性理论插值法等, 它们同样适用于单个连续地层界面、地球物理勘探数据、地球化学勘探数据以及岩土体物理力学参数在地质体空间的分布。

2.2 三维数据结构地质工程地质体一般是不规则形体, 在计算机图形学中曲线和曲面总是分别通过很多微小直线段和微小三角面逼近, 来模拟地层岩性界线和岩层曲面, 即岩层界面 (和地表曲线、地下水位面等地质层面界线) 和岩层曲面都分别是许多微小直线段和微小三角面的集合。

这就要求必须具备有效的分层的三维数据结构, 比如地质工程地质体空间中的点由有三位坐标分量表示, 微小直线段由其两个端点组成, 地质层面界线由所有属于该边界的微小直线段组成, 而岩层曲面由微小三角面组成。有效的三维数据结构能够确保人机交互和查询的实现。

2.3 曲面求交地质体中存在大量各种层面, 包括地表、地下水位面、地层层面等, 当出现地层不整合、地层尖灭和地下水出露于河谷地表等情形时, 就自然会遇到曲面间求交的问题;地质体三维模型的上部边界是地表曲面, 通过数学方法拟合出的岩层面或地下水位面不应超出地表曲面, 即超出部分不应显示。

同样的, 当显示多层地层时, 下面的每一岩层应以其上一岩层为边界。因此, 为了可视化地层界面必须要解决地层面与地表或其他地层面的求交问题。另一方面, 在剖面图成图时, 地质界线的绘制是通过显示剖面 (平面) 与各种地质界面 (曲面) 求交所得出的交线。因此曲面求交包括地质界面 (层面) 之间的相交, 和地质界面与剖面的相交两类问题。

2.4 三维拓扑结构分析从地质学角度看, 拓扑是地质对象间关系的表格, 拓扑表存储层位间上覆、下伏和交切等的地层学关系及地质空间位置关系。

拓扑也可视为允许这些地质关系合理储存的数据结构。例如, 考虑多层地层, 上一个岩层的底面和与其相邻的下一个岩层的顶面是上下岩层这两个实体的公共部分或共享边界, 它们之间的拓扑关系就是相邻和同一的关系, 在存储数据时只存储上一个岩层的底面或其相邻的下一个岩层的顶面, 即相邻岩层的边界曲面可以存为一个地层曲面, 大大减少数据存储量。评价地质模型系统的优缺点往往决定于描述地质对象所用的拓扑结构。

3 复杂地质体三维建模与可视化技术的初步开发与应用

3.1 地质工程复杂地质体三维建模与可视化的研究基于离散采样数据的插值与拟合的思想, 即将离散数据转化为连续曲线曲面, 地质工程复杂地质体三维建模与可视化的过程是, 从勘探数据库中提取各种地质信息的坐标位置及岩土体的物理力学参数, 通过不同的拟合与插值函数得到地质层面 (曲面) 和地质实体的三维计算机图形显示, 表达地质信息在研究区域内的分布规律。

生成地质岩层面和地质实体后, 实现从任意角度观察建立的模型, 实现根据指定的剖面走向、倾向和倾角生成垂直剖面。

3.2 初步开发工程勘测空间数据库管理。

工程勘测空间数据库在收集整理现场勘测数据后录入各分项数据表, 这些数据表不仅包括地质信息的位置数据, 更重要的是提供属性数据。以地层岩性数据表为例, 要求录入钻孔编号、岩层起始深度、岩层终止深度、层厚、岩性 (地层名称) 、地层代码 (地层年代) 、岩层走向、岩层倾向、岩层倾角、接触关系、地质描述等数据。随着工程勘测的进展, 能够方便地修改补充和管理勘测数据。

结束语

复杂地质结构 第5篇

关键词：煤炭资源；勘探开发；地质；技术

随着我国经济的快速发展，我们对于煤炭资源的需求也在处于不断提升的阶段，而目前因为煤炭的开采使得当地的环境面临着更为严重的负面影响。因此我们在工作的过程当中应该对于煤炭勘探过程当中的相关工作经验进行研究和探讨，并且根据青海地区的实际作为文章研究的主要对象，从而力求能够更好的掌握我国煤矿资源的具体情况，从而更好的为我国的煤矿资源开发服务。

1.合理的进行勘查方法的选择具有极为重要的意义

在进行找矿的勘察方法选择之前首先应该考虑到经济性以及地质目的进行综合性的考量，并且对于找矿方法的经济性以及先进性也要进行必要的考量。在保证选矿方法的先进性的同时还需要对于资金投入的基本状况进行综合的考量，并且对于勘查区域之内的地质状况也要进行必要的考虑。在进行勘察方法选择的时候应该在高层次。宏观以及准确的信息上面来进行。由于如果选择勘察的方法单一，肯定具有局限性。因此选择勘察方法也要有广泛的应用，而且最终取得显著的效果。采用综合性的勘查方法突破了原本勘察方法的局限性米并且增加了勘查的灵活性，对于工期的缩短以及成本的降低也具有十分中压的作用。因此，综合的选择勘查方法对于整个勘查工作具有十分积极的作用。

2.整体勘查对于未来整个煤矿的开发具有积极的影响

煤矿资源在进行开发之前首先要全面的对煤炭）的地质进行全面而且详细的勘查。在整个的煤炭产业当中，无论是整个行业未来的发展规模以及发展的方向都会受到勘查工作的影响，也就是说勘查工作的质量决定整个煤炭资源开发的效率。在整个煤矿勘查过程当中，不仅要获取煤炭地质的相关资料另外还需要保证资源利用的效率、开发的效率以及开采的质量。

以往的煤炭开发，我们的开采技术当中包括了多项的相关内容，例如：对于岩层的地质特征、水以及煤层气等相关的条件都会对于煤矿资源的开发造成一定的影響；可是如果我们在前期的开发工作当中加强注意，就能够对于相关的因素进行掌控。如果不降煤矿当中真实的地质构造进行细致的了解，并且在地质资料的引导之下进行开采，就会使得煤矿事故发生的概率提升。而且整个煤田当中的资源如果不进行统一规划以及利用，势必会对于整体煤炭资源的开采造成一定的影响另外哈有可能造成一系列的环境问题。因此，我们如果想提升煤田整体勘查的效率以及质量，如果单纯的采用时候治理的方式，不仅会造成环境的污染，还可能会造成煤矿开采整体成本的提升。

3.进行复杂地质条件下的煤炭资源勘查的方法

3.1物理探测勘查技术

了解成矿区域煤炭资源形成的规律是煤炭勘查工作的关键，通过分析研究深部矿区成矿系统、成矿演化、成矿环境等多方面的情况，能够找出矿床的制约因素与深度空间，最终能够找出深部矿床的具体位置。想要对深度矿床进行勘查首先需要对成矿系统有一定研究，对矿床的种类具有一定的了解，进而掌握矿床在空间分布方面的特点，可以利用物理探测技术来寻找深度矿床。

3.2化学探测勘查技术

化探勘查技术也就是系统地测量和研究各类岩体中的元素地球化学指标，测出有关元素的地球化学背景分布特征，根据这些特征指标推算出矿产分布与资源情况的勘查技术方法。煤田勘查中可以利用化探技术来寻找深部矿床，具体手段主要包括矿床原生晕法、水系沉积物测量法以及土壤离子电导率测量法等。

矿床原生晕法通常用来寻找盲矿，而且只限于研究矿床原生晕，不包括其他类型的原生异常，因为矿床的原生晕有时可以很好地反映在其他天然物质中，所以所采样品并不限于岩石，也可以是是其他天然物质，该法用于深部埋藏煤田勘查有良好效果。

水系沉积物测量法是以水系沉积物为采样对象所进行的地球化学勘查方法， 是一种效率较高的地球化学普查找矿方法，也是区域化探的主要方法，该方法可以根据少数采样点的样品进行重矿物分析和磁性矿物分析，利用现场仪器根据析结果进行追踪，还可以同时到实验室做光谱分析和化学分析，进行更详细的研究，从而了解区域内岩层大面积的矿化情况，达到矿产勘查的目的。

土壤离子电导率测量法在煤炭勘查技术中主要是通过利用测定含煤岩层风化表土样品溶液的导电性来发现隐伏煤矿的一种方法，含煤岩层中金属离子含量少，与其他岩层金属离子含量有一定差距，从而导致样品溶液导电性较弱，以此来判断煤层分布面积与规模，此方法并不成熟，有待进一步研究。

结束语：随着煤炭资源的勘查开发，复杂地质条件下深部煤炭的勘查势在必行，沿用以往的浅部地层勘查技术已经不合时宜，单一的勘查技术已经相形见绌，为了提高勘探精度与效益，新技术的采用势在必行，只有正确采用新勘查技术，才能快速指导下一步具体的施工，节约时间的同时有效地控制了勘查成本，才能使勘查工作不走弯路，提高施工精度，最快地达到勘查最终目的。

参考文献

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[4]谢忠信.X射线光谱分析[M].北京：科学出版社，1982.

[5]刘英俊.元素地球化学[M].北京：科学出版社，1994.

复杂地质条件下的地质勘查技术初探 第6篇

1 工程概论

某公路工程是该省重要的公路干线, 在我国高速公路网中也占有重要的地位, 地层岩性比较多, 通过检测发现, 该地区的地层出现了岩溶突水、突泥、煤层瓦斯以及岩爆等不良地质问题, 工程地质条件比较复杂, 需要采用地质勘查技术对其进行处理。这一地区先后进行了多次公路隧道施工, 在施工与运行时出现了多次安全事故。其中隧道发生的重大瓦斯爆炸和, 造成了多人死亡, 几十人受伤。在对隧道施工资料进行分析后发现, 隧道溶洞中存在多种有害的气体, 施工阶段还出现了多次大涌突水问题。在分析安全事故隐患时, 需要结合勘察阶段的地质资料, 还要结合施工后期隧道勘察精度调查结果, 保证精度达到要求。

2 隧址区构造发育情况

对于隧址区, 工作人员需要对构造发育情况进行调查, 在隧道的隧址区位于褶皱地带, 并且处于发育状态, 这一地区的岩层岩性较多, 岩溶管道大涌水比较发育, 砂岩裂隙水比较发育。在隧址区内, 褶皱构造具有紧密、细长的特点, 轴部岩层处于直立的状态, 有的甚至处于倒转的状态。在隧址区的前段, 主体部位的两侧存在发育复式裂线, 这一部分还会受到地台基底轮廓的控制。在地区中心部位的轴线呈现出了放射状的排列状态, 多个断裂区域都属于比较发育, 还有的部位存在小断裂现象, 断裂走向与构造线属于同一发展趋势。

3 地质勘查技术在复杂地质条件隧道工程中的应用

在本文的工程案例中, 隧道掘进施工前, 采用了有效的地质勘查技术, 这可以帮助施工单位了解地质条件, 从而合理确定公路隧道勘测技术。在修建特长隧道时, 比较容易受到地质条件的影响, 如果所处的环境属于复杂地质, 则需要考虑勘查的周期, 避免受到限制。对于复杂地质, 施工单位应结合施工计划, 合理确定勘查的工作量, 对隧道围岩的级别进行客观的评价, 要分析在隧道掘进的过程中, 是否存在大量涌水的隐患。采用地质勘查技术进行分析时, 可以杜绝瓦斯爆炸等安全事故的出现, 预防地质灾害的出现。在本文的工程地质案例中, 在对公路隧道工程进行分析时, 应综合考虑影响因素, 根据地质资料, 杜绝常见地质灾害的出现, 如突泥、瓦斯、岩爆等。

3.1 工程地质调绘技术。主要对本区的地层、构造、水文等地质现象的核实与补充, 在岩石出露较好地段, 通过实测地质断面, 分析并推断隧道在掘进时, 通过各断层和褶皱核部时, 可能出现的不良地质现象并作出合理的预测、预防。在褶皱与断层的交汇部位布置适量挖探工程, 揭露断层破碎带的宽度及断层两侧岩石的完整性及风化程度, 推测隧道通过段围岩的完整程度。

3.2 物探技术。利用瑞雷面波、浅层地震折 (反) 射法、视电阻率、高密度电法等常规手段, 查明隧道洞身岩性的风化深度、进出口段覆盖层的厚度及密实程度, 断层通过位置及隧道深埋段围岩结构特征并评价可能影响工程的地质异常区 (带) 。目前较为先进的技术有CSAMT大地测深仪, 利用可控源音频大地电磁法为主, 以激发极化法和瞬变电磁法为辅助手段, 综合利用物探资料及地面工程地质勘察结果对深埋, 并评价可能影响工程的断层破碎带及异常区, 对工程勘察及施工提供有用的信息。

3.3钻探技术。为了验证异常区和取得一些原位测试数据, 钻孔应布置在多种构造的复合部位, 因为这些部位通常是构造薄弱地带和地下水富存部位, 通过钻探, 可以了解岩体的完整程度, 采取岩样做物理力学试验和孔内水文试验, 为隧道涌水量的预测提供参数, 并在深孔内做地应力测试, 以准确评价硬质岩石的岩爆和软质岩石的变形参数。

4 病害预测

通过以上勘察手段的使用, 综合分析各种公路隧道病害发生的原因, 了解其发生的机理, 并对病害发生的地段做好预测。其中ZK0+330~ZK0+360、Z K 0 + 5 6 0 ~ Z K 0 + 6 1 0 、 Z K 1 + 1 6 0 ~Z K 1 + 1 8 0 、 Z K 1 + 6 0 0 ~ Z K 1 + 8 0 0 、Z K 2 + 1 5 0 ~ Z K 2 + 2 4 0 、 Z K 2 + 4 4 0 ~Z K 2 + 5 0 0 、 Z K 3 + 2 8 0 ~ Z K 3 + 3 4 0 、Z K 3 + 8 6 0 ~ Z K 3 + 9 6 0 、 Z K 4 + 3 8 0 ~Z K 4 + 4 4 0 、 Z K 5 + 3 8 0 ~ Z K 5 + 4 4 0 、ZK5+700~ZK5+740段, 隧道掘进过程中, 若处理不当会发生涌、突水现象, 应做好综合地质超前预报或地质雷达超前钻探工作;ZK1+250~ZK1+430、Z K 1 + 8 5 0 ~ Z K 1 + 9 4 0 、 Z K 2 + 0 2 0 ~Z K 2 + 3 2 5 、 Z K 3 + 0 9 5 ~ Z K 3 + 3 3 0 、ZK3+790~ZK4+370段, 岩性以灰岩、白云质灰岩、硅质白云岩及凝灰质砂岩为主, 隧道埋深较大 (大于400m) , 穿越的地层岩性属硬质岩, 有发生轻微~中等岩爆的可能, 采用“短进尺、弱岩爆”, 严格控制炮眼利用率, 可以降低岩爆发生频率;进口段和出口段穿越高碳质泥岩及煤层时, 应予重视并加强通风与瓦斯检测工作。

结语

在对隧道进行掘进施工前, 一定要做好地质勘查工作, 还要采取有效的措施预防安全隐患。只有合理选择地质勘查技术, 才能保证隧道地质工程的经济效益。本文对综合地质勘查技术在复杂地质工程中的应用情况进行了介绍, 希望对相关施工单位提供一定帮助, 为其提供有价值的参考信息。

摘要：当前社会, 土地资源的数量正在不断减少, 为了满足土地资源利用的需求, 相关部门在对土地资源进行利用前, 需要做好地质勘察工作。本文对复杂地质条件下地质勘查技术进行了介绍, 希望对地质勘查单位提供一定帮助, 提高工作的质量以及安全性, 避免在施工的过程中出现由不良地质灾害引起的灾害与事故。合理利用地质勘查技术, 可以杜绝安全隐患的出现, 可以保证地质工程的经济效益。

关键词：复杂地质,地质勘查,技术,病害

参考文献

复杂地质钻探工艺研究 第7篇

地质钻探技术可以用于地质矿产勘查、开发地下水资源、防治地质灾害、工程的建设等领域。第一、地质钻探技术可用于多种矿产的钻探, 像矿产中的有色金属、黑色金属以及稀贵金属都离不开地质勘探技术。第二、化学工业生产中的一些原材料也需要依赖于地质勘探技术工艺取得, 化学生产行业中所需的金刚石、云母和石墨等材料都需要建立在地质钻探技术上。第三、开发水资源。地质勘探技术可以运用于水资源的开发过程中, 通过地质钻探先了解到一个地区的地下水资源储藏的量和质量, 并根据相关的岩体和土壤分析该地区的地质分布状况, 进而确定有效的实施方案, 促进水资源的合理、有效开发。第四、地质钻探技术可以用于地质灾害的防治。通过地质钻探了解相关地区的地质特征, 进而能够预测该地区可能发生什么地质灾害, 并进行有效的防范, 做到防范以为然。假如自然灾害已经发生也要借助地质钻探技术才能确立良好的施救措施, 所以说地质钻探在防治自然灾害方面功不可没。第五、地质钻探技术用于工程建设。在建筑工程的建设中, 可以通过地质钻探技术对工程建设处的地质状况进行充分了解, 为工程地基、桩基牢固建设提供一定的参考数据, 有利于整项工程的有效施工, 保障工程的顺利竣工, 提高工程建设的质量。文章主要以地质钻探在矿产开发过程中为例进行论述。

2 地质钻探

地质钻探是地质勘探的重要组成要素, 地质钻探需要相关的钻探机械设备, 在钻探的过程中利用钻探器械从地表向地下钻孔, 进而获取地层中岩石和矿样, 并对这些获得的岩石矿样进行分析比对, 能够对地层中的矿藏种类, 质量和埋藏位置进行有效判断, 然后采取有效的开采方案, 促进开采工程的实施。地质钻探在我国最先运用于寻找水资源和盐资源。随着地质钻探技术的发展和其他领域对该技术的需要, 钻探技术被引入其他领域的地质钻探中去。随着人们生产生活的不断发展, 对能源的需求量不断增大, 人们对地质钻探技术更加地重视起来。

3 地质钻探的现状分析

地质钻探在国外的应用中, 目前主要以小口径金刚石绳索取心钻探技术为主, 对特殊地质条件和矿种采用一些与之相符合的钻探工艺。很多国家主要采用金刚石回转钻进、三牙轮钻进、气动潜孔锤钻进。而常规提钻取心、绳索取心、反循环取样是它们常用的提钻取心方法, 其中绳索取心和反循环取样用得最多。液体、压缩空气和泡沫被用作冲洗介质, 振动钻的使用取消了冲洗的工艺流程, 是比较方便快捷的取心技术。漏失地层钻进问题得力于水基成膜钻井液体系以及微泡钻井液体防漏、堵漏技术来解决。使用的地质钻探设备各个国家都有所不同, 从瑞典、加拿大、澳大利亚各个国家的地质钻探都不尽相同, 但是它们的共同点是钻机为全液动力头长行程给进。柴油机或电动机是钻机动力来源, 靠履带自行式、卡车自行式、轮胎拖挂式来移动。地质钻探的信息技术化的水平较高, 基本实现智能化钻探。钻探工艺和方法不局限于单一的哪种模式, 并且在注重健康和安全方面也有了完整的防范措施。我国的地质钻探技术较之国外发展较晚, 但是也取得了不少成果, 特别是“中国大陆科学钻探工程”5158m“科钻一井”的实施, 取得了一系列钻探技术成果, 在国际上也能堪称先进水平。这套系统技术中的硬岩深井取心钻进技术、扩孔钻井技术、泥浆技术以及井斜控制技术。螺杆马达、液动锤和金刚石取心钻进系统共同构成的地质钻探系统, 在国际上处于领先的位置。它具有高效、优质、安全、经济的特点, 这套系统算得上取心钻探系统技术的重大突破。

4 复杂地质钻探的意义

我国的矿藏经过数十年的开采之后, 容易开采的矿床几乎开采殆尽, 很多矿床已经在粗放型的开采模式中, 现行和今后的人们面临着地质结构复杂, 难以开采的难题。对这种地质结构复杂, 开采难度较大的矿床开采需要复杂地质开采的相关理论作为有力支撑, 另一方面要对现行的钻探技艺进行改进, 以适应开采难度不断加大的矿藏开采需求。复杂地质的有效钻探能够弥补因为钻探技术问题带来的能源需求缺口。突破复杂地质钻探难题能够对我国不断加大的能源需求提供有效保障。复杂地质钻探将成为未来我国地质钻探需要攻破的技术难题, 所以我们要清楚地意识到我国矿藏开采的现状, 预先对复杂地质中的钻探技艺进行研究和改善, 避免在复杂地质钻探中因为技术性的问题而阻碍钻探顺利开展, 为能源安全提供有效保障。所以说研究复杂地质钻探意义重大, 不仅是矿藏开采的需要, 更是能源安全保障的需要。

5 不同的钻探工艺技术

随着我国钻探工艺的不断发展和逐渐完善, 很多钻探工艺都取得了十足的发展, 主要体现在:

5.1 振动钻探工艺

振动钻探工艺一般用于较硬地质的钻探, 如:第四世纪冲击层中的砾石层、黏土层和卵石层的钻探。振动钻探通过取岩心和去取岩屑法实现对地质概况进行了解。振动钻探中有包括回转钻探、冲击回转钻探和冲击钻探, 在使用的过程中可以根据相关的地质的软硬程度采用不同的钻探方法。而根据钻探的深浅又分为浅钻和岩心钻, 可以根据需要采用不同深度的钻探方法。

5.2 金刚石钻探工艺

金刚石钻探采用金刚石作为钻探工具的钻头, 由于金刚石超硬的特点, 在岩体进行钻探的过程中效果好, 孔内意外少。并且金刚石钻探工具较之其他材料的钻探设备具有轻便的特点, 适合野外作业时采用, 是受勘探队员们欢迎的钻探工艺。金刚钻中的钻头也分很多种类, 我国用得最多的是人造金刚石孕镶钻头。

5.3 多工艺空气钻进技艺

空气钻进在钻探的过程中采用空气、泥浆和泡沫来代替水作为冲洗介质的钻进法, 这种钻探方法多用于干旱缺水的地区的钻探。在钻探的过程中, 我们要实施钻探的地区往往不是我们自己的愿望能够左右的, 干旱确属的地方只要有钻探的需要, 我们都要进行钻探, 采用这种钻探方法是符合该地区的地理特征的, 能够实现顺利钻探。

地质钻探工艺发展到目前为止, 已经在多种钻探工艺上都取得了卓著的成就, 在复杂地质钻探的过程中, 可以根据该地的地貌特征、地理气候环境, 钻取的深浅等使用不同的钻进技艺, 以求实现高效钻探的目的。地质钻探本身是一项复杂的工程, 而复杂地质的钻探更是存在难度, 需要钻探队员在多种钻探技艺中进行分析比对, 在实践过程中不断总结, 最终确立一种行之有效的钻探方法, 攻克复杂地质钻探的难关, 为人们的能源需求提供更大的安全保障。

参考文献

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大兴煤矿地质构造复杂程度分析 第8篇

枣庄市大兴煤矿隶属山东泉兴矿业集团,矿井于1999年开工建设,2004年11月正式生产。矿井设计生产能力为30万吨/年,核定能力为45万吨/年。矿井煤系地层为二迭系山西组,主采煤层为2煤、3煤;煤层牌号为气煤、天然焦。

1 地层

矿井煤系地层基底为奥陶系石灰岩,属华北型含煤岩系,由本溪组、太原组、山西组、石盒子组构成。上覆地层为第三系、第四系。现由新到老简述如下:

1.1 第四系:

井田内揭露厚度一般多在15m左右,由土黄色耕植土、棕黄色至黄褐色砂质粘土、姜结石及底部砂砾或薄层灰色粘土组成。

1.2 第三系:

厚度约200m。第三系地层在井田北部大面积存在,呈角度不整合覆于上二叠系之上,向煤层埋藏深部(北西)方向加厚,反向至井田中部而尖灭。

1.3 二叠系:

最大残厚约在430m左右,由石盒子组及山西组组成。(1)石盒子组分上、下石盒子组,著名标志层A层铝土、中粗粒厚层状奎山石英砂岩等在本井田内均无明显沉积,上、下石盒子组难以区分,上段主要由黄、绿、灰、紫、红、杂色和深灰色泥岩,绿灰色粉、细粒砂岩、灰白色中粒砂岩及少量的粗砂岩组成。下段则杂色泥岩、砂泥岩层数较上段相对减少,颜色深度变浅或呈斑状,深灰及灰褐~灰黑色层相对增多。(2)山西组为华北型石炭、二叠系地层的主要含煤组段,由深灰色至灰黑色泥质岩、灰白色中、细粒砂岩、砂泥岩互层及煤2、煤3两层中厚煤层组成。山西组与下伏石炭统太原组整合接触,以太原组顶部一层含海百合茎、长身贝化石之黑色泥岩之顶面为界。

1.4 石炭系:

由太原组及本溪组组成。(1)太原组为典型的海陆交互相沉积,由灰至灰黑色泥质岩,灰至灰白色细、中粒砂岩、石灰岩和薄煤层组成。各层石灰岩中均含多少不等的腕足类、海百合茎、单体珊瑚及蜓类化石。(2)本溪组主要由灰~深灰色、杂色泥岩,薄~厚层石灰岩、G层铝土岩及奥陶系石灰岩风化侵蚀面上残余铁质泥岩(山西式铁矿)组成。含石灰岩四层(十二~十五),其中以第十四层灰岩较厚而稳定(约8.00m左右),为灰至灰白色,含白云质及白色燧石结核。G层铝土、山西式铁矿为本组之标志层。与奥陶系呈假整合接触。

1.5 奥陶系为煤系之基底,岩性为深灰色厚层致密质纯灰岩及豹皮灰岩,夹白云质灰岩组成。

顶部含珠角石化石,白云质灰岩中可见少许白色燧石,底部有一层角砾状灰岩与下奥陶统分界。

2 含煤地层

大兴煤矿的主要含煤岩系为山西组和太原组。

2.1 山西组:

为含煤地层中的主要含煤组。岩性以粗碎屑岩为主,砂岩的含量比例较高,其次为粉砂岩、砂质泥岩、杂色泥岩及煤层。在煤层附近的粉砂岩、砂质泥岩中常含有植物化石。本组含煤两层(2、3煤层),厚度大,层位稳定,为本井田的主要可采煤层,也是地层对比的重要标志层。(1)2煤层底板至石盒子组分界砂岩底界段厚约70m。本段地层主要由灰色、灰绿色中~细粒砂岩、深灰色粉砂岩、泥岩及杂色鲕状泥岩及煤层组成。底部含煤一层(2煤层,局部被岩浆岩侵蚀取代或变质为天然焦),厚1.37~4.88m,平均2.50m,为山西组的主要可采煤层之一。该段以细碎屑岩及泥岩为主,为海湾~三角洲平原相沉积。(2)3煤层底板砂岩至2煤层底板段一般厚约20m。主要由细粒砂岩、砂质泥岩、粉砂岩及煤层组成。该段以粗碎屑岩为主,含砂岩比例高,泥岩比例低。粒度变化规律不一,既有向上变细的,又有向上变粗的。砂岩中有大型交错层理,沙纹层理、粉砂岩中有水平层理。(3)山西组底界砂岩至3煤层底界段厚约16m。本段地层主要为细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩组成。泥岩及细屑岩极为发育。常有浑浊层理,底栖动物通道、生物干扰产生的变形层理和沙纹层理。砂岩中含有海绿石,分选性好。该段是三角洲前缘相~分流间湾沼泽相沉积。

2.2 太原组:

厚约180m。地层厚度稳定,沿走向、倾向岩性变化不大。由灰色、深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、石灰岩、煤层及灰色、灰绿色细、中粒砂岩组成。相旋回结构稳定,粒度韵律清晰,变化有一定的规律性,标志层多,物性特征明显,易于对比。(1)三下灰底至山西组底界段厚约44m,由泥岩、粉砂岩、细砂岩、石灰岩及煤层组成,含灰岩三层(二、三上、三下灰)。三上灰厚2.4m左右,三下灰厚3.2m左右,为灰色、深灰色生物碎屑灰岩,产海百合茎等动物化石,含燧石结核。厚度大,分布普遍,沿走向、倾向变化不大,层位稳定,是地层、煤层对比的重要标志层,为该区太原组上部最大的海侵产物,是浅水碳酸盐台地相沉积。二灰厚0~1.8m,为深灰色含泥质灰岩,层位及厚度较稳定,是地层对比的辅助标志层。(2)五灰底至三下灰底界段厚约17m,主要由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及石灰岩组成。夹灰岩一层(五灰),五灰厚度较大,厚3.10~8.80m,平均4.50m,分布普遍,层位稳定,为地层、煤层对比的主要标志层之一。该段多为泥岩,基本上为浅海~泻湖相沉积。(3)八下灰底至五灰底界段厚约45m。本段由泥岩、粉砂岩、细砂岩、石灰岩及煤层组成。夹薄层生物灰岩五层(六、七上、七下、八上、八下灰),其中六、八灰岩分布普遍,层位稳定,为地层、煤层对比的主要标志层。其它灰岩局部存在,横向变化大,仅可作为层段地层对比辅助标志层。泥岩的主要成份为高岭石、水云母,多为水平层理,有植物化石碎片。粉砂岩、细砂岩中呈砂泥互层层理,有泥质包裹体。本段主要是潮坪相、沙坝相沉积。(4)九灰底至八下灰底段厚约18m,由灰绿色细砂岩、砂质泥岩、薄层灰岩及煤层组成。底部九灰厚2.60~3.30m,平均3.00m,为生物碎屑微晶灰岩,厚度稳定,分布普遍,岩性特征明显,是地层对比的良好标志层。顶部发育局部可采的薄煤一层(14煤层)厚0.29~1.08m。(5)十下灰底至九灰底界段厚约34m。由灰色生物碎屑灰岩、灰色中砂岩、灰黑色泥岩、灰色、灰绿色细粒砂岩及煤层组成。含灰岩二层(十下、十上灰),十下灰岩厚4.30~8.47m,一般5.00m左右,含有丰富的生物碎屑化石及蜓科化石,层位稳定,为地层、煤层对比的重要标志层。十上灰岩厚度虽不超过1m,但层位稳定,可做为地层对比的辅助标志层。中上部以泥岩、细砂岩为主,顶部夹薄煤一层(15煤层),为不可采煤层,从岩性组合来看,该段沉积是一个完整的三角洲进积组合。十上、十下灰岩的沉积,代表海侵规模大持续时间长,形成厚度较大的碳酸盐沉积,是太原组下部最大的海侵期。(6)十二灰顶至十下灰底界段厚30m左右。以中砂岩、细砂岩、砂质泥岩、粉砂岩为主。含灰岩一层(十一灰),煤层二层(16、17煤层)。16煤层不稳定,为不可采煤层,17煤层厚0~1.03m为局部可采煤层。十一灰产大量蜓科化石,是地层对比的辅助标志层。该段是太原组的主要含煤层段,为浅海相至泥炭沼泽相沉积。

3 地质构造

大兴井田地处韩庄预测区与孝庄预测区南部狭长地带,东部以F4、F1-1断层与福兴煤矿为界,南部以F7断层与张山子矿相邻。

3.1 地层产状及褶曲:

井田内褶曲比较平缓,全井田范围内地层走向由东往西渐由近北北西向转为近东西向,仅在井田东部煤层底板等高线略有起伏,其次级褶曲对开拓布局影响不大。

3.2 井田内主要断层:

矿井主要有北东向、近东西向两组断层,其次为北西向断层。其中北东向断层最为发育,对矿井构造形态起到主要的控制作用。根据钻探、物探及巷道揭露,共发现落差30m以上的断层9条,其中正断层8条,逆断层1条。

3.3 井田内小断层:

截止目前,全井田巷道中共揭露断点38个,其中正断层36个,逆断层2个。其中落差小于或等于1m的断点13个,落差在1~3m的19个,落差在3~10m的4个,落差大于10m的断点2个。

从断层平面组合形态来看,小断层以北西向为主,其次为近南北向,断层一般延伸不远即尖灭。断层的发育与F1、F1-1有一定成因联系,有一些断层是F1或F1-1断层的派生支断层。本井田东部南端属几组断层相互切割的部位,小断层也相应发育。在各巷道接近揭露F1-1断层时,均出现小断层增加,地层挠曲、煤层突然消失等现象,有时候小断层呈阶梯状,小断层对工作面开拓影响较大。F1断层以北,F4断层与F逆2断层之间,没有大的断层,小断层相应不发育,有利于长壁工作面的布置。

4 岩浆岩

本井田岩浆活动现象较为普遍,西南部的96-10水、96-13水、96-18三个钻孔中和北部的96-8号钻孔中发现有岩浆岩侵入体。本矿井东翼运输大巷2、3煤层层位均揭露岩浆岩。22采区2煤层多被岩浆岩侵蚀。井田内的岩浆岩,主要是沿近南北和东西向的各条断裂,以岩株或岩墙形式上升侵入到各煤层。

井田内岩浆岩主要为石英闪长岩和石英闪长玢岩:根据滕县煤田同位素年龄测定结果,闪长玢岩同位素年龄值为1.14亿年。此岩浆侵入体的年代应属早白垩世中期,属燕山运动的产物。

5 岩溶陷落柱

大兴井田的煤系基底是巨厚的奥陶系石灰岩,裂隙岩溶均较发育,具备形成陷落柱的地质条件。目前矿井尚未揭露陷落柱。但周边煤矿已有陷落柱揭露,在周边煤矿已揭露的陷落柱中,绝大多数陷落柱内破碎岩块以砂岩、泥岩和灰岩为主,充填较好,边缘部位有方解石脉或方解石晶族发育,有渗水现象。由此可见,由于陷落柱内岩石破碎,具有相对较好的渗透性,较低的岩石力学强度,是奥灰水向上运动的良好通道,它可沟通开采煤层与奥灰含水层的水力联系,当井巷揭露陷落柱时易引起奥灰水进入采场,使矿井涌水量猛增,严重时可造成淹井事故。

6 结论

根据大兴井田内的地质构造复杂程度分析,依据《矿井地质规程》具体划分标准:大兴矿总体构造复杂程度属中等类型。

对井田地质构造的详细分析及类型划分,为矿井开拓设计、生产提供准确可靠的地质资料,保证矿井生产的正常进行,同时还可以减少资源损失,有效提高矿井资源回收率,延长矿井服务年限。

参考文献

[1]李淅龙.煤矿井下反射地震勘探技术初步研究与应用[D].西安科技大学,2010.

[2]周维刚.煤田地质构造复杂程度及储量的分类[J].科技风,2010,(01).

复杂的地质条件下综采技术 第9篇

该工作面位于东一下山采区, 东起东三九煤下山, 西至东一皮带下山, 南邻9109采空区, 北为九煤未采区, 该面总体处于东一宽缓向斜部位, 上覆七煤7109、7111采空区。切眼向西450m范围内倾角较缓, 其间运输机道掘进时揭露一走向100m变薄带, 西部借运输上山附近有一走向NE, 宽25~40m的伪顶泥岩发育区, 厚2.8m, 斜交借运输上山, 工作面中西部有一平行于运输机巷走向400m长顶板老峒。

2 采煤工艺

工作面安装支架95台, 支架中心距1.5m, 推移步距600mm, 工作阻力3118KN, 采用国产无链牵引MG250/575-W型采煤机, 工作面设计采高3.3m, 架前铺设一部SGZ-764/400型铸造刮板运输机, 倾角较缓地段双向割煤, 倾角较大的地方采用上端头斜切进刀, 下行割煤, 上行返刀, 扫底煤。

3 综采技术

3.1 过变薄带

(1) 在距变薄带两端向内5m处沿顶板分别掘两条探巷, 探巷从工作面运输机道开窝, 平行于工作面的推进方向, 高2.2m, 宽3.0m, 探明变薄带情况后, 掘一平行于运输机道的联络巷与探巷贯通高2.2m, 宽4.0m, 作为抬高运输机道, 距外面探巷20m处, 掘一联络巷与抬高运输机道贯通。

(2) 工作面推进至距里面探巷10m时, 自抬高运输机道上方5架向下开始铺网上绳, 5.0m1.2m金属网, 600mm一根直径21.5mm钢丝绳, 同时对外面探巷进行扩刷, 锚梁网加锚索联合支护, 作为切眼安装支架, 并在抬高运输机道上帮掘一绞车窝, 安装两台40T回柱机, 用做拉支架。

(3) 当工作面揭露里面探巷后, 巷道内铺网、上绳、补打锚索, 锚索按2.0m2.0m布置, 缩工作面运输机机头至抬高运输机道, 抬高运输机道铺设两部40T刮板运输机, 联络巷铺设一部40T刮板运输机继续回采, 下行拆除下部运输机、支架, 安装至外面探巷。

(4) 在抬高运输机道顶板划中线, 控制支架、运输机头与中线的相对位置, 工作面推至外探巷时, 工作面对接。

3.2 带小面回采

(1) 工作面倾角大, 两巷变化不同步, 导致工作面不等长, 相差12m, 此处影响生产能力的发挥, 因此将运输机延至上端头, 煤机割煤, 采高2.3m。

(2) 2.5m单体液压支柱配采用“Л”型3.6m长钢梁、HDJB-1200型金属铰接顶梁支护, 一棚6根枇子, 长钢梁与金属铰接顶梁配对使用, 间距300mm, 对与对间距700mm, 第一对与95#架间距不大于300mm。

(3) 每割煤一刀窜一次长钢梁, 迈步600mmm, 当长钢梁与铰接顶梁错距达1.2m时, 铰接顶梁前挂铰接顶梁, 最大控顶距4.8m, 最小控顶距3.6m, 放顶步距1.2m, 切顶线内侧扶一排首尾相接的倾斜架棚增加支护强度及稳定性。

3.3 过伪顶区、过借运输上山

(1) 借运输上山斜交工作面, 与两道贯通, 是掘材料道时的出煤系统, 掘进时, 巷道中部伪顶破碎、冒落。后期回采时, 工作面下部先揭露伪顶, 后揭露借运输上山, 伪顶区逐步上移, 工作面上山回采, 角度达13度。

(2) 过伪顶时逮顶煤, 厚度为0.5m~1.0m, 铺1.2m5.0m菱形金属网, 每2.0m上绳一根, , 根据伪顶斜交方向, 每割煤一刀逮顶煤范围向上移一架, 下部上挑顶煤上爬跟顶一架。

(3) 借运输上山破伪顶处, 打木垛加强支护, 木垛下铺金属网, 当工作面推进到此处时, 与工作面铺的网连接, 该处作为顶板老峒进行管理, 把握该处上爬角度, 保证支架支撑老峒内木垛, 下方在伪顶结束时迅速上爬, 过老峒时跟顶回采。

(4) 斜交借运输上山的三角处及工作面伪顶逮顶煤处三角处, 提前用长3.0m的园木为梁, DZ系列单体液压支柱作腿做超前, 一架两棚, 防止此处冒顶。由于工作面仰采, 正常回采时, 每循环必须抬刀, 控制采高。

(5) 加强防灭火工作, 定期查火, 防止老塘漏风。

3.4 缩面

后期工作面斜长为138m, 工作面切眼内安装支架95台, 而材料道沿空掘巷, 上帮无法带小面回采, 必须拆除支架, 材料道压力大, 巷道变形严重, 拆除支架无法运输, 因此采取下端头缩面技术, 一次拆除一台支架。调工作面机尾呈伪下山, 从上向下推移运输机, 让运输机机头、下端头支架下滑至运输机道, 拆除运输机溜槽, 缩机头, 清理巷道, 保证巷道高度, 顶板补打起吊锚索, 然后拆除支架。解体、装车。由于伪下山回采, 导致机头、支架继续下滑, 继续拆除支架, 直至支架符合工作面斜长要求, 调运输机头, 保持正常推进方向回采。

3.5 过顶板老峒

该老峒是上工作面的放水巷, 由于老峒是走向方向, 如果采用木垛对老峒加强支护, 将消耗大量木料, 因此采用人工制造假顶技术过该走向顶板老峒。

(1) 调节好工作面推进方向, 班班移架时调整支架, 确保工作面固定两台支架正对顶板老峒。

(2) 加工两个“井”字型木垛, 木垛料规格为:200mm140mm1000mm和200mm140mm2000mm, 木垛料距两端头250mm处钻Φ20孔, 长为2000mm和1000mm的料分别沿走向和倾斜方向布置, 用四条Φ20mm1400mm螺栓, 使木垛成为整体。

(3) 将两个木垛置于老峒口两台支架顶梁上, 每台支架用两套拉钩、Φ21.5mm钢丝绳、Φ22mm圆宝卡, 形成人工假顶, 随着支架移动而移动。

4 结论

复杂地质结构 第10篇

关键词：复杂地形;岩土工程;勘察;红粘土

复杂的地形给岩土勘察工作带来了很多的难题，一旦岩土工程勘察的结果出现较大的误差就会对整个工程造成极大的影响。所以寻找在复杂地形条件下进行岩土工程勘察的有效方法，改善勘察技术，制定合理的勘察方案成为了岩土工程勘察的重中之重。下面就以红粘土地质队条件为例，对于岩土工程勘察工作中面临的问题和应该采取的解决措施进行阐述。

1复杂地形地质条件下岩土工程勘察工作中存在的难题

红粘土是我国一种比较常见的特殊土质，这种土质条件主要集中在气候湿热的地区。红粘土是碳酸盐类岩石或者是富铁岩石在风化作用下所形成的，这种土质的孔隙较大，天然含水量也接近塑限，呈硬塑状态，压缩性较小。红粘土的特殊构造决定了它的性质也比较独特。第一，红粘土的厚度变化很大;第二，由于红粘土地质在发育的过程中形成了较多的网状隙，这些网状隙使土层整体性降低，地下水可以在土层中活动，使土体强度降低。同时，红粘土地质在水平以及垂直方向上的强度具有很大差异，极易发生胀缩灾害。此外，红粘土越往下土质越松软，发生塌陷的可能也较大。因此，在实际进行红粘土地质条件下的岩土勘察时面临着很多的问题。

1.1复杂地质条件下岩土工程勘察工作野外勘探中的难题

在岩土工程勘察工作中，野外勘察是一个非常重要的环节，在复杂的地形条件下岩土工程勘察工作更加繁重，时间要求更加紧迫，同时也有着更加关键的作用。所以在进行复杂地质条件的岩土工程的野外勘探工作时要严格的制定出合理科学的勘察计划和方案，保证野外勘察工作合理有序的进行。由于红粘土土质的特殊性，所以在野外的岩土勘察过程中要面临更大的困难，勘察方案的选择，勘察人员的配置都会影响野外勘察的效果。

1.1.1复杂的地形下，野外勘察工作者要严格按照要求增加勘探点的数量

对于复杂的地质条件，勘探人员一定要严格的按照科学的规定增加勘探点位的数量，而不能因为工期时间紧迫或者其他的经济性因素而坚持使用原来制定的勘探的方案和方法，如果不按照科学的方法进行勘测就会带来较大的测量误差，给建筑施工带来重大的损失，甚至给建筑带来安全隐患。

1.1.2勘测过程一定要按照行业规范进行。

在进行野外勘测的过程中，各种测量方式都有一定的规则，原位测试时一定要严格的遵守这些规范，避免错误的产生。以往在实际进行野外勘测时，很多技术人员都会为了节省时间简化测量步骤，从而让勘测过程中出现了很多本不该出现的误差，例如在进行静力触探时，按照相关的规定应该深调零，但是很多的施工人员都忽略了这一问题，不能严格的按照规定来进行测量勘察，使勘测得到的数据出现较大的误差，这种误差在气候比较恶劣的冬天会更加的明显。

1.1.3各勘测小组缺乏沟通交流给野外勘察工作带来诸多不便

在一些较大的建筑工程进行野外勘察工作时，一般采用分作测量的勘察模式，这种模式具有效率高，节省时间的特点，但是由于各小组的勘察工作相对独立，相互之间沟通较少，在勘察后期对测量数据进行汇编整理时就很难进行统一，使后续工作很难开展。

1.1.4地下水位测量和地下水取样测试中存在的问题

在进行野外勘察时，对于地下水位的测定和对于地下水的抽样测试工作非常的关键，尤其是在红粘土土质条件下，地下水在土层中的活动更加活跃，对地基的影响也更大，所以应该更加注意地下水位的测量。但是勘测人员在进行实际的测量时会出现忽略地下水滋出和抽水井等问题，使得测量结果精度不够，给接下来的建筑施工工作带来极大的麻烦。

1.2岩土工程分析评价中存在的问题

在岩土工程勘察工作进行时要对岩土工程进行正确的评价和分析，这项工作可以帮助完善建筑施工方案，排除施工隐患使施工更加的科学合理。但是，在实际进行勘察时，大部分施工单位对于这个环节不能引起足够的重视，从而给建筑施工工程带来重大的损失。岩土工程分析评价主要可以从三个方面进行。第一：地震效应问题;第二：地基均匀性的评价;第三：地基承载力的测定和基本方案的选择。

1.2.1地震效应问题

近些年来地震频发，所以在进行岩土工程勘察时一定要更加细致的考虑地震效应问题。对于一些比较重要的工程，地层剪切波速测试是十分的必要的，但是经常出现一些勘测单位根据地区经验来施工，选择性的忽略了这一关键性的步骤，使工程的抗震造价大大提高。

1.2.2勘察工作中对于地基均匀性的评价与分析

在地基均匀性评价方面，高层建筑依据《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72一90进行，而一般建筑则按照GB50021-2001的规定要求进行[1]。这种不合理的评价与分析的做法会给地基均匀性的分析工作带来巨大的影响。

1.2.3勘察工作中对于地基承载值的判定和基本方案的选择中存在的问题

随着勘察技术的不断的发展，原本使用的查表确定地基承载力的方法已经被废弃不用，但是依旧有很多的勘察单位沿用原有的方法。这就很容易造成因为缺乏经验没有办法建立起完整的体系，来对地基承载值进行准确判定的问题，从而使勘察工作出现较大的误差。

2复杂地形条件下进行岩土工程勘探的辅助措施

在进行复杂地形地质条件的岩土工程勘察工作时，可以采取很多的措施来降低勘察的难度，比如说利用先进的测量技术。

2.1 建立室内施工场地模拟环境，进行科学有效分析

由于很多的施工现场地理条件太过复杂，不能够实地进行测量，这种情况下就可以借助建立室内模拟环境，在室内对施工场地进行分析的方法进行勘察。室内模拟环境要结合环境的特有性质，做到尽可能的完全模拟，对于可能出现的岩土工程问题进行科学合理的分析与假设，从而达到判定岩土相关指标的目的。这种方法可以有效降低实际勘察过程中的难度，同时还能够保证测量人员的人身安全。

2.2原位测量试验

原位测量实验中可以采用原装的液压经历触探探头完成静力触探试验的测量工作，并将采集的信息在电脑上进行分析、整理[2]。贯入试验中可以采用标准落锤自由落体的方法进行试验，但是这个过程中一定要严格做好试验前的清孔工作。此外，原位测试试验中除了上述介绍的方法外还可以采用动力触探的方法，这种方法能够很好的辅助完成风化基岩物理力学指标的目的。

结语：

在岩土工程勘察工作进行的过程中，对于复杂地形地质条件的勘察是不可避免的，但是在这个过程中会出现各种各样的问题给勘察工作带来许多不便，同时也使得勘察得出的数据与真实情况存在一定的出入和误差，所以在今后的勘察工作中，各勘察单位一定要不断地总结工作经验，完善勘察环节并且结合先进的勘察技术和勘察设备，让勘察工作能够更加科学合理的进行。

参考文献：

[1]雷晓莉.关于复杂地形地质条件下的岩土工程勘察的若干思考[J].现代建设.2013，12（10）.

复杂地质构造煤层坑道透视探测研究 第11篇

1 坑透仪基本原理

无线电波坑道透视仪是用来探测顺煤层两煤巷、两钻孔或煤巷与钻孔之间的各种地质构造异常体。探测时发射机与接收机分别位于不同巷道或钻孔中,同时进行等距离移动,逐点发射和接收;或发射机在一定时间内相对固定位置,接收机在一定范围内逐点接收其场强值。其原理见图1。

交替成层的含煤地层是非均匀介质,电磁波在含煤地层中传播可分解为垂直层理和平行层理方向,在垂直层理方向是非均匀介质,在同一煤层一定范围内平行层理方向上可近似认为是均匀的。电磁

波透视是在顺煤层的两巷道或两钻孔中进行。假设辐射源(天线轴)中点O为原点,在近似均匀、各项同性煤层中,观测点P到O点的距离为r,P点的电磁波场强度HP由下式表示:

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式中 H0在一定的发射功率下,天线周围煤层的初始场强,A/m;

β煤层对电磁波的吸收系数;

rP点到O点的直线距离,m;

f(θ)方向性因子,θ是偶极子轴与观测点方向的夹角,一般用f(θ)=sin θ来计算。

煤层中断裂构造的界面,构造引起的煤层破碎带、煤层破坏软分层带,以及富含水低电阻率带等都能对电磁波产生折射、反射和吸收,造成电磁波能量的损耗,接收到的电磁波能量就会明显减弱,会形成透视阴影。矿井电磁波透视技术是根据电磁波在煤层中的传播特性而研制的一种收、发电磁波的仪器和资料处理系统。

2 高瓦斯低透气性突出煤层探测

由于瓦斯突出煤体和非突出煤体之间的电性差异明显,不同破坏类型煤体组合的无线电波相应具有规律性,这为无线电波坑透仪对瓦斯探测提供了物性前提[2]。贵州水城矿业集团中岭煤矿高瓦斯煤层透气性差,瓦斯抽放近3个月效果不明显,瓦斯含量还是比较高。为摸清瓦斯地质情况以及瓦斯赋存区域,对高瓦斯低透气性突出煤层进行了探测,以指导煤矿对瓦斯灾害的防治。

2.1 测点布置

中岭煤矿地质环境条件复杂,评估级别被确定为一级。探测的12013工作面属高瓦斯、透气性差的煤层。煤层厚度平均1.7 m,倾角17°,煤坚硬,夹矸少,含硫高。顶、底板为泥岩。

12013工作面宽度约为210 m,为确保仪器的穿透距离及探测精度,天线频率选用穿透距离相对较大而精度较高的0.5 MHz。

探测方法采用分辨率较高的定点扫描法。布置测点前须对工作面有一定了解,如工作面的位置和平面形状、掘进中揭露的构造、煤层厚薄变化、瓦斯和含水等情况,以及对探测工作有影响的管路、电缆、较大开关等进行记录,以备对处理结果进行分析时参阅。布置接收测点间距为10 m,发射点间距为50 m。

2.2 探测成果分析

经过计算机数据处理,把场强衰减异常取为-15 dB,可以圈定3处较为集中的异常区,编号分别为1号、2号和3号异常区,如图2所示。上部边界为12013工作面回风巷,下部边界为12013运输巷,以上部边界起始点为原点,下部边界与之对应。异常区的范围见图2中粗线部分。

1号异常区:位于回风巷坐标700~800 m,运输巷坐标710~800 m,该异常区相对整个工作面而言为衰减较大的一个区域,接收值较小。

2号异常区:位于回风巷坐标0~100 m,运输巷坐标20~90 m,该异常区局部衰减较大,异常相对比较集中,接收值较小。

3号异常区:位于回风巷坐标400~500 m,运输巷420~510 m,该异常区衰减较前2个异常区稍小,但异常区域仍相对较集中,接收值起伏不定,变化较大。

结合地质资料分析,在1号异常区存在断层而导致异常;在2号异常区存在煤岩分界面而导致异常;在3号异常区位置,人工放炮而形成小的空洞,故造成了异常区域。

从地质资料分析,这3个异常区基本都是地质构造异常区,直接给瓦斯防治划分了五大区域(探测异常区3个,非异常区2个)。工作面回采通过此处时,要加强监测监控,加强瓦斯参数观测等。

3 复杂水文地质构造煤层探测

3.1 测点布置

刘河煤矿位于黄淮冲积平原中部,地势平坦,海拔32~36 m,相对高差1~4 m,区内第四系全新统亚砂土夹黏土广泛分布,松散沉积物厚度稳定,区内地貌类型属堆积地形。地面有村庄,省域、县域公路以及季节性沟渠。11051工作面为一刚贯通的工作面,工作面内已揭露3条断层,构造复杂。

11051工作面宽度约为120 m,天线频率选用穿透距离相对较大而精度较高的0.5 MHz。探测方法采用分辨率较高的定点扫描法。11051工作面共布置84个测点,16个发射点。

3.2 探测成果分析

经过计算机数据处理,把场强衰减异常取为-15 dB,可以圈定8处较为集中的异常区,编号分别为18号异常区。起始点位置为100 m,如图3所示左侧。上部边界为11051工作面运输巷,测点编号从右往左:600 642;下部边界为11051风巷,测点编号从右往左:100142。异常区的范围见图3中粗线部分。

1号异常区:位于风巷测点135140,运输巷635 640,该异常区相对整个工作面而言为衰减较大的一个区域,接收值较小,场强衰减最大达-40 dB,推断为断层异常带,断距小于2 m。

2号异常区:位于风巷测点129134,运输巷630 635,该异常区整体衰减较大,异常相对比较集中,接收值较小。场强衰减最大达-40 dB,推断为断层异常带,断距小于2 m。

3号异常区:位于风巷测点126128,运输巷629 630,场强衰减最大达-30 dB。

4号异常区:位于风巷测点123125,运输巷624 626,场强衰减最大达-40 dB。

5号异常区:位于风巷测点118120,运输巷621 624,场强衰减最大达-35 dB。

6号异常区:位于风巷测点114116,运输巷618 620,场强衰减最大达-30 dB,推断为断层异常带,断距1~2 m。

7号异常区:位于风巷测点105110,运输巷603 605,该异常区局部衰减相对较大,异常相对集中,接收值相对较小。场强衰减最大达-35 dB,推断为断层异常带,断距0~5 m。

8号异常区:位于风巷测点100105,运输巷600 601,该异常区局部衰减相对较大,异常相对集中,接收值较小。场强衰减最大达-40 dB,推断为断层异常带。

4 结论

1) 由于煤层中断裂构造的界面能对电磁波产生折射、反射和吸收,造成电磁波能量的损耗,因此地质结构的异常会造成无线电波坑透的异常区域。对高瓦斯低透气性煤层地质情况进行了无线电波坑透探测研究,研究结果对煤层瓦斯防治地带划分了五大区域,指导了矿井安全生产。

2) 利用坑透资料圈划出的水文地质构造异常分布区的位置,经回采实践验证较为可靠。

3) 利用坑透探测复杂地质灾害时,要注意异常区的保留与取舍,结合地质资料详尽分析,切忌人为扩大或缩小坑透异常区域。对于某一矿井而言,可以对多个工作面坑透资料进行经验总结与分析,大大提高坑透资料解释的精度,从而提高矿井地质灾害危险性预测的可靠性。

4) CT成像资料改进。在传统坑透资料基础上,加入了Sufer软件对数据进行处理并成图,较好地解决了成图效果不明显、异常区域人工画图等问题。经验证该处理方法可取,与实际相符。

摘要：为了准确探测煤层工作面的瓦斯地质构造及复杂水文地质构造煤层等情况,基于矿井无线电波透视煤层理论,探讨了无线电波坑透仪探测复杂地质构造的可行性。通过探测划分了灾害异常区,合理指导了煤矿灾害防治的设计与规划,为类似煤矿的地质灾害防治提供了经验。

关键词：复杂地质构造,无线电波,坑道透视,突出煤层

参考文献

[1]刘加利.坑透技术在复杂地质条件下的应用[J].河北煤炭,2005(4):39-40.