工作面内地质异常无线电磁波透视规律研究

1

作者 占文锋 李文 +3 位作者 武玉梁 刘芳彬 郑佳荣 牛学超 《煤炭工程》 北大核心 2024年第3期189-196,共8页

为了掌握煤(岩)层及地质异常体对电磁波透视的影响规律,采用三维数值模拟方法,研究全空间条件下环形天线发射电磁波在煤(岩)层中传播时,遇到不同地质异常体(断层、陷落柱)时的传播特征。结果表明:异常体充填空气较多时,电磁波损耗小,磁... 为了掌握煤(岩)层及地质异常体对电磁波透视的影响规律,采用三维数值模拟方法,研究全空间条件下环形天线发射电磁波在煤(岩)层中传播时,遇到不同地质异常体(断层、陷落柱)时的传播特征。结果表明:异常体充填空气较多时,电磁波损耗小,磁场强度等值线外凸;若异常体充填水较多时,电磁波能量损耗较大,曲线内凹;充填其他介质时,电磁波损耗介于两者之间,可通过实测场强曲线、等值线变化,判断异常区电性特征。异常体形态和规模不同,磁场强度分布也不相同;异常区为圆形或似圆形时,磁场强度在异常体内产生畸变,远离异常体后逐渐恢复正常分布,识别较为困难;故异常体直径越小,离接收点越远,识别越困难;当异常区为条状断层分布时,断层走向与巷道交角越小,受影响的测点较多,识别较容易;若断层走向与巷道交角变大,受影响的测点变少,则识别较困难,据此可大致判断断层走向。正常情况下,场强曲线呈左右对称的抛物线形态,中间大、两侧递减;异常体所处位置、形态及充填物质不同,曲线形态亦不相同;当异常体规模较大时,曲线呈对称或不对称的“M”形。因此,在数据处理初期,由于场强曲线获取较快,可以通过识别曲线形态初步定性判别异常体的某些特性,但无法准确定位射线上不同区段的异常特征,可进一步结合层析成像分析,得到正确合理的认识。 展开更多

关键词 无线电波透视法 数值模拟 陷落柱 断层

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集中荷载作用下模板支撑架杆系受力试验研究 被引量：2

2

作者 张斌昌 刘彬 +3 位作者 马伟伟 李建鹏 陈辉 牛学超 《建筑结构》 北大核心 2023年第11期143-148,共6页

为了在模板支撑架数值计算时合理选取相关参数和安全监测时合理布置测点,进行了集中荷载作用下4跨×6跨×2步的扣件式模板支撑架体系的破坏性试验。分析了模板支撑架体系立杆和水平杆的受力和变形状态,计算了杆件的弯矩,并分析... 为了在模板支撑架数值计算时合理选取相关参数和安全监测时合理布置测点,进行了集中荷载作用下4跨×6跨×2步的扣件式模板支撑架体系的破坏性试验。分析了模板支撑架体系立杆和水平杆的受力和变形状态,计算了杆件的弯矩,并分析了不同位置杆件弯矩分布规律。结果表明,连续但不同跨度内的水平杆弯曲方向相反,单跨水平杆弯曲形状类似于正弦曲线;模板支撑架中上部立杆和水平杆弯矩较大,且弯矩由模板支撑架中上部向四周有逐渐减小的趋势,但边部立杆和水平杆弯矩值会显著增加;立杆破坏时实测应变值与计算应变值差距较大;模板支撑架体系失稳有一个荷载传递过程,其失稳状态与单个欧拉杆失稳状态有较大区别;立杆中间段应变分布较为均匀,而两端偏心受压非常明显,符合圣维南原理。试验结论对模板支撑架失稳分析和数值计算、模架设计、施工、管理以及安全监测测点布置具有参考意义。 展开更多

关键词 集中荷载 模板支撑架 弯矩分布 监测 模型试验

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卵砾石层大断面斜井井筒支护方法现场试验研究 被引量：10

3

作者 牛学超 杨仁树 +2 位作者 孙忠辉 刘成良 董聚才 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期72-77,87,共7页

我国缺少在巨厚卵砾石层中采用普通施工方法掘进煤矿斜井井筒的成熟支护经验。结合伊犁一矿材料斜井和回风斜井的施工过程,设计了现场支护试验方案,对不含水和含水卵砾石层大断面斜井井筒的多种支护方法进行了试验。研究结果表明,含水... 我国缺少在巨厚卵砾石层中采用普通施工方法掘进煤矿斜井井筒的成熟支护经验。结合伊犁一矿材料斜井和回风斜井的施工过程,设计了现场支护试验方案,对不含水和含水卵砾石层大断面斜井井筒的多种支护方法进行了试验。研究结果表明,含水与不含水卵砾石层斜井井筒相比,其支架变形量和支护难度显著变大;架棚临时支护结合钢筋混凝土永久井壁支护是不含水卵砾石层大断面斜井井筒有效的支护方法;含水卵砾石层地压显现明显,采用超前支护、架棚临时支护和钢筋混凝土永久井壁支护相结合的方法可以实现围岩稳定。由试验推断,库仑和太沙基土压力理论用于计算卵砾石层围岩压力误差显著。 展开更多

关键词 卵砾石层 斜井井筒 支护 现场试验

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充满配重水钻井井壁筒在泥浆中竖向结构稳定的理论研究 被引量：17

4

作者 牛学超 洪伯潜 杨仁树 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期463-466,共4页

提出了被广泛采用的钻井法施工悬浮下沉井壁有其深度极限的概念,分析了泥浆中钻井井壁底接触岩石后的受力状态,建立了固井前泥浆中充满配重水井壁的力学模型,该模型类似于液体中的有底管状细长压杆.以能量法为基础,利用结构稳定理论和... 提出了被广泛采用的钻井法施工悬浮下沉井壁有其深度极限的概念,分析了泥浆中钻井井壁底接触岩石后的受力状态,建立了固井前泥浆中充满配重水井壁的力学模型,该模型类似于液体中的有底管状细长压杆.以能量法为基础,利用结构稳定理论和流体力学理论原理,推导了井壁结构轴向临界稳定高度的解析式,并给出了典型算例.强调了工程设计中利用该公式的注意事项,提出了井壁深度超过屈曲极限后可以改变井壁结构或改变井壁下沉方法的建议.最后,指出进一步研究这一问题的内容和方法. 展开更多

关键词 悬浮下沉井壁 液体中压杆 能量法 井壁极限深度

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非满配重水钻井井壁筒竖向结构稳定的理论研究 被引量：14

5

作者 牛学超 洪伯潜 杨仁树 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1897-1901,共5页

提出了国内广泛采用的悬浮下沉井壁钻井施工法有其深度极限的观点。分析了泥浆中的井壁筒在加入配重水(非满水)后井壁底接触岩石时的受力状态;结合国内悬浮下沉井壁钻井法的工艺特点,建立了泥浆中的井壁筒为有底管状自重压杆的力学模型... 提出了国内广泛采用的悬浮下沉井壁钻井施工法有其深度极限的观点。分析了泥浆中的井壁筒在加入配重水(非满水)后井壁底接触岩石时的受力状态;结合国内悬浮下沉井壁钻井法的工艺特点,建立了泥浆中的井壁筒为有底管状自重压杆的力学模型;以能量法为基础,利用结构稳定理论和流体力学理论原理,推导了非满配重水井壁筒竖向结构稳定临界高度的解析式,并给出了典型算例;强调了工程设计中利用该公式的注意事项,并指出进一步研究这一问题的内容和方法。 展开更多

关键词 悬浮下沉井壁 钻井井简 液体中的自重压杆 结构稳定

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高强混凝土在立井井壁中的应用及展望 被引量：14

6

作者 牛学超 杨仁树 经来旺 《中国矿业》 北大核心 2004年第11期51-55,共5页

高强混凝土是一种品质优良的建筑材料 ,具有强度高、变形小、良好的抗渗性和抗冻性。将高强混凝土用于深厚表土层立井井筒工程中 ,能满足我国不断加深的钻井和冻结井筒建设的需要。高强混凝土复合井壁具有减小井壁厚度 ,防止井壁渗水 ,... 高强混凝土是一种品质优良的建筑材料 ,具有强度高、变形小、良好的抗渗性和抗冻性。将高强混凝土用于深厚表土层立井井筒工程中 ,能满足我国不断加深的钻井和冻结井筒建设的需要。高强混凝土复合井壁具有减小井壁厚度 ,防止井壁渗水 ,降低建井成本的优点。介绍了我国煤矿立井使用高强混凝土所取得的经验 ,提出了今后深厚表土层中高强混凝土复合井壁的结构形式 ,以便更好地推广和应用高强混凝土井壁 ,解决深厚表土层立井支护的难题。 展开更多

关键词 立井井筒 深厚表土层 复合井壁 煤矿 小井 建井 井简 高强混凝土 建筑材料 抗渗性

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岩石三轴试验机的现状及发展趋势 被引量：25

7

作者 牛学超 张庆喜 岳中文 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期600-607,共8页

30多年来国内几乎没有关于岩石三轴试验机发展状况的全面介绍资料。为了国内大专院校、科研院所和生产厂家能够更好地分析、设计和制造岩石三轴试验机,在收集大量的参考资料,回顾试验机的发展历史,深入调研和分析的基础上,总结并介绍了... 30多年来国内几乎没有关于岩石三轴试验机发展状况的全面介绍资料。为了国内大专院校、科研院所和生产厂家能够更好地分析、设计和制造岩石三轴试验机,在收集大量的参考资料,回顾试验机的发展历史,深入调研和分析的基础上,总结并介绍了国内常规和真三轴两大类岩石三轴试验机,同时介绍了蠕变、静动态、高低温和剪切等岩石试验机的发展状况。列举了国内具有代表性的部分用户使用的不同性能的岩石三轴试验机及其参数。指出今后的岩石试验机将会向CT扫描、三轴剪切渗流、三轴仿真试验系统和原位真三轴试验系统方向发展的趋势。相关内容既可以为研制岩石三轴试验机提供参考,也可以为用户选购试验机提供帮助。 展开更多

关键词 三轴试验机 岩石力学 发展趋势 现状

原文传递

新峪煤矿近距离煤层采空区下巷道顶板破坏特征分析 被引量：7

8

作者 牛学超 岳中文 窦波洋 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第3期76-79,共4页

介绍了新峪煤矿近距离煤层开采巷道顶板的破坏特征,在锚网索支护的条件下顶板出现"网兜"现象并伴随大量的钢带撕裂、锚索断裂和锚杆脱落,靠近巷帮的第2根锚杆或锚索首先破坏,顶板冒顶表现为沿巷帮直切下落等现象。分析了巷道... 介绍了新峪煤矿近距离煤层开采巷道顶板的破坏特征,在锚网索支护的条件下顶板出现"网兜"现象并伴随大量的钢带撕裂、锚索断裂和锚杆脱落,靠近巷帮的第2根锚杆或锚索首先破坏,顶板冒顶表现为沿巷帮直切下落等现象。分析了巷道顶板破坏的主要原因为地压不变的条件下围岩强度逐步弱化的结果。最后介绍了近距离煤层采空区下巷道顶板支护设计成功的工程实践。 展开更多

关键词 近距离煤层 采空区下巷道 煤柱 顶板

原文传递

TAW-3000电液伺服岩石三轴试验机研制与应用 被引量：7

9

作者 牛学超 张庆喜 岳中文 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第4期1-5,9,共6页

为了研究巷道围岩在不同支护约束条件下的强度,以及冲击地压发生时围岩的力学特征,须通过试验方法得到岩石三轴压力-应变峰后曲线,电液伺服控制三轴压力机为可实现全曲线绘制最先进的设备系统。新研制的TAW-3000电液伺服岩石三轴试验机... 为了研究巷道围岩在不同支护约束条件下的强度,以及冲击地压发生时围岩的力学特征,须通过试验方法得到岩石三轴压力-应变峰后曲线,电液伺服控制三轴压力机为可实现全曲线绘制最先进的设备系统。新研制的TAW-3000电液伺服岩石三轴试验机采用国内外先进的试验机控制技术,并在结构和功能上加以改进,设计了刚度大于5 GN/m门式整体框架、自平衡压力室、EDC全数字伺服测控器、机液并用机构孔隙水系统、试件高温系统,具备声发射等设备的扩展接口,可提供轴向力3 000 kN、围压100 MPa和渗透水压60 MPa的技术指标,通过岩石和煤的单轴压缩、三轴压缩与卸载等试验验证,该机功能先进、性能良好。 展开更多

关键词 三轴试验机 液压伺服 卸载试验 应力-应变曲线

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悬浮下沉钻井井壁筒轴向失稳特性与滑移试验 被引量：3

10

作者 牛学超 洪伯潜 杨仁树 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1235-1238,共4页

以现场实际井壁下沉过程为条件,自行设计了钻井井壁模型试验装置和试验过程,完成了钻井井壁的悬浮下沉模型试验.结果表明,井壁触底后随着配重水量的增加,筒体竖向轴线的形状类似于正弦曲线;井壁内力增加,井口支承反力也在增加.通过对试... 以现场实际井壁下沉过程为条件,自行设计了钻井井壁模型试验装置和试验过程,完成了钻井井壁的悬浮下沉模型试验.结果表明,井壁触底后随着配重水量的增加,筒体竖向轴线的形状类似于正弦曲线;井壁内力增加,井口支承反力也在增加.通过对试验结果的分析,得出井壁底的滑移主要是由于配重水质量增加引起的. 展开更多

关键词 钻井井壁 屈曲 井壁底部滑移

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远程实时模架安全监测数据采集系统研发与应用 被引量：2

11

作者 牛学超 党策 岳中文 《施工技术》 CAS 2021年第3期102-104,109,共4页

研发远程实时模架安全监测数据采集系统,并将其应用于多个工程中。该系统采用有线或无线的方式进行近程数据采集,采用4G数据传输技术实现远程数据采集,进而实现模架受力与变形实时、可靠监测,并具备限值报警功能。工程应用表明,远程实... 研发远程实时模架安全监测数据采集系统,并将其应用于多个工程中。该系统采用有线或无线的方式进行近程数据采集,采用4G数据传输技术实现远程数据采集,进而实现模架受力与变形实时、可靠监测,并具备限值报警功能。工程应用表明,远程实时模架安全监测数据采集系统安装简单、操作方便、性能可靠,有利于提高模架施工质量,保证施工安全。 展开更多

关键词 模架 高支模 受力 变形 监测

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立井深孔掘进爆破中的掏槽和光爆 被引量：1

12

作者 牛学超 杨仁树 赵世兵 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2002年第4期27-29,共3页

就立井掘进深孔爆破中的掏槽形式和掏槽参数、周边光面爆破参数和光爆装药结构等技术问题进行了分析和探讨 ,提出了一些较为切合实际的技术观点。

关键词 立井掘进 深孔爆破 直眼掏槽 光面爆破 爆破参数 装药结构

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冻结砾岩层光面爆破施工

13

作者 牛学超 杨仁树 +2 位作者 马芹永 方体利 边亚东 《建井技术》 北大核心 2004年第6期10-12,19,共4页

介绍了许楼煤矿主井井筒冻结砾岩段光面爆破施工方法。利用利文斯顿爆破漏斗理论并进行现场试验确定冻结砾岩层单位炸药消耗量。本着安全第一的原则 ,合理选取光爆参数 ,同时周边眼采用空气柱不偶合装药结构 ,提高了循环进尺和光爆质量 ... 介绍了许楼煤矿主井井筒冻结砾岩段光面爆破施工方法。利用利文斯顿爆破漏斗理论并进行现场试验确定冻结砾岩层单位炸药消耗量。本着安全第一的原则 ,合理选取光爆参数 ,同时周边眼采用空气柱不偶合装药结构 ,提高了循环进尺和光爆质量 ,保证了冻结管安全。该井筒冻结砾岩层段爆破施工的成功经验 。 展开更多

关键词 立井井筒 冻结砾岩层 空气柱不偶合装药结构 光面爆破

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超重板模板支撑架设计与受力监测分析

14

作者 牛学超 范晨 +1 位作者 陈辉 李石磊 《北京工业职业技术学院学报》 2020年第2期35-38,43,共5页

厚度2.8 m的现浇混凝土楼板的重量远大于危险性较大模板支撑体系规定的荷载值,采用通常的模板支撑架不能满足立杆稳定性验算的要求。设计超厚板独立支撑模板支撑体系,在模板支撑架立杆上布置应变测点,采集浇筑混凝土过程中的应变数据。... 厚度2.8 m的现浇混凝土楼板的重量远大于危险性较大模板支撑体系规定的荷载值,采用通常的模板支撑架不能满足立杆稳定性验算的要求。设计超厚板独立支撑模板支撑体系,在模板支撑架立杆上布置应变测点,采集浇筑混凝土过程中的应变数据。分析显示:局部测点应变值偏大与模架下方立杆偏心受压有关,浇筑混凝土过程中出现瞬间动载远超静态荷载应变允许值等现象。建议应用类似模板支撑结构时,设计更为合理的立杆上方承载装置;浇筑和振捣混凝土形成的动荷载是模板支撑架的安全隐患,有必要进一步研究动荷载与模板支撑架稳定性之间的关系。 展开更多

关键词 超重板 模架设计 模架监测 模架动荷载

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爆炸作用下空孔周围应力场变化的模型实验 被引量：34

15

作者 岳中文 杨仁树 +2 位作者 郭东明 牛学超 马鑫民 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期624-628,共5页

为了研究空孔在爆破中的作用机理,应用爆炸载荷动态焦散线测试系统,模拟爆破过程,进行了PMMA(有机玻璃)模型透射式动态焦散线实验,着重研究了爆破中空孔周围应力场变化过程.结果表明,空孔对应力波导向作用很明显;空孔附近主应力差瞬间... 为了研究空孔在爆破中的作用机理,应用爆炸载荷动态焦散线测试系统,模拟爆破过程,进行了PMMA(有机玻璃)模型透射式动态焦散线实验,着重研究了爆破中空孔周围应力场变化过程.结果表明,空孔对应力波导向作用很明显;空孔附近主应力差瞬间达到最大值,随后呈振荡变化的下降趋势;空孔附近最大拉应力方向基本在垂直于炮孔与空孔连线的方向变化. 展开更多

关键词 爆炸载荷 空孔 应力场 动态焦散线 主应力差

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爆炸载荷下缺陷介质裂纹扩展的动焦散试验 被引量：22

16

作者 杨仁树 杨立云 +3 位作者 岳中文 肖同社 董聚才 牛学超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期187-192,共6页

应用动态焦散线测试系统,模拟含缺陷岩体爆破过程,进行了PMMA(有机玻璃)模型透射式动态焦散线试验,着重研究了与预制裂隙共线的炮孔爆炸作用下裂纹扩展的规律.试验结果表明,爆炸载荷下裂隙两端分别产生了1条翼裂纹A和B,翼裂纹A的长度大... 应用动态焦散线测试系统,模拟含缺陷岩体爆破过程,进行了PMMA(有机玻璃)模型透射式动态焦散线试验,着重研究了与预制裂隙共线的炮孔爆炸作用下裂纹扩展的规律.试验结果表明,爆炸载荷下裂隙两端分别产生了1条翼裂纹A和B,翼裂纹A的长度大于翼裂纹B的长度,2条翼裂纹向相反的方向扩展;随着翼裂纹长度的增加,裂纹扩展速度出现快速增加,减少,再增加,再减少的振荡过程;翼裂纹扩展加速度也始终存在着加速与减速不断交替变化的现象;翼裂纹尖端动态应力强度因子呈快速增大到逐渐减小连续振荡变化的趋势,动态应力强度因子KdⅠ最大值为1.3 MN/m3/2,KdⅠ一直大于KdⅡ. 展开更多

关键词 爆炸载荷 缺陷介质 裂纹扩展 动态焦散线 应力强度因子

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爆炸应力波作用下层理介质断裂的动焦散实验分析 被引量：20

17

作者 杨仁树 牛学超 +1 位作者 商厚胜 经来旺 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期36-39,共4页

利用爆炸加载动焦散试验系统,进行了有机玻璃的透射式动焦散试验.记录了含层理介质裂纹扩展的全过程,发现裂纹穿过层理偏移一定距离后继续扩展的现象.给出了爆炸荷载作用下裂纹尖端应力强度因子随时间的瞬态变化曲线.对爆炸应力波在层... 利用爆炸加载动焦散试验系统,进行了有机玻璃的透射式动焦散试验.记录了含层理介质裂纹扩展的全过程,发现裂纹穿过层理偏移一定距离后继续扩展的现象.给出了爆炸荷载作用下裂纹尖端应力强度因子随时间的瞬态变化曲线.对爆炸应力波在层理介质中引起断裂的机理进行了进一步的研究,讨论了层理对应力波传播的影响.利用应力波传播理论分析,得出层理中裂纹与层理后裂纹产生的机理不同,为层理岩体定向断裂控制爆破研究提供了新方法. 展开更多

关键词 爆炸应力波 层理介质 动焦散 应力强度因子

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喷射混凝土速凝剂的应用与发展 被引量：29

18

作者 杨仁树 肖同社 +1 位作者 刘波 牛学超 《中国矿业》 北大核心 2005年第7期79-81,共3页

速凝剂是一种非常重要的混凝土外加剂。本文论述了喷射混凝土速凝剂应用和国内外速凝剂的研究发展现状,分析了现有速凝剂存在的主要问题,提出了今后速凝剂的发展趋势。

关键词 喷射混凝土 速凝剂 混凝土强度 回弹率

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矿区表土疏水沉降机理及其与井壁破裂的关系 被引量：8

19

作者 经来旺 张天勇 +1 位作者 徐辉东 牛学超 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期61-64,共4页

为了揭示矿区表土疏水沉降的机理,并透析表土沉降与井壁破裂之间的关系,从表土疏水沉降的模拟实验入手,分析了矿区表土缩水沉降的机理。揭示了矿区表土层中非压缩区的存在,并在此基础之上分析了立井井筒所承受的负向滑动摩擦力的形成及... 为了揭示矿区表土疏水沉降的机理,并透析表土沉降与井壁破裂之间的关系,从表土疏水沉降的模拟实验入手,分析了矿区表土缩水沉降的机理。揭示了矿区表土层中非压缩区的存在,并在此基础之上分析了立井井筒所承受的负向滑动摩擦力的形成及变动规律,剖析了井壁破裂与表土层厚度及下含水水位的特定对应关系,为揭示井壁破裂时间的可预测性奠定了基础。 展开更多

关键词 疏水沉降 机理 负向摩擦 破裂预测

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采空区矿井瞬变电磁法探测技术 被引量：18

20

作者 占文锋 王强 牛学超 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2010年第8期115-117,共3页

为了查明木城涧煤矿采空区范围及其富水性特征,运用矿井瞬变电磁法对采空区进行探测,探测过程中采集了2组感应磁场强度数据。通过对采集到的数据进行分析和处理,基本上查明了采空区的范围和富水情况。结果表明:采空区内富水性较强,局部... 为了查明木城涧煤矿采空区范围及其富水性特征,运用矿井瞬变电磁法对采空区进行探测,探测过程中采集了2组感应磁场强度数据。通过对采集到的数据进行分析和处理,基本上查明了采空区的范围和富水情况。结果表明:采空区内富水性较强,局部地区由于顶板垮落作用,富水性减弱,因而视电阻率呈现不均匀变化。建议在采空区周围留设合适的防水煤柱,以保障周围工作面的安全回采。 展开更多

关键词 木城涧煤矿 瞬变电磁法 采空区 富水性探测

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