直流电法技术在矿井水害防治的应用,本文关于直流电论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
直流电论文参考文献：
摘 要：目前煤矿企业在水害防治中用的技术有雷达检测,电磁感应探测,直流电法探测等探测技术.常见的就是直流电法探测,此技术手法是20世纪50年代前后从俄罗斯引进,是一种非常成熟的科技探测手法,通过近几年的不断探索与总结,其程度已达到国际先进水平,也被多个国家的煤矿企业所采用.本文将通过一些煤矿探测实例来着重与分析直流电法工作原理,技术优点以及在相关领域中应用的价值.
关键词：直流电法；水害防治；煤矿探测
1直流电法技术的工作原理和物理基础
1.1工作原理
直流电法是通过岩层的导电性,使用专门的探测设备来探查地质状态、水文情况的一种探测手法.通过对探测数据的分析,推测地质情况,地下含水量,对地质活动采取一定的解决方法,防止一些不必要的灾害发生.测量时,在整个空格内建立一个大场,在地下巷道不同位置布置好感应电极,各个电极相互感应联结,从而形成一个大的稳定的电场网结构.而电场的稳定性能又取决于巷道内布好的电极周围的岩层性能.通过采集到的电场数据变化规律,用空间电场理论来解释,从而大概知道地下水文、岩层矿物含量、地质层结构、煤层采空等相关特征.此探测方法实施非常简单,具有灵敏度较高,危险性低的明显优势.
1.2物性基础
岩层中含有导电介质,具有一定的导电性.岩层的构成成分不同,其导电性也各异.在导体温度保持不变的情况下,电阻率取决于岩层中的含水量、孔隙的空间特性,以及导电介质多少.泥岩的视电阻率值最低,其次是粉岩,灰岩的电阻率最高.横向的岩层,因形成时的年代一样,在一定区域内,无地形的剧烈变化,其岩层成分大致相同；纵向上看,地壳的运动,每个年代的气候,地质活动变化,决定每个岩层的含水量不一样,岩层的挤压程度也会影响到岩层的软硬度,富含水的岩层导电性比较强,它与周围的岩层相比,导电性有着明显的区别.
煤层是一种原生地层,年代地层沉淀比较清晰.因此,在纵向和横向,导电性是有规律可循的,但是随着煤矿开采过度和频繁的地质活动,使做到有些岩层断裂、破碎、充水度不同都会引起地电场的变化.在人为活动开采中.造成的煤层面变薄,断层等现象都会引起视电阻率的变化.因此,在探测过程中,可由探测到的相关数据来分析岩层的含水量和煤层的厚度,由此来判定岩层中的成分,从而为后期矿井施工奠定一定的基础.
2电法技术在应用中的问题及处理措施
2.1装置方式问题
在装置方式上,每个煤矿企业用的方式不同,一般用的是单极偶极、三极测深、四极测深装置.单极偶极的构成主要有两个部分供电电极和测量电极.供电电极的任务是向岩层供电,而测量电极负责探测电压.这种形式通常用于巷道掘进过程中,但问题是测量电压两个电极之间会存在岩层成分不均,极大影响了探测效果,另外信号较弱,容易受到影响.三极探测装置中供电装置与测量装置相间分布,操作过程中简单,所需人员少,但是对地形要求较高,探测信号不强.四极测深装置采集到的信息容易分析,信号强,但端点常常因为巷道的原因而造成盲区,所需人员也比较多,在探测中比较费力.三极四极装置的优点互补,多数煤矿企业根据自己的本身条件及探测目的对两种方案进行结合使用,因此比较常见.
2.2数据采集分析
井下探测直流电法在运行过程中,为了更加的细分岩层,进行数据的采集和资料综合,在两个极线之间的距离控制在4m以内,保证一定的间隔.因为煤层的不固定性,井下探测一般在岩层中进行.而煤层和岩层的构成成分不同,各自的软度,硬度也不同,造成电极接地时条件差,电阻大,在进行曲线分析时其光滑度不利于资料的解释,必须结合断面图综合判断.对于这种情况,建议用专业的软件对数据资料曲线进行平滑,对出现异常数据的地方可进行多次探测分析,从而做到到更好的效果.
根据多年以来的数据统计,在井下探测时,因全空间和体积因素的制约,探测的有效距离一般在80m以内.但是会因为一些其他设备问题影响到信号的传递,造成数据误差过大.比如工程中铁轨,矿车等金属物对信号的吸收、线路漏电、巷道弯曲度、长度及干湿度不均等一些外在因素的影响.这就要求工作人员在探测前检查线路是否有漏电情况,并将测量电极布置在一条直线上,探测的过程中注意将电极远离能干扰信号的金属物,干燥的地方导电性不强,可将电极打深,加入盐水等电解质,不好探测的地方可多试几次,取其平均值,使做到到的数据更科学.
3矿井水害防治的应用实例
由于探测工作还有一些问题存在,所以先取了开滦东欢砣煤矿和瓦窑砰矿采区来进行测试性的分析.这两个煤矿开采区水害较为严重,最具有代表性.
3.1开滦东欢砣煤矿——顶板的含水量
开滦东欢砣煤矿是我国一个较大矿井,水文和地质条件都比较复杂,从煤矿建立到现在,出现过多次严重的透水事故,水害防治任务艰巨.直流电法控测技术的应用将会大大的降低开采成本,精确的找到富水区,根据探测结果及时发布预警信息,以过早的进行干预,防止水害的发生.选取一个开采面的是跨北,冲积层煤柱线经上提过（主要是为了减少资源损失）,而且这个工作面的正上方和下方没有开采.此工作面的煤层平均厚度在3.6mm左右,煤层的倾斜角度在20-30度之间.工作面顶板上面有三个煤层为弱水层,对开采不会有极大的影响,但是最接近顶板的一个煤层含水量较多,如果按之前的煤柱线进行开采的话,所产生的裂隙带高度就会大大的增加,含水量较大的煤层就会影响到顶板,甚至出现透水,而且流量大,一时难以控制.如果在通风道和运输道监测到有煤层松软,岩层破裂产生落差时,很有可能会出现工程塌方,再回采时因为特殊的地质条件就大大增加了大量涌水的可能性.
使用直流电法探测可以及时发布报告,险情信息,根据信息分析,针对工作面回采的高度和排水系统来进行改造,采取有效的措施,时时监控断层的活动情况,将风险损失降至0最低,保证开采工作的正常进行.
3.2瓦窑砰矿采区——三极超前探测
此区在向南石门方向掘进到数十米时出现了涌水异常现象,根据有关规定中规范开采的要求,工程中停止开采,并对周边的一些小窑的透水量调查和分析.在此区,用的是三极探测装置,探测的长度在40m左右.其结果显示探测区域内有一处视电阻率非常的低,周边小窑调查的数据和地质编录情况综合表明此区域存在水患,其水源是补给水源,即来自于断层的承压水.在停止掘进的区域虽有渗水,但水量变化不大,这一现象又与调查的结果和地质情况相符,也再次说明三极探测技术的准确度,有效的排除了矿井水害中的隐患.三极超前探测在北方的煤矿企业中用的较多,南方较少,主要是地质构造的差异.
结束语：我国的煤矿企业较多,但是受水害威胁的煤矿就占了三分之一,一旦发生突水事故,将会造成严重的经济损失,相对于传统的探测技术来说,直流电法具有多个优点,简单方便,成本低,探测准确度高,因此成为了国内外大型煤矿企业作为开采过程中首要采取的水害探测方式.直流电法技术可以精确的探测到顶板的含水量,在矿井水害防治中有着重要的意义,同时也是进一步总结直流电法技术运用中的经验和规律.在一些煤矿开采成功的探测到水害的存在,及时的对开采工作作出了调整.虽然存在着技术上的不足,但是作为一个快速的探测技术,其优点值做到推广,也需要工程技术人员不断完善直流电法探测技术,使探测技术水平更加专业,更加先进.
结论：适合不知如何写直流电方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于直流电论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
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