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煤层气富集矿井采空区瞬变电磁波场变换成像技术

2021-11-09

重庆大学学报 2021年10期

邱 浩

(1. 煤炭科学技术研究院有限公司 安全分院,北京 100013;2. 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院),北京 100013;3. 北京市煤矿安全工程技术研究中心,北京 100013)

随着中国煤矿开采深度及开采强度不断加大,煤层气勘探工作不断深入,采空区、采动裂隙、煤岩层中的煤层气资源,已成为煤层气富集矿井的重要资源[1]。煤层气主要是以吸附状态赋存于煤层微孔隙中,由于不同的沉积环境、煤层埋藏和热演化史、构造作用、温压条件和水文条件,导致煤层气在煤层中的吸附解吸动态平衡发生变化,使煤层气分布不均匀,进而形成煤层气的相对富集区[2-4]。煤矿采动过程会加速破坏解吸动态平衡,使煤层气加速向采空区和采动裂隙中扩展[5-6],因此,精准探测采空区及采动裂隙范围,是矿井采空区煤层气资源开发的前提。

在煤层气富集矿井中,采空区及采动裂隙中一般存在一定量的积水,形成煤层气与水共存的地质情况。采空区内的积水与水基压裂液作为低阻目标体,与煤层气位于同一采空范围之内,因此可通过对其进行探测确定采空区及采动裂隙发育范围,进而确定煤层气富集区。在众多积水采空区探测方法中,矿井瞬变电磁法对低阻体反应敏感、多匝小回线装置轻便高效,成为最常用的探测富水采空区及采动裂隙方法之一[7],也成为间接探测煤层气的有效方法。在煤层气富集矿井瞬变电磁法探测方面,葛燕燕等[8]以潘庄区块为研究对象,利用瞬变电磁法对排采井附近的地下水进行探测,分析煤层气排采井地下水的运移规律,对煤层气排采期间水文地质动态变化规律进行监测。……

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