高密度电法在煤层底板破坏规律中的应用研究

我国煤矿开采受底板水威胁非常突出,因此采取一种合理有效的方法探测煤层底板的破坏规律和破坏深度,对煤矿防治水有着重要意义。高密度电法作为电法勘探的一种,在煤矿勘探中有着广泛应用前景。本文主要研究高密度电阻率法在煤矿底板破坏规律中的应用。首先,探测方法的确定。通过分析煤层底板的破坏机理、破坏影响因素以及对煤层底板探测方法的比较,确定采用高密度电法进行直接探测,并介绍了高密度电法矿井探测的电场分布特征、影响探测的干扰因素及解决办法和高密度电法的基本原理及工作方法。其次,物理模拟实验。通过建立物理模型,用高密度电法探测模拟煤层底板裂隙和不同压力条件下的视电阻率,采用数理统计的方法对试验数据进行坏点剔除,圆滑处理,并转换成相应图件所需的格式,然后用RES2DINV高密度反演软件和surfer软件对试验数据进行反演,研究模拟煤层底板裂隙和不同压力条件下的视电阻率分布特征;在探测模拟不同压力状态下视电阻率的分布特征时,为了更好的反映不同压力条件下的视电阻率分布特征,对数据进行抽提分析,抽取不同压力下同一垂直位置不同深度和同一层位不同位置的视电阻率,用多项式进行拟合,得出压力和视电阻率的相关关系。最后,现场测试。通过对物理模拟试验资料的分析研究,选择合适的采煤工作面,进行井下实地探测,并对数据进行圆滑处理、反演、抽提分析,研究不同推进断面视电阻率的分布特征,找出回采工作面的破坏深度和底板岩层在采前、采中、采后破坏的规律,分析确定底板破坏深度与采面宽度、采场位置等因素的关系,建立底板破坏规律和视电阻率分布特征关系的模型。