一.主要解决问题
有效地探测煤矿积水区、采空区并有针对性地采取探放水措施,从而有效地防止水害发生,保证煤矿安全生产。
二.简介
近年,随着国民经济的飞速发展,对矿产资源的需求量已达到了供不应求的程度,尤其是煤矿资源是我国国民经济发展最重要保障,更是受到了空前的重视。现阶段我国煤炭的开采面临着地下浅、深部复杂的水文地质条件,煤矿开采过程中突水、透水等灾难性事故时有发生,给国家及人民带来了重大灾难和人员财产损失。本解决方案可以帮助煤矿山企业有效地防止水害发生,保证煤矿安全生产。
三.适用行业
该解决方案主要应用于煤炭的开采企业。
四.方法原理
对于煤矿地表以下200米以内的采空区通常会使用精度较高的直流电法进行探测。而高密度电法是在传统直流电法基础上发展起来的更加高效的直流电法。
高密度电法是近十几年来开发研制出的一种新型的直流电法探测系统,是基于垂向直流电测深与电测剖面法两个基本原理的基础上,通过高密度电法测量系统中的软件,控制着在同一条多芯电缆上布置连结的多个电极,使其自动组成多个垂向测深点或多个不同深度的探测剖面,根据控制系统中选择的探测装置类型,对电极进行相应的排列组合,按照测深点位置的排列顺序或探测剖面的深度顺序,逐点或逐层探测,实现供电和测量电极的自动布点、自动跑极、自动供电、自动观测、自动记录、自动计算、自动存储。通过数据传输软件把探测系统中存储的探测数据调入计算机中,经软件对数据处理后,可自动生成各测深点曲线及各剖面层或整体剖面的图像。
图1 电源电场电流分布图
图2 总体工作框图
CUGDCX-1系统的总工作流程示意框图,表述了在野外测时,CUGDCX-1系统各部分设备的连接关系; 虚线框内是对CUGDCX-1的测量数据进行反演处理和成图,这部分工作可以在室内计算机上完成,也可利用笔记本电脑在现场进行数据处理
五.工程案例
利用高密度电法探测河北邢台某煤矿采空区的应用实例
采空区沉降裂隙带位于地表层,其厚度20~25m,下部采空区的冒落带中间75~225点属不稳定区,仍有冒落可能,其两侧属冒落稳定区,不再有明显的塌落沉降。
产品参数
系统技术性能指标
1) 电压测量范围:±4V;精度优于±0.3% ;分辨率1mV;
2) 电流测量范围:±2A;精度优于±0.5% ;分辨率1mA;
3) 主机最大供电电压:400V;
4) 主机最大供电电流:±2A;
5) 工频抑制: 优于 -70 dB;
6) 输入阻抗: ≥50MΩ;
7) 自电补偿方式及范围: 全量程跟踪式自动补偿。
8) 工作温度: -10℃ ∽ +40℃; 湿度:90% RH;
9) 存储温度:-20℃ ∽ +60℃;
10) 测量装置模式:温纳装置、β装置、微分装置、二极剖面和三极滚动等;可根据用户需求增加各种特殊装置;
11) 测量参数:供电电流、一次场电位;
12) 计算参数:视电阻率、装置系数等;
13) 仪器自带模拟器,可自行检查仪器故障。
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