矿井分布（共4篇）
矿井分布 篇1
0 引言
随着矿井采深的增加和采掘机械化程度的提高,深井高温热害已成为制约煤矿安全开采的重大问题之一。近年来,我国高温矿井数量日益增多、热害程度日趋严重。据不完全统计,目前我国国有重点煤矿采深大于700 m的矿井有50多处,最深矿井已超过1 200 m,已有80多对矿井出现了不同程度的热害,其中有38对矿井采掘工作面的温度超过30℃。统计资料显示,-700 m井深的地温在32℃~36℃,普遍出现一级热害矿井;1 000 m井深的地温可达40℃~45℃,出现二级热害矿井。未来矿山的极限开采深度将取决于矿井降温技术和装备的发展水平,深井地温与井下气候条件的预测、热害治理已成为当前煤矿安全生产的重大研究课题[1]。
1 矿井地温分布规律
1.1 实验煤矿简介
张双楼煤矿于1979年1月开始建设,1986年12月建成投产,设计生产能力120万t/a,矿井采用立井、平峒开拓方式,分-500 m、-750 m及-1 000 m三个生产水平。-500 m水平以上几个采区基本回采结束。目前,主要生产采区在-500~-750 m水平西翼和东翼采区。工作面布置为走向长壁后退式高档综采和普采。
1.2 原岩温度测定
全矿共打4处测温钻孔,分别是-500 m水平2处,-750 m水平2处,每一处分别打4个钻孔,孔深为11 m、16 m、21 m、31 m。将温度传感器接好监测线后,固定在1寸塑料管内送入孔底,24 h后进行测定,连测2 d。共测了不同深度的数据4组,每组测得4个数据。
利用插值法可推出该矿地温梯度值及任意深度的岩温计算式:
式中G—该矿区地温梯度,℃/100 m。
t0—深部某点的地温，℃;
tn—某点的已知温度，℃;
H—矿区某点的深度，m;
Hn—tn温度所对应的深度,m;
1.3 导热偏微分方程建立
在平面上建立一个x-y坐标系,如图1所示。
首先考虑岩体上一个薄的微元体,边长为Δx和Δy。根据傅里叶定律,可推出岩体二维热传导方程为：
考虑岩体的热固耦合作用,上式可以改写为:
式中 λ—导热系数;
d—岩体的厚度;
G—为温度 T 的函数;
FTi—温度载荷;
σij—应力张量。
该方程即为岩石内部温度分布。
1.4 巷道围岩温度场模拟计算
目前对热的传输问题分析主要采用有限元法,MATLAB是Mathworks公司推出的,已经成为国际公认的最优秀的数学应用软件之一,具有强大的求解器和前、后处理功能,本文采用大型有限元分析软件MATLAB6.5对岩体温度场进行分析模拟[2]。巷道围岩模型、边界条件及初始条件如图2、3所示。
从图4可以看出随着通风时间的延长,巷道围岩温度随着深度的增加而增大,并趋于定值,地温梯度随着深度的增加而减小,并趋近于0。根据图5可以看出随着深度的增加,地温也随之增大,且地温与深度成一次函数关系。
2 巷道围岩调热圈半径确定
由于在巷道围岩导热反问题中[3],需要钻孔测温,或在新开拓巷道内钻孔测量原始岩温时,测温地点的选择,都和巷道围岩调热圈有关。在围岩导热反问题中,要测量围岩体内温度的变化,这时测温位置要选择在调热圈温度变化较明显的地段,但不要靠近或者超出调热圈的外半径;在测量原始岩温时,测温位置要选择在超出调热圈外半径的地方。因此,确定巷道围岩调热圈的外半径对于测温位置的选择有着重要的意义。调热圈半径计算模型如图6所示。
令θ(r,τ)=T(r,τ)-ty,当满足或θ(r,τ)=0时，则 r=r1，即达到调热圈外边界。
将式(5)在r=r0~r1范围内积分,得到:
以三阶多项式去逼近调热圈内温度分布,得到:
对上式分离变量后,在(0,τ)及(r0,r1(τ))内积分,得到:
式(8)即为巷道围岩调热圈外边界半径的近似计算式。
式中a—围岩的导温系数,m2/s;
τ—通风时间,s。
根据上式计算出的煤矿主要巷道及采面的调热圈半径如表1所示。
由表1可以看出不同位置的调热圈半径相差比较悬殊,测温时应根据不同位置的调热圈半径确定打钻的深度。
3 结论
(1)运用热固耦合及数学物理反演理论,对张双楼煤矿地温场分布规律进行了计算机模拟,预测了巷道围岩地温场的分布情况。
(2)通过钻孔测温对张双楼煤矿不同采区、不同深度地温进行了测定,推算出矿井地温梯度,并导出了井田深部地温预测的方程式。
(3)采用三阶多项式逼近的方法,结合现场实测与分析,初步得出了调热圈半径与通风时间的平方根成线性关系的结论,并对典型巷道调热圈半径进行了计算。
(4)本文所推导出的调热圈半径计算公式具有通用性;所使用的导热反问题方法由于在实际应用中计算方便、精度较高对其它矿山具有借鉴意义。
参考文献
[1]李惠娟.矿井降温中的空气调节技术[J].暖通空调.1994,(6):43-45.
[2]何仁斌.MATLAB6工程计算及应用[M].重庆:重庆大学出版社,2001.
[3]刘家琦.数学物理反问题的分类及不适定问题的解[J].应用数学与计算数学,1983,(4):43-64.
矿井分布 篇2
关键词：煤与瓦斯突出,地应力测量,空心包体应力计,应力解除法
对于矿山开采而言, 地应力是矿井开拓布置、巷道支护、采煤方法与采掘机械选择的重要基础资料, 也是防治煤与瓦斯突出、冲击地压等矿井动力灾害防治的参考依据[1]。地应力现场测量的目的在于了解岩体中地应力的量值和方向, 为井下岩体受力分析及支护加固和其他工程活动提供依据[2,3,4]。
河南能源化工集团九里山矿井田构造以断层为主, 各断层间形成了不同的断层组合, 从而导致原岩应力分布不均, 易发生煤与瓦斯突出, 且降低了井下采掘工程的稳定性。因此, 应结合九里山矿的地质条件, 采用空心包体应力解除法对井下地应力现场进行实测, 找出应力量值、方向及分布特征, 这对确保该矿井下作业安全和防治煤与瓦斯突出等动力灾害具有重要参考价值。
1 矿区地应力测量
1.1 测量仪器
本测试应变值数据采集元件为KX-81型空心包体三轴应力计 (图1所示) , 此仪器由中国地质科学院地质力学研究所开发研制。在解除套芯过程中, 采用P-12预调平衡转换箱和YJK-4500静态电阻应变仪进行读数 (图2所示) , 此仪器的量程为±9999με, 精度为±με。
1.2 测点选择
根据九里山矿提供的地质资料, 结合矿井的综合岩层性分布以及洞室布置、井底车场巷道和采掘关系、揭露岩层等情况, 经与矿方技术人员多次研究协商, 五个测点在井田的位置, 除了已经基本开采完的一水平, 大体上平均分布在二水平范围内, 各测点的测孔参数如上表所示。
1.3 地应力测试结果
本次地应力测试涉及面广, 历时近2个月, 共成功完成5个测点的实测工作, 由于测点1所在二水平轨道上山岩层比较破碎, 测点5所在的巷道条件所限, 均没能取出完整岩心。其余3个测点所取出的岩芯完整性较好, 传感器与岩体黏结牢固, 整体工作性能良好, 如图3所示。
应力解除完成后, 根据空心包体应力计各个应变片的读数, 分别绘出各测点的解除过程应变曲线。由于测点1所在二水平轨道上山岩层比较破碎, 测点5所在的巷道条件所限, 均没能取出完整岩心, 测点2、测点3、测点4岩心应力解除曲线如下图所示。
图4测点2应力解除曲线
从图4到图6可见, 各个测点应变解除曲线很有规律, 可以分为三个区, 一区为应变渐变区, 二区为应变突变区, 三区为应变稳定区。以上三个区与应力解除法的测试原理较为符合, 因此可以说, 九里山矿地应力各测点测量是成功的。根据各测试点得到各个应变片的稳定应变值, 如表2所示。
2 地应力测试结果解算及分析
2.1 地应力测试结果解算
根据各应变片的最终应变值以及岩芯的泊松比和弹性模量, 运用KX-81地应力解算软件, 可求出各测点的地应力量值和方向。通过KX-81地应力计算软件计算得到各测点的地应力分量的解算结果, 见表3所示;各测点主应力分量的解算结果, 见表4所示。
注:表中σx—x方向水平应力;σy—垂直方向正应力;σz—z方向水平应力;τxy, τyz, τxz分别表示平面xy, yz, xz的剪应力。
2.2 地应力解算结果分析
上表给出的是3个测点、不同埋深和位置的地应力计算结果。通过分析以上测量结果, 可以得出九里山矿的地应力分布存在如下的规律:
(1) 九里山井田范围内原岩应力最大主应力优势方向为NNE–WSS向。最大主应力为最小主应力的1.75~2.09倍 (图7所示) , 最大、最小主应力在量值上相差较大, 主应力具有较为明显的优势方向。
(2) 从各主应力的解算结果可以看出, 各主应力量值都为正值, 说明均为压应力, 无拉应力出现。垂直方向应力与中间主应力在数值上较为接近, 并且垂直应力随埋深的增长而逐渐增大, 但其量值基本上等于或者略小于上覆岩层的自重应力。
(3) 九里山矿最大主应力方向与水平面夹角在-6.63°~2.67°之间, 近水平, 说明该矿的地应力场以水平构造应力为主, 而非以自重应力为主。这也证明了在地球浅部, 地壳运动是以水平方向运动为主的。
(4) 最大主应力和最小主应力量值都随埋深的增加而增加, 并且最大主应力整体上大于最小主应力 (见图8) , 以上现象表明九里山井田最大主应力影响主导性较为明显。
(5) 焦作煤田区域内, 断裂主要有NEE、NWW、EW向三组断裂, 且以NEE向断裂为主。这三组断层交织成网, 将煤田分割成大小不等的断块。NWW向和EW向断裂构成井田群的分界, 而NEE向断裂则构成单个井田的分界, 区域地质结构复杂, 在区域向斜构造的压扭双重影响作用下, 九里山矿区域水平地应力大于垂直地应力。实测3个测点最大主应力方位在195°~227°之间。在构造破坏带, 即使深度不大, 围岩中也可能存在很高的构造应力, 具发生矿井动力灾害的条件。
3 结论
(1) 对九里山地应力测量数据整理、分析、对比, 得出各不同埋深、位置的地应力方向与量值。结果显示九里山最大主应力方向在水平方向, 并且最大主应力与最小主应力量值相差较大, 主应力具有明县的主导性。
(2) 在区域和井田断层构造的影响下, 九里山矿最大主应力量值和大小具有明显的主导性。在断层等构造破坏带, 虽然深度不大, 地壳中也可能存在较高的构造应力, 具发生煤与瓦斯突出等矿井动力灾害的条件。
(3) 由于地应力测量测点有限, 测量所得到的结果只是个别点的应力状态, 并不能全面反应整个矿井的区域应力状态, 更不能表现出地质构造带应力分布特征。因此以现场地应力测量结果为基础, 采用数值模拟方法对井田区域应力状态进行分析是接下来要研究的方向。
参考文献
[1]康红普, 林建, 张晓, 等.煤岩体地质力学原位测试及在围岩控制中的应用[M].北京:科学出版社, 2013:2-4.
[2]周摇钢, 秦宝华, 赵国庆, 等.矿井深部三维地应力场测量与特征分析[J].煤炭科学技术, 2012, 40 (8) :21-23, 27.
[3]蔡美峰, 彭华, 乔兰, 等.万福煤矿地应力场分布规律及其与地质构造的关系[J].煤炭学报, 2008, 33 (11) :1248–1252.
矿井分布 篇3
1 矿井概况
大水头煤矿始建于1958年, 在小窑平硐生产的基础上进行改造, 于1970年简易投产。经多次改造, 2008年矿井生产能力核定为220万t。目前矿井生产能力属于大型矿井, 矿井开拓方式为斜井多水平上下山开拓。井田含煤一层, 赋存于中下侏罗统 (J1+2) 上段地层中, 煤层平均厚度10.34m。
目前, 矿井生产主要在1260m水平和1180m水平, 有三个综放工作面, 3个煤巷掘面和2个岩巷掘面, 矿井开采过程中未出现过煤与瓦斯动力现象。煤层 (1#) 瓦斯含量为3.2~9.37 m3/t。呈现东高西低的特征, 瓦斯压力0.35~1.48MPa, 煤层透气性系数1.11~4.66m2/MPa2d, 属于可抽煤层。
2 瓦斯等级
1998年煤炭科学院重庆分院以渝煤研推字 (98) 第107号文提交了《靖远矿务局大水头煤矿煤与瓦斯突出危险性的评价》报告, 报告结论认为, 大水头煤矿为高瓦斯矿井。
矿井历年瓦斯总涌出量与相对瓦斯涌出量统计见表1。
根据以上大水头煤矿历年瓦斯鉴定统计资料, 矿井的瓦斯等级应为高瓦斯矿井。
3 构造煤发育及分布特征
根据现有地质资料, 大水头井田地质条件复杂, 断层及褶曲构造发育。在地质构造强应力作用下, 煤层物理性质发生较大变化, 尤其是断层及褶曲构造周围煤层松软破碎, 粘结性极差, 储气空间增大。井田构造煤主要是由断层应力作用揉搓或牵引造成, 故构造煤主要分布在断层破碎带或牵引带及其周围10~140m范围内, 构造煤的储量与断层构造性质及落差有关。一般情况下, 逆断层由于强挤压应力作用, 断层破碎带煤层堆积叠加, 构造煤厚度增加, 如本井田内刀楞山断层 (逆断层) 由于挤压应力作用, 断层周围60m范围煤层呈粉末状, 掘进及回采期间极易造成片帮抽冒, 瓦斯涌出量相对较高。正断层附近, 由于煤层受强牵引应力张性作用, 煤层受张拉作用变薄, 故煤层中瓦斯含量相对较低。
4 矿井瓦斯涌出资料统计及分析
大水头煤层瓦斯含量存在“东高西低”的赋存规律, 煤层赋存呈西浅东深趋势, 从井田走向划分:井田瓦斯含量由西到东为4.17~9.37m3/t。在掘进和回采过程中, 瓦斯绝对涌出量也遵循这一规律, 即“深高浅低”和“东高西低”。
根据采掘期间工作间实际瓦斯涌出量、煤层钻孔瓦斯含量及地质构造等资料, 综合分析得出矿井的瓦斯涌出量存在如下规律:一是同一区域沿倾斜方向开采深度越大, 瓦斯涌出量越大;二是同一回采水平煤层厚的区域, 瓦斯涌出量大;三是透气性差的煤层顶板较之透气性好的煤层顶板, 煤层瓦斯涌出量大;四是在地质构造集中区域瓦斯涌出量明显增大, 据统计资料其绝对瓦斯涌出量增量在1.8~3.5m3/min左右;五是在同一采区中首掘、首采工作面的瓦斯涌出量相对于同等条件的其他工作面明显要大, 据统计资料其绝对瓦斯涌出量增量为1.2~5.0m3/min;六是原始煤层的煤层结构越受到破坏, 煤层坚固性系数f值越小, 瓦斯涌出量则越大。
5 大水头矿井按煤层瓦斯涌出量级别分以下几个区域
5.1 瓦斯涌出量在5~10m3/min区域
矿井中一采区和中二采区在采掘生产中, 瓦斯涌出量大都为5~10m3/min。中101工作面和中202工作面分别是中一采区和中二采区的首采工作面, 瓦斯涌出量相对较大, 回采时瓦斯涌出量分别达到10 m3/min以上。
井田西部区域 (西一采区) 和南部区域 (东三采区) 煤层没有揭露, 西部煤层和南部煤层相对中部已开采煤层 (中一采区和中二采区) , 煤层平均埋深加深约70m, 而煤层厚度相对较薄, 平均为7米 (中部区域煤层平均厚度为10m) , 西部煤层和中部煤层瓦斯含量大都为4~5m3/t (南部区域煤层瓦斯含量没有测定) 。根据以上情况预测, 井田西部和南部区域煤层瓦斯涌出量与井田中部区域相近, 为5~10m3/min。
5.2 瓦斯涌出量为10~15m3/min区域
DF40大断层, 沿东西走向基本贯穿了整个井田, 长度约5.06km。地层产状变化较大, 岩心破碎。根据临近DF40号断层的中101回风顺槽和中202运输顺槽掘进时期的瓦斯涌出量情况, 预测DF40号断层带内 (140m范围) 瓦斯涌出量为10~15 m3/min。
根据东一采区已回采过的东115、东112工作面和正在回采的东113工作面的瓦斯实际涌出情况, 东一采区除花尖子向斜大褶曲区域外, 大部分区域瓦斯涌出量为10~15 m3/min。
5.3 瓦斯涌出量在15m3/min以上区域
矿井113工作面整个回采期间瓦斯涌出量基本上都为15~25 m3/min。根据东103工作面的瓦斯涌出情况, 预测东一采区花尖子向斜大褶曲区域内瓦斯涌出量在15 m3/min以上, 其中以向斜轴部瓦斯涌出量最大。
东一采区115工作面以北为井田东四采区, 东115工作面回采时瓦斯涌出量在15 m3/min左右, 由于受DF46号断层的影响, 预测矿井东四采区瓦斯涌出量在15 m3/min以上, DF46号断层带内瓦斯涌出量能达到20m3/min。
6 矿井接续工作面瓦斯涌出量预测
根据各个采区已回采工作面的瓦斯实际涌出量情况, 并结合各个采区的煤层埋深、煤厚变化情况以及煤层顶板岩性等, 预测东一采区各个综放工作面较之矿井其他采区的综放工作面, 瓦斯涌出量最大, 而且东一采区瓦斯涌出量会有南高北低的特征, 特别南部花尖子向斜与腰水背斜区域为高瓦斯带, 该区处于已采的东103及其南北相邻的东101、105工作面, 考虑到已回采的103工作面对其相邻工作面瓦斯释放的影响, 预测东101、105工作面回采时瓦斯涌出量会在15 m3/min以上。中二采区203工作面结合中201等已回采工作面的瓦斯涌出情况和中203煤层较薄的实际情况, 预测瓦斯涌出量也为5~10 m3/min。西二采区各工作面根据煤深、煤厚及煤层顶板岩性等情况, 预测回采期间瓦斯涌出量为5~10 m3/min。
7 结论
大水头井田地质构造复杂, 勘探程度相对较低, 本次所采用的地质资料不能完全反映井田瓦斯地质赋存特征及分布规律, 为了更加详尽地反映瓦斯地质赋存情况, 必须加强井田地质勘探工作, 对井田未开采区域进行高分辨率三维地震勘探, 及时收集各类地质资料, 不断完善井田瓦斯地质基础资料。
参考文献
[1]张子敏.瓦斯地质学[J]:中国矿业大学出版社, 2008.
矿井分布 篇4
1系统总体设计
地震波反射法的原理是基于巷道前方地质体纵横波速差异,通过三分量检波器测量地震反射波信号,即可分析出巷道前方地质体情况。新型地震波超前观测系统主要由5个部分组成: 无线数据处理主机、无线AP路由中继器、无线数据采集终端、三分量气压孔式传感器和同步器。其工作过程如下: 首先发爆器激发震源,同步器发送同步采集信号,然后无线数据采集终端开始采集存储三分量气压式传感器接收到的地震波信号,采集完成后通过无线网络发送至无线AP路由中继器,最后通过无线AP路由中继器将数据发送至无线数据处理主机,完成资料处理工作,并将结果通过现场网络接口上传。
1.1功能要求
新型地震观测系统要实现以下几个技术功能: 分布式高精度数据采集存储; 高精度三分量气压孔式传感器接收地震波信号; 采集终端自组网,无线数据发送接收; 数据采集器测量精度在微伏级; 体积小、功耗低; 能够与现场网络无缝对接,并通过软接口上传至瓦斯预警分析软件中,为瓦斯预警提供决策依据。
1.2系统组成
新型地震波观测系统方案如图1所示。无线数据处理主机由本安电源和CPU终端组成,对无线数据AP路由器传输过来的数据进行处理分析; 无线数据AP路由器由本安电源和无线AP中继模块组成, 对各采集终端发来的无线信号进行中继; 采集终端由本安电源、WIFI模块、MCU接口、FPGA采集控制、信号调理及AD组成,实现对三分量气压孔式传感器的信号调理、采集及数据传输; 三分量气压式传感器由打气筒、卡条、传感器及其外壳组成,完成对地震波信号的检测; 同步器由本安电源和同步采集触发模块组成,对发爆器信号进行整形并为采集终端提供采样同步触发信号。系统能够实现多通道地震波信号同步采集、无线实时传输、在线资料分析处理,提高了数据传输速度,结构紧凑,与现有网络无缝接入,能为瓦斯预警提供支持。
2主要功能模块设计
在新型地震观测系统中,无线数据处理主机和无线数据AP中继器着重于本安电源的设计和结构设计; 而同步器模块、采集终端模块及传感器模块是系统的核心部分,下面着重对上述3部分及本安电源设计进行论述。
2. 1同步器模块
同步器模块主要检测发爆器脉冲信号,并产生同步触发信号给采集终端模块,同时反馈给无线数据处理主机状态信号,提供相关的指示灯信号,如图2所示。该电路通过X4端口检测发爆器的脉冲,通过X1端口给出同步触发电平至采集终端,并将状态信号发送给无线数据处理主机,X2端口控制触发方式为闭合触发,X3端口控制 触发方式 为断开触发。
2.2采集终端模块
采集终端模块主要功能是实现传感器信号调理、采集、无线数据传输和触发信号中继。其关键在于对地震波信号的高精度采集,保证采集数据的精度、噪声、幅度及相位的一致性; 级联触发信号通过每一级采集终端中继放大后给下一个,实现多个采集终端的同步触发采集。
信号调理对传感器信号进行滤波放大处理,保证后级得到噪声小、线性度好、失真度小的信号。
AD芯片的精度在很大程度上决定了仪器的精度,选用24位高精度模数转换 Δ-Σ 型ADS1252采样器,其由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成[3]。Δ-Σ 型A/D转换器采用过采样与数字滤波的技术,大大降低了模数转换的量化噪声, 从而实现24位超高分辨率、超宽动态范围、优良线性度、超低失真度的目的。
2.2.1信号调理电路
根据矿井现场应用条件,需要满足较大动态范围( -8g ~ +8g) 。如图3所示,U1X_1、R1X_2构成恒流源电路,设定电流3. 95 m A,之后的阻容网络提供较宽频带内的带通滤波,缓冲放大增益设定为1倍, U1X_2仪表放大器提供固定的放大1倍。R1X _3、 R1X_5选用普通贴片电阻,C1X _1选用较精密的电容。
2.2.2AD采集电路
如图4所示电平转换及采样电路主要完成电平转换和AD采集,根据要求动态范围需达到-8g ~ +8g, 因此R1X_8阻值40 kΩ,R1X_9阻值20 kΩ,U1X_3完成信号电平转换比例为16 ∶ 5,加速度测量范围为 -8g ~ +8g。
2.3三分量气压孔式传感器
三分量气压孔式传感器是采用速度或加速度传感器的装置,选用瑞士奇石乐仪器公司生产的加速度、速度传感器测量装置。数据采集完成后,卸掉打气筒气压,传感器可以取出重复使用,大大节约成本,且轻便,易于携带。检波器整机质量不到0. 5 kg, 采用24 V直流电源供电,工作电流不到20 m A。
2.4矿用本质安全电源设计
新型地震观测装备属于矿用防爆电气设备,此类装备是按GB 3836. 1—2010标准生产的专供煤矿井下使用的防爆电气设备。
设计的电源电路内部和引出线无论在正常工作还是在故障状态下都是安全的,所产生的电火花能量不会点燃周围环境的爆炸性混合物。
在此,主要讨论对采集终端本安电源的设计,其他电源与其类似。采用镍氢电池供电,包含充电电路、开关稳压电路、线性稳压电路、减流型保护电路, 电源管理模块、截流型保护电路,其电气原理框架图如图5所示。电源设计完成后,还进行了电源本身的性能测试、环境温度测试,并通过国家矿用设备检测检验中心防爆站的防爆性能测试,达到了相关要求。
3系统测试
3.1系统幅度、相位一致性测试
根据《矿用弹性波超前探测仪通用技术条件》规定,通频带内,各道振幅一致性指标应在 - 1% ~ +1% 内,相位一致性指标应在 - 1° ~ + 1° 内; 相关测试方法按MT 470—1996第6. 1. 1条规定方法进行。 将200 Hz,幅度为1 V的信号发生器输出信号接入调理板输入端,设置采样点数为4 096个、采样时间间隔为0. 062 5 ms,采集信号,记录各通道幅值和初始过零点,从而得出幅度、相位一致性,如图6所示。
通过计算得出,幅度一致性:
相位一致性:
经过测试和国家矿用设备检测检验中心的检验,系统的幅度和相位一致性满足标准要求。
3.2系统静噪测试
根据中煤科工集团重庆研究院有限公司企业标准Q/MKC 766—2011第4. 5. 2条要求噪声水平不大于1 m V,采用相关测试方法将信号调理板输入端接地,设置采样点数为4 096个、采样时间间隔为0. 062 5 ms,采集信号,得到了较稳定的噪声信号。 通过计算,各通道噪声峰峰值不大于30 μV。
经过测试和国家矿用设备检测检验中心的检验,系统的噪声水平满足标准要求。
3.3系统现场试验
新型矿井多通道地震观测系统在甘肃靖远煤电股份有限公司大水头煤矿西部采区进行了现场工业性试验,主要工作内容为: 查明该区域落差大于2 m的断层及其他地质构造; 将探明的断层走向误差控制在5 m内,断距误差控制在2 m内。
现场观测布置情况如图7所示,炮孔位置在离掘进工作面的远端,接收孔24个 。 将采集终端和三分量气压孔式传感器放入接收孔中,无线数据处理主机位于掘进工作面附近 。
无线接收到如图8所示的数据,通过拾取初至波,去噪,反Q滤波,波场切除,偏移成像处理[4,5], 提取了地震波反射面,如图9所示。
根据具体地质情况对处理剖面进行解释和推断,其中一个114 m左右,另一个172 m左右的断层,通过后期揭露的资料对比表明超前探测情况与打钻情况验证一致,如图10所示。
4结语