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裂隙场观测设备:技术优化和应用前景

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了实测得到矿区采后覆岩裂隙场发育情况,需要施工观测钻孔。以往的方式是单一依靠钻孔冲洗液漏失量和钻孔取芯来评价裂隙的渗透性。而采用钻孔成像仪可以直观地观测采场覆岩层的岩性结构特征、裂隙发育特征等,从而为确定覆岩类型、分析计算等提供参数依据和资料解释。利用CXK6-Z矿用本安型钻孔成像仪对钻孔中裂隙发育情况进行扫描,并统计裂隙场发育情况。图6.4裂隙平面和孔壁交切得到裂隙展开的余弦图

裂隙场观测设备:技术优化和应用前景

CXK6矿用本安型钻孔成像仪摒弃现有的视频采集卡、控制器、笔记本电脑与探头组合的系统结构模式和剖面图人工编辑模式,而采用先进的DSP图像采集与处理技术,系统高度集成,探头全景摄像,剖面实时自动提取,图像清晰逼真,深度自动准确校准,可对所有的观测孔进行全方位、全柱面的观测成像(垂直孔/水平孔/斜孔/俯、仰角孔),是国内最先进的一套孔内光学成像系统(图6.1)。

图6.1 CXK6矿用本安型钻孔成像系统

CXK6矿用本安型钻孔成像仪是在JL-IDOI(A)智能钻孔电视成像仪的基础上,根据煤矿井下的地质条件和工作环境特别改进设计的钻孔全景成像设备,可用于观测:

①矿体矿脉厚度、倾向和倾角;

②地层岩性和岩体结构构造等;

③观测和定量分析煤层等矿体走向、厚度、倾向、倾角,以及层内夹矸及与顶板岩层的离层裂缝程度等;

④断层裂隙产状及发育情况;

⑤含水断层、溶沟溶洞、岩层水流向等;

⑥煤矿顶板地质构造、煤层赋存、工作面前方断层构造、上覆岩层导水裂隙带等探测。

该设备不仅能实时直观地观测到钻孔内的各种结构构造,而且能将整个钻孔进行成像并展开成平面图和三维柱状图,可以生动直观地再现孔内结构体并进行定量分析;可以有效探测煤层产状、厚度等赋存情况,合理科学地指导组织生产;通过对同一钻孔的周期性对比观测成像,可以揭示煤层巷道围岩节理、断层和裂隙等发育变形情况,预测巷道顶板离层冒落、巷道失稳等地下灾害的发展趋势,为采取科学有效的预防处理措施提供参考,降低开采风险和生产成本;可以对巷道的支护设计、围岩注浆加固及巷道修复等有效性进行评估并提供真实有效的技术数据,提高煤矿井下生产的安全性。

为了实测得到矿区采后覆岩裂隙场发育情况,需要施工观测钻孔。以往的方式是单一依靠钻孔冲洗液漏失量和钻孔取芯来评价裂隙的渗透性。而采用钻孔成像仪可以直观地观测采场覆岩层的岩性结构特征、裂隙发育特征等,从而为确定覆岩类型、分析计算等提供参数依据和资料解释。

在平煤神马集团十矿北翼东区戊组设置瓦斯抽采专用巷道,施工钻孔参数见表6.1。利用CXK6-Z矿用本安型钻孔成像仪对钻孔中裂隙发育情况进行扫描,并统计裂隙场发育情况(图6.2、图6.3)。(www.xing528.com)

表6.1 观测孔参数表

续表

图6.2 钻孔位置布置三维空间

图6.3 钻孔成像仪系统结构

CXK6矿用本安型钻孔成像仪自动准确校准深度,可对所有的观测孔全方位、全柱面观测成像,得到的图像不但可以被用于定性地识别钻孔内的情况,还可以被用来定量地分析钻孔中的地质现象,如裂隙的宽度、倾角和产状等,其优点弥补了常规地质勘探技术的不足。

通过对钻孔进行扫描得到柱状钻孔图,裂隙平面和孔壁交切得到裂隙展开的余弦图像即裂隙面与孔壁的交线关系,如图6.4所示。

图6.4 裂隙平面和孔壁交切得到裂隙展开的余弦图

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