采矿地球物理学总结(2)

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1、1.采矿地球物理学是采矿科学屮的一个新的分支，是利用岩体屮自然的或人工激发的物理场来监测岩体的动态变化和揭露已有的地质构造的一门学科。釆矿地球物理学的最大特点是在更深层次上认识地下岩层的特点及运动规律。2.在地球内部，由人工激发或天然原因产生的地震，其能量以波动形式向周围传播，这就是地震波3.地球磁场的基本特征固体地球是一个磁性球体，有自身的磁场。根据地磁力线的特征来看，地球外磁场类似于偶极子磁场，即无限小基本磁铁的特征。但其磁轴与地球自转轴并不重合，而是呈11.5°的偏离（如图2・9所示）。地磁极的

2、位置也不是固定的，逐年都有一定的变化。确定地磁场状态的三要素磁场强度F、磁偏角D、磁倾角I。4.重力异常：地球的地面起伏甚大，内部的物质密度分布也极不均匀，在结构上还存在着显著差异。这些都使得实测的重力值与理论值之间有明显的偏离，在地学上称Z为重力异常。对某地的实测重力值，通过高程及地形校正后，再减去理论重力值，差值称作重力异常值。如为正值，称正异常；如为负值，则称为负异常5.从地面向地下深处，地热增温的现象随着深度的改变是不均匀的。地面以下按温度变化的特征可以划分为三层：外热层（变温层）：常温层该层

3、地温与当地的年平均温度大致相当，且常年基本保持不变，其深度大约为20〜40m。增温层在常温层以下，地下温度开始随深度增大而逐渐增加。6.采矿地球物理的任务及前景：用地球物理的方法来解决采矿现场的实际问题，例如矿床的勘探问题，矿山动力现象，采矿工程问题等。一些特殊的采矿问题可用采矿地球物理方法来解决。方法包含微震法、振动法和地音法，重力法，地电法，还有热法，原子能法等。有如下优点：（1）与打钻孔、掘巷道探测來说，观察、测量成本低；（2）采矿中的许多现象和过程只能用采矿地球物理方法才能进行测量、记录和分析

4、。例如岩体震动、冲击矿压、煤和瓦斯突出等矿山动力现象；（3）获得的信息量大；（4）研究测量具有非破坏性。>前景：采矿地球物理方法在解决地质、采矿技术、采矿安全技术问题的多样性和有效性，以及解决这些问题的先进性和优越性，表明了采矿地球物理方法在解决采矿生产安全技术问题方面的巨大潜力。>采矿地球物理学中所采用的方法，如微震法、地咅法、振动法等观测记录的信息多，分析处理的信息量也大。借助计算机技术可建立一些新的地球物理模型,进一步解决一些采矿、地质、安全等方面的复杂问题。可以预计，二十一世纪采矿屮应用的测量

5、、观测方法主要将是地球物理方法。7.冲击矿压是聚积在巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放，将煤岩抛向巷道，同时发出强烈声响，造成煤岩体震动和破坏，支架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏等的动力现彖根据能量准则，冲击矿圧是煤体一围岩系统在其力学平衡状态破坏时所释放的能量大于所消耗的能量吋产生的动力现象采掘空I'可周围煤岩体中的静载荷与矿震形成的动载荷叠加，超过煤岩体冲击的最小载荷时，就发牛冲击矿压灾害，这就是冲击矿压发生的“动静龛加诱冲原理&基于煤层顶底板刚度描述冲击地压：当煤层和顶底板的刚度均大于

6、零，则煤岩体处于稳定状态当煤层的刚度小于零，但煤层和顶底板的刚度之和大于或等于零，则煤岩体处于亚稳定或静态破坏状态；当煤层和顶底板的刚度Z和小于零时，煤岩体将产生剧烈破坏，发生冲击矿压。O09.矿山震动的特点：振动频率大约0~50Hz；震动能量从102（较弱）到1010（较强），对应里氏震级0〜4.5级；振动范围从弱的几百米到强的几百、甚至几千公里。高频低能或者低频高能。O10・矿山震动对环境的影响:在采矿巷道中发生震动和冲击矿压，将会引起1）巷道、工作面的破坏，人员的伤亡2）在冲击矿压区域人员伤亡，

7、但巷道损坏不大3）在较大能量的震动和冲击矿压发生时，地表产生振动，使建筑物产生裂缝甚至倒塌。即可分为：对井下巷道的影响、对矿工的影响、对地表建筑物的影响11、，爆炸震动波在煤岩介质屮传播时，随着传播距离的增加，信号屮的高频成份急剧衰减,主频分布在0-60HZ。从衰减指数来看，“穿层”传播的垂直向衰减指数大于“顺层”传播的水平向。但水平传播距离对于垂直向能量的衰减具有显著性影响。看图分析：冲击矿压发生于煤柱位置关系。13采空区顶板活动高度受到工作面长度影响，即覆岩运动高度主要受釆空区短边（多为工作面长）

8、控制。若工作血长度较小，工作血开采吋，当推进距离达到工作僧长吋顶板活动高度达到极大值，顶板活动强度达到极大值，之后顶板活动性基本不随工作面推进而增加。当下一个面开采时，增加了采空区倾向宽度，顶板活动范围继续向上层位发展，顶板活动性增强,且当工作而推进到两而长度Z和附近时活动性达到最大值。因此，当顶板岩层活动范围未发展到地表以前，随着工作面增加，顶板活动强度也逐渐增强。冲击矿压专家形象的称之为“见方效应”见图6-1--1214纵波首次进入时间法一P法：这是