检索结果-内蒙古大学图书馆

能源与环保 2023年第9期45卷 126-133页

作者：代凤强刘军韩有龙李春旭苏可王程中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710054 国家能源集团乌海能源有限责任公司平沟煤矿内蒙古乌海016000

为了探查验证平沟煤矿一盘区三维地震勘探成果圈定的疑似岩溶陷落柱的赋存性和富水性,根据地面钻探探查分析疑似岩溶陷落柱赋存性,创新采用钻孔瞬变电磁法探查验证技术。提出了钻孔瞬变电磁探测分析、钻井液漏失量变化分析、相邻钻孔岩... 详细信息

为了探查验证平沟煤矿一盘区三维地震勘探成果圈定的疑似岩溶陷落柱的赋存性和富水性,根据地面钻探探查分析疑似岩溶陷落柱赋存性,创新采用钻孔瞬变电磁法探查验证技术。提出了钻孔瞬变电磁探测分析、钻井液漏失量变化分析、相邻钻孔岩心柱状对比分析、区域岩溶发育规律及岩溶陷落柱发育特征的岩溶陷落柱判识分析技术。通过钻孔瞬变电磁成果分析以钻孔为中心径向30 m和两孔间60 m范围内岩层视电阻率变化情况,进而探查和验证钻孔附近岩溶陷落柱赋存性及富水性等特征。该方法可扩大钻孔探测范围,弥补钻孔“一孔之见”的劣势。

关键词：陷落柱地面钻探钻孔瞬变电磁法综合判识

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基于钻孔瞬变电磁法的断层富水性三维空间探测

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能源与环保 2021年第6期43卷 70-74页

作者：陈强杨建华韦华邢修举兖州煤业股份有限公司济宁三号井煤矿山东济宁272000 中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

断层是导通含水层的主要通道,在煤矿生产过程中采用物探、钻探等手段提前查明断层富水性是非常必要的工作。针对该问题,通过在探查钻孔中采用钻孔瞬变电磁法三分量探测技术,通过理论数值模拟和在济宁三号煤矿应用表明,钻孔瞬变电磁法三... 详细信息

断层是导通含水层的主要通道,在煤矿生产过程中采用物探、钻探等手段提前查明断层富水性是非常必要的工作。针对该问题,通过在探查钻孔中采用钻孔瞬变电磁法三分量探测技术,通过理论数值模拟和在济宁三号煤矿应用表明,钻孔瞬变电磁法三分量中的X、Y分量响应形态的“S”形态和反“S”形态以及Z分量的单峰形态,可以判断出异常在钻孔周围的空间展布范围,孔中噪声水平更低、探测半径可以达到32 m,探测结果对异常地质体的划分更加精细,通过三维空间成图判别了异常体主要来自煤层顶板,指导了矿方后续该区域的防治水工作,证明了该方法的有效性,同时为煤矿巷道掘进和工作面回采前的地质预报提供了新的技术手段。

关键词：钻孔瞬变电磁法数值模拟断层三分量

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钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法

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煤炭学报 2024年第1期49卷 616-627页

作者：程久龙姜成麟李垚白仁喜中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国石油集团测井有限公司地质研究院陕西西安710077 国家能源集团陕西神延煤炭公司陕西榆林719000

利用掘进巷道超前探水钻孔进行钻孔瞬变电磁法探测钻孔孔壁外围远距离含水体,避免了常规测井方法仅能探测钻孔孔壁岩层的“一孔之见”。目前钻孔瞬变电磁法受全空间效应的影响,接收到的单分量响应不能判别异常体方位;多分量响应可以近... 详细信息

利用掘进巷道超前探水钻孔进行钻孔瞬变电磁法探测钻孔孔壁外围远距离含水体,避免了常规测井方法仅能探测钻孔孔壁岩层的“一孔之见”。目前钻孔瞬变电磁法受全空间效应的影响,接收到的单分量响应不能判别异常体方位;多分量响应可以近似判断异常体的大致方位,但难以通过成像等直观有效的方法对其进行精确定位。基于钻孔瞬变电磁法和方位电磁波测井相关理论,提出了钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法,采用方位线圈作为探测装置,减小线圈互感,增强钻孔瞬变电磁法的探测效果。同时,通过改变线圈旋转角,对钻孔孔壁进行360°扫描,形成钻孔径向全方位探测,旨在对钻孔孔壁外围岩体中的低阻体进行精确定位。首先推导方位线圈的互感解析表达式,探讨方位角对方位线圈互感的影响,通过数值计算确定最佳方位角取值。分别建立均匀介质和含低阻异常体的钻孔全空间三维地质-地球物理模型进行瞬变电磁场数值模拟,分析方位线圈的瞬变电磁法扫描探测多分量响应特征,总结方位线圈扫描探测瞬变电磁响应规律,确定了钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法,即通过钻孔轴向和径向的瞬变电磁响应特征判别钻孔孔壁外围岩体中低阻异常体的位置。最后建立含2个低阻体的地质-地球物理模型,采用最佳方位角的方位线圈进行数值实验,验证了该方法能有效地判别低阻异常体的方位。研究表明:钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测结果可以较好地反映钻孔径向外围岩体中低阻异常体引起的瞬变电磁场异常,全空间视电阻率成像结果分辨率较高。依据钻孔轴向和径向的瞬变电磁响应特征,钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法对钻孔孔壁外围岩体中的低阻异常体具有较高的分辨率及定位精度。研究结果可以为钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法的实际应用提供理论依据。

关键词：钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测数值模拟定位

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钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测数值模拟

钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测数值模拟

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2023年中国地球科学联合学术年会

作者：程久龙姜成麟李垚梁沛元中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院

针对一般钻孔瞬变电磁法能通过多分量响应近似判断异常体的大致方位,但难以通过成像等直观有效的手段对其进行精确定位的问题,提出钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法。建立含低阻异常体的钻孔全空间三维地质-地球物理模型,采用数... 详细信息

针对一般钻孔瞬变电磁法能通过多分量响应近似判断异常体的大致方位,但难以通过成像等直观有效的手段对其进行精确定位的问题,提出钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法。建立含低阻异常体的钻孔全空间三维地质-地球物理模型,采用数值模拟方法总结方位线圈扫描探测瞬变电磁响应规律。研究表明:依据钻孔轴向和径向的瞬变电磁响应特征,钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法对钻孔孔壁外围岩体中的低阻异常体具有较高的分辨率及定位精度。

关键词：钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测数值模拟定位

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基于聚类的煤矿井下钻孔瞬变电磁异常响应边界成像方法

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煤田地质与勘探 2022年第7期50卷 63-69页

作者：范涛李萍张幼振赵睿房哲樊依林刘磊王程李宇腾中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 陕西省重点科技创新团队(地球物理探测技术与装备创新团队) 陕西西安710077 煤炭行业工程研究中心(物探技术与装备) 陕西西安710077

为了提高煤矿井下钻孔瞬变电磁反演成像结果中的异常响应边界识别和解译能力,完成掘进工作面前方隐伏水害精准刻画、隐蔽致灾因素精细分析等地球物理解释,提出应用无监督机器学习中的聚类方法分析钻孔瞬变电磁处理成果。根据电阻率数值... 详细信息

为了提高煤矿井下钻孔瞬变电磁反演成像结果中的异常响应边界识别和解译能力,完成掘进工作面前方隐伏水害精准刻画、隐蔽致灾因素精细分析等地球物理解释,提出应用无监督机器学习中的聚类方法分析钻孔瞬变电磁处理成果。根据电阻率数值分布特征和2种聚类方法的特点,选择K-Means聚类算法对电阻率成像结果进行聚合分类;在聚类计算过程中,应用最远距离原则确定类簇的初始质心,选用欧氏距离作为距离计算方法,采用基于组内平方误差和的肘部法则确定聚类数目。针对掘进工作面前方的隐伏水害,分别采用三维数值模拟和井下现场应用实例进行了实用性和有效性验证。研究结果表明:该方法可自动识别最佳类簇数目,对电阻率实现准确聚类,聚类成像结果能改善原始成像模型的光滑过渡问题,突出异常响应边界,清晰显示异常响应形状和位置,有效帮助对钻孔瞬变电磁超前探测反演结果中的隐蔽致灾水体进行识别和归类。

关键词：钻孔瞬变电磁法 K-Means聚类异常体边界组内平方误差和肘部法则超前探测

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钻孔瞬变电磁方法探测越界开采采空区的应用

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煤田地质与勘探 2022年第1期50卷 20-24页

作者：范涛李萍赵兆李巍赵睿张鹏姚伟华李宇腾房哲中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 陕西省重点科技创新团队(地球物理探测技术与装备创新团队) 陕西西安710077 煤炭行业工程研究中心(物探技术与装备) 陕西西安710077

煤矿井下越界开采扰乱煤炭资源开发秩序,同时存在巨大的安全隐患,准确探测越界开采采空区及其边界对安全采掘极为重要。常规的矿井瞬变电磁探测方法容易受到巷道中的金属和电磁信号干扰,探测精度有限,难以满足采空区边界精准解释的需求... 详细信息

煤矿井下越界开采扰乱煤炭资源开发秩序,同时存在巨大的安全隐患,准确探测越界开采采空区及其边界对安全采掘极为重要。常规的矿井瞬变电磁探测方法容易受到巷道中的金属和电磁信号干扰,探测精度有限,难以满足采空区边界精准解释的需求。为了解决这一问题,提出一种钻孔中收发信号的钻孔瞬变电磁方法和施工工艺,利用其远离巷道和靠近异常体的特点,提高异常信号在实测数据中的占比;并研究可行域约束的OCCAM反演算法,进一步减小体积效应影响,实现了对越界开采采空区的电阻率精细成像。结合山西某煤矿的工程实践,对该方法精准探测邻矿越界开采采空区规模、性质的实用性和有效性进行了检验。结果表明,钻孔瞬变电磁方法是矿井地球物理技术与钻探工艺技术的高效结合和有益补充,基于可行域约束的OCCAM反演算法能够有效应用于越界开采采空区的边界精确成像解释。

关键词：钻孔瞬变电磁法越界开采采空区边界 OCCAM反演可行域约束

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钻孔瞬变电磁拟地震反演方法在露天煤矿采空区精细探测中的应用

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地球科学与环境学报 2020年第6期42卷 759-766页

作者：范涛李鸿泰郭建磊李博凡赵睿王冰纯姚伟华李宇腾刘磊中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 长安大学地球物理场多参数综合模拟实验室(中国地球物理学会重点实验室) 陕西西安710054 四川省地质矿产勘查开发局物探队四川成都610072

露天开采煤矿地下存在大量小煤窑采空区,严重威胁煤矿生产安全和人员生命安全。受露天煤矿地表工作环境影响,常规物探手段探测采空区精度较差,而钻孔瞬变电磁探测是一种精度较高的探测方法,属于一种动源动接收的工作方法。为提高资料处... 详细信息

露天开采煤矿地下存在大量小煤窑采空区,严重威胁煤矿生产安全和人员生命安全。受露天煤矿地表工作环境影响,常规物探手段探测采空区精度较差,而钻孔瞬变电磁探测是一种精度较高的探测方法,属于一种动源动接收的工作方法。为提高资料处理精度,应用滑动时窗波场反变换算法对数据进行高精度波场转换,采用共轭梯度法研究了针对瞬变电磁虚拟波场数据的拟声波介质全波形反演算法,实现了钻孔瞬变电磁数据的拟地震反演,计算了三维数值模型数据的反演结果,并对钻孔径向的小规模低阻异常体取得了良好的成像效果。结合山西朔州地区某露天煤矿的工程实践,对该方法精细探测积水采空巷道形态、性质和规模的实用性和有效性进行了检验。结果表明:钻孔瞬变电磁探测方法是矿井物探与钻探的有机结合与相互补充,拟地震反演方法能够有效应用于露天煤矿采空区的精细解释。

关键词：露天煤矿钻孔瞬变电磁法波场反变换全波形反演共轭梯度法拟地震反演三维数值模拟采空区

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基于聚类算法的钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法

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地球科学与环境学报 2021年第2期43卷 343-355页

作者：范涛李鸿泰刘磊赵睿李博凡郭建磊李宇腾中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 长安大学地球物理场多参数综合模拟实验室(中国地球物理学会重点实验室) 陕西西安710054 四川省地质矿产勘查开发局物探队四川成都610072

煤矿井下地球物理水害超前探测要求探测点20 m范围内不得有积水和金属物体,传统电磁法超前探测技术已不能满足要求,钻孔瞬变电磁法通过将收发装置送入掘进工作面前方的钻孔中进行探测,既远离了巷道中的各种干扰,又提高了隐蔽致灾水体的... 详细信息

煤矿井下地球物理水害超前探测要求探测点20 m范围内不得有积水和金属物体,传统电磁法超前探测技术已不能满足要求,钻孔瞬变电磁法通过将收发装置送入掘进工作面前方的钻孔中进行探测,既远离了巷道中的各种干扰,又提高了隐蔽致灾水体的探测精度。为解决该方法对钻孔径向异常体的准确定位解释难题,通过三维正演总结了其水平分量异常响应特征,提出了异常体象限确定准则,研究了根据水平分量幅值和异常象限综合求取异常体工具面角的计算方法。将由垂直分量计算得到的每一个视电阻率视为独立异常体,基于K-means聚类算法对相应的水平分量异常曲线特征值进行二分类,实现了全数据集的视电阻率象限自动划分,结合异常工具面角算法研究得出钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法。最后计算了三维数值模型的立体成像结果,对钻孔径向的小规模低阻异常体取得了良好效果。结果表明:基于K-means聚类算法的钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法是地球物理与机器学习的有机结合,该方法能够为井下掘进工作面隐伏水害超前探测精细解释提供技术支撑。

关键词：钻孔瞬变电磁法立体成像 K-means聚类算法水平分量超前探测视电阻率数值模拟机器学习

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钻孔瞬变电磁探测在水力压裂效果检测中的应用

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煤田地质与勘探 2020年第4期48卷 41-45页

作者：赵睿范涛李宇腾王继矿马媛王冰纯刘磊房哲中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

水力压裂技术广泛应用在矿井冲击地压防治、围岩卸压等各方面,但对于压裂效果的评价检测一直缺乏高效、直观的技术手段。为解决这一问题,采用动源动接收的钻孔瞬变电磁三分量探测方法,开发了一套适用于压裂孔内施工的探测装备以及配套... 详细信息

水力压裂技术广泛应用在矿井冲击地压防治、围岩卸压等各方面,但对于压裂效果的评价检测一直缺乏高效、直观的技术手段。为解决这一问题,采用动源动接收的钻孔瞬变电磁三分量探测方法,开发了一套适用于压裂孔内施工的探测装备以及配套施工工艺。在煤矿井下开展了2次工程试验,通过对比压裂前后2次探测数据垂直分量的处理结果,提取出纯异常场,确定主要裂缝分布范围,并根据2组水平分量的计算结果实现了异常体中心方位角定位,完成压裂裂缝的立体空间三维成像展示。研究表明:钻孔瞬变电磁三分量探测技术能够与煤矿井下压裂施工相结合,通过压裂前后探测结果对比获得压裂液的分布位置,进而分析压裂裂缝发育情况,实现压裂效果检测评价的目的。

关键词：钻孔瞬变电磁法水力压裂三分量压裂效果检测

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基于钻孔TEM智能立体成像的快速掘进超前探测方法

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煤炭学报 2021年第2期46卷 578-590页

作者：范涛张幼振赵睿刘磊李博凡郭建磊李宇腾田小超蒋必辞中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 陕西省重点科技创新团队(地球物理探测技术与装备创新团队) 陕西西安710077 煤炭行业工程研究中心(物探技术与装备) 陕西西安710077

采掘失调是煤矿安全生产的重大隐患之一,巷道快速掘进是保障采掘平衡的重要手段,矿井地球物理超前探测有效距离短,探测精度受井下复杂环境影响严重,制约巷道掘进速度,为解决探掘接续紧张矛盾,提出一种利用掘进工作面前方500 m长度定向... 详细信息

采掘失调是煤矿安全生产的重大隐患之一,巷道快速掘进是保障采掘平衡的重要手段,矿井地球物理超前探测有效距离短,探测精度受井下复杂环境影响严重,制约巷道掘进速度,为解决探掘接续紧张矛盾,提出一种利用掘进工作面前方500 m长度定向钻孔开展探测工作的钻孔瞬变电磁探测方法,该方法可实现超长距离水害超前探测。在以钻孔钻进方向为Z轴正方向,以孔口所在平面右向为X轴正方向,下向为Y轴正方向的坐标系下,钻孔瞬变电磁水平分量异常响应形态均为“正弦曲线”或“反向正弦曲线”形态,通过形态组合判定出孔旁异常体所在象限,结合由水平分量异常场矢量合成得到的异常体中心偏转角度计算了异常体中心XOY平面旋转角。在此基础上,视每一个由垂直分量反演得到的电阻率为独立异常体,基于深度计算系数与电阻率的关系曲线推导出深度-电阻率与采样时间的映射关系,实现了电阻率与测点测道的一一对应,进一步采用K-means聚类算法智能定位其分布象限,计算了其XOY平面旋转角,再以定向钻孔轨迹为旋转轴,以测点所在孔位的倾角和方位角为旋转角进行坐标空间旋转,实现了非直钻孔径向的电阻率立体成像。计算了三维数值模拟和水槽物理模拟结果,对钻孔径向的异常体均取得了良好的立体成像效果。结合山西某煤矿井下的工程实践,对该方法远距离超前探测能力和精细立体解释掘进工作面前方地质异常体的性质、形态和规模的实用性和有效性进行了检验。研究表明:基于聚类的钻孔瞬变电磁立体成像方法是地球物理与机器学习的有机结合,该方法能够为井下掘进工作面隐伏水害超前探测精细解释提供技术支撑,此外,在掘进前开展定向钻孔中的长距离瞬变电磁水害立体超前探测,可有效保障巷道高效快速掘进。

关键词：快速掘进钻孔瞬变电磁法立体成像 K-means聚类水平分量反演超前探测

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