[00144066]乌达矿区矿井水防治技术的研究

“乌达矿区矿井水防治技术的研究”是由神华乌海能源有限责任公司与中国矿业大学合作研发完成的科研项目。　　本项目针对乌达矿区当前在生产过程中急需解决的煤矿积水采空区问题，从探测方法、理论分析、特征总结、试验对比、工程实例等各方面探索一套适合乌达矿区积水采空区探测的程序和规范。具体研究内容如下：　　1）乌达矿区矿井积水采空区TEM探测物性响应特征研究。　　煤矿采空区在形成年代、埋藏深度、空间结构、围岩条件、冒落、充填和积水情况一般都存在较大差异，这使得不同采空区的物性反映也呈现出很大的差异，本课题通过建立各种采空区模型采用正演数值模拟和野外实测验证的方法系统地研究煤矿采空区尤其是积水采空区的瞬变电磁场响应特征。　　2）积水采空区TEM探测抗干扰和去噪技术研究。　　野外数据采集处在TEM勘探诸环节的首位，野外采集的第一手资料质量的好坏，直接关系到能否很好地完成地质解释。TEM勘探获取的是纯二次场电磁场信号，这是一个衰减信号，有着很大的动态范围，有时可跨越6个级次，因此，二次电磁场信号往往受到来自瞬变电磁仪自身和外部电磁噪声的干扰。而随着矿区机械化、信息化程度的提高，各种电力和通讯设备越来越多，覆盖面越来越广，尤其是变压器、高压线和各种通讯电缆及设备等，直接影响了瞬变电磁信号的质量和后期数据处理及解释，所以研究影响瞬变电磁信号测量的各种干扰规律及其消除方法有着重要的现实意义。　　本课题将分析瞬变电磁法勘探中常见的几种干扰因素，并且讨论消除这些干扰的方法，在数据处理中拟采用小波变换来提高异常体的识别精度和效率等。　　3）积水采空区TEM探测数据处理技术和地质解释方法研究。　　瞬变电磁法勘探数据处理技术随着计算机技术的发展也得到了长足发展，传统的瞬变电磁法勘探尤其是中心回线装置都将激发线框中间1/9面积范围内的二次场近似为均匀场来处理，而实际上场的分布随着距离激发线框中心向外是逐渐变化的，这将导致在实测资料中有明显的边框效应，本课题将就瞬变电磁非均匀场进行校正处理研究。　　瞬变电磁法勘探是一种受地形影响相对较小的探测方法，但地形起伏较大或地形变化剧烈的情况下也会对野外资料有一定的影响，本课题将从正演理论模拟着手研究地形对TEM资料的影响特征和消除方法。　　传统的瞬变电磁法勘探资料解释方法是基于单个测点和单条曲线的，本课题将基于剖面的地质解释方法引入到TEM勘探资料地质解释中来，可以大大提高解释的效率和精度。　　4）积水采空区TEM探测现场试验研究及验证。　　在乌达矿区进行瞬变电磁法勘探的最终目的是探测积水采空区的分布范围，所以本课题将结合先前在乌达矿业公司五虎山矿、苏海图矿和黄白茨矿等多个采区和工作面实测的TEM勘探工程实例及打钻验证结果进行综合分析讨论TEM探测手段在乌达矿区的地质效果及应用前景。　　5）编制采空区探测工作程序和技术要求。　　本课题将根据上述研究成果和实测工程得到的工作经验和教训编制出一套适合乌达矿区积水采空区探测的工作程序和技术要求，以便今后针对乌达矿区采空积水区的防治措施有的放矢和更有效果。　　本课题根据乌达矿区的水文地质和多层采空区分布的特点设计了多种采空区理论地质模型，再对这些模型逐一进行瞬变电磁场正演数值模拟，得到其在理论条件下的瞬变响应特征。然后再选择矿区内已经验证过的瞬变电磁法探测积水采空区的实测资料进行瞬变响应特征研究和试验验证，将其与正演模拟结果相对比，找出理论与实测瞬变电磁法积水采空区瞬变响应特征的对应关系，最终得到乌达矿区积水采空区的瞬变响应特征，对今后乌达矿区的积水采空区探测工作具有重要的指导意义。