【摘要】：時(shí)延電阻率成像技術(shù)是布設(shè)若干固定電極后,以一定的時(shí)間間隔進(jìn)行2D/3D數(shù)據(jù)采集,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下介質(zhì)電性變化的地球物理動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)。該技術(shù)具有多通道快速采集、施工快捷、圖像直觀、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)。本文采用有限元法分別對(duì)煤層底板斷層活化導(dǎo)水、陷落柱、多個(gè)低阻異常體、巖層破壞及承壓水原始導(dǎo)升等典型突水情況進(jìn)行正演模擬,分析研究了煤礦底板典型地電異常體的響應(yīng)特征。正演結(jié)果表明,地電異常體響應(yīng)明顯,因而時(shí)延電阻率成像技術(shù)可應(yīng)用于煤礦底板突水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。通過(guò)分析不同時(shí)刻視電阻率差值的正、負(fù)變化特征,可以推斷采動(dòng)破碎巖體的富水性變化,對(duì)變化劇烈的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注,及時(shí)作出突水預(yù)測(cè)預(yù)警,避免惡性事故的發(fā)生。為滿足煤礦底板突水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)解釋的需要,本文以“ELRIS2D”開(kāi)源程序代碼為基礎(chǔ),開(kāi)發(fā)了時(shí)延電阻率快速成像算法,使用上一時(shí)刻反演結(jié)果作為下一時(shí)刻監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反演的先驗(yàn)?zāi)Ｐ?提高了計(jì)算速度。以典型地電模型的理論視電阻率數(shù)據(jù)為例進(jìn)行反演計(jì)算,反演結(jié)果與實(shí)際地電模型較為吻合。針對(duì)電阻率圖像異常邊界模糊、異常圈定易受人為因素影響以及不同時(shí)刻電阻率差值正、負(fù)變化區(qū)域劃分的問(wèn)題,本文采用分布式模糊聚類算法對(duì)反演結(jié)果和電阻率差值數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,根據(jù)概率密度曲線的峰值確定了質(zhì)心位置和類數(shù),實(shí)現(xiàn)了異常自動(dòng)圈定和電阻率差值正、負(fù)變化區(qū)域自動(dòng)劃分,并成功應(yīng)用于工程試驗(yàn)。
【圖文】：

（2）正演計(jì)算結(jié)果及分析為研究采掘過(guò)程中底板斷層活化導(dǎo)水引起的視電阻率變化情況，對(duì)以上地電模型進(jìn)行正演模擬并繪制了視電阻率斷面圖，如圖2-5所示，圖中橫坐標(biāo)為測(cè)線長(zhǎng)度（單位m），縱坐標(biāo)為實(shí)際深度（單位m），黑色線框表示模型的實(shí)際位置。在t0~t2時(shí)刻，由圖2-5（a）~（c）視電阻率等值線圖看出，下盤(pán)高阻層埋深較淺，顯示為水平層狀高阻區(qū)域，，上盤(pán)高阻層埋藏較深，水平層狀高阻響應(yīng)特征不明顯。同時(shí)，由于斷層破碎帶未與下伏含水層導(dǎo)通，仍呈現(xiàn)高阻響應(yīng)。由于采掘過(guò)程中破碎帶不斷在橫向和深部方向上延伸

Floor Destruction Zone）隨著采煤工作面的推進(jìn)，工作面前方一定距離內(nèi)的煤體和底板受到前方支撐壓力的作用而處于增壓區(qū)內(nèi)，使該處的煤層底板受到壓縮，形成壓縮區(qū)（如圖2-12中的A段）。當(dāng)工作面繼續(xù)推進(jìn)，工作面到后方采空區(qū)處在減壓區(qū)內(nèi)，這部分底板巖層從壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)為膨脹狀態(tài)，致使工作面底板產(chǎn)生底鼓，形成膨脹區(qū)（如圖2-12中的C段）。隨著工作面的再次推進(jìn)，采空區(qū)中垮落的巖塊被上覆巖層壓實(shí)，這部分底板受上覆巖層壓力作用重新處于新增壓區(qū)內(nèi)，又從膨脹狀態(tài)轉(zhuǎn)為壓縮狀態(tài)。換言之，底板任一斷面在采掘過(guò)程中都需經(jīng)歷超前支撐壓力壓縮破壞、采后懸頂卸壓膨脹破壞、采空區(qū)周邊剪切破壞和頂板冒落重新壓實(shí)。從力學(xué)上分析，
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD745

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 武強(qiáng);;我國(guó)礦井水防控與資源化利用的研究進(jìn)展、問(wèn)題和展望[J];煤炭學(xué)報(bào);2014年05期

2 劉靜;劉盛東;楊勝倫;王勃;;采動(dòng)過(guò)程中頂板圍巖水滲流自然電位響應(yīng)特征[J];煤炭學(xué)報(bào);2013年06期

3 劉鑫明;劉樹(shù)才;姜志海;易紅春;;電阻率法監(jiān)測(cè)煤層底板破碎帶數(shù)值模擬[J];煤礦安全;2013年01期

4 劉斌;李術(shù)才;聶利超;王靜;李利平;劉征宇;宋杰;;礦井突水災(zāi)變過(guò)程電阻率約束反演成像實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模擬研究[J];煤炭學(xué)報(bào);2012年10期

5 楊振威;嚴(yán)加永;劉彥;王華峰;;高密度電阻率法研究進(jìn)展[J];地質(zhì)與勘探;2012年05期

6 嚴(yán)加永;孟貴祥;呂慶田;張昆;陳向斌;;高密度電法的進(jìn)展與展望[J];物探與化探;2012年04期

7 張剛;賈正元;李曉斌;;三維井地電阻率法正演數(shù)值模擬研究[J];中國(guó)礦業(yè);2012年S1期

8 高召寧;孟祥瑞;;煤層底板變形與破壞規(guī)律電法動(dòng)態(tài)探測(cè)研究[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2011年06期

9 聶利超;李術(shù)才;劉斌;蘇茂鑫;薛翊國(guó);路為;孫懷鳳;;電阻率層析成像法探測(cè)滑坡面正演模擬與反演成像研究[J];巖土力學(xué);2011年09期

10 劉盛東;楊彩;趙立瑰;;含水層滲流突變過(guò)程地電場(chǎng)響應(yīng)的物理模擬[J];煤炭學(xué)報(bào);2011年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉樹(shù)才;煤礦底板突水機(jī)理及破壞裂隙帶演化動(dòng)態(tài)探測(cè)技術(shù)[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 翟培合;采場(chǎng)底板破壞及底板水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D];山東科技大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2651920