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勘探技术论文(合集7篇)

时间:2022-12-20 01:28:13
勘探技术论文

勘探技术论文第1篇

(1)高分辨的地震勘查技术。由于目前的地震仪具有体积小,重量轻,适应性强等特点,因此可以适应不同的地理条件和地质条件恶劣的勘探活动,从海洋到陆地,沙漠都可以开展地质勘探工作。高分辨的二维、三维观测系统可以查明断层落差,圈定煤层分叉合并区,对煤层厚度进行系统的分析,以便对煤矿的整体结构进行精确设计,并对煤炭如何开采进行指导。

(2)重磁电及地质雷达勘查技术。采用瞬变电磁法勘探,高精度磁法勘探,高精度重力勘探,直流电法勘探,地质雷达探测,频率域电磁法勘探等方法进行勘探。通过地质探测,通过土壤、岩石密度、成分等得出煤田的整体结构,通常应用于煤田地质勘探、石油地质勘探和地下水勘探资源等领域。对断裂、褶曲、沉积盆地和陷落柱等地质构造的探带等地质构造进行勘探,通常用于煤田的采空区以及矿井等工程。

(3)测井勘查技术。测井根据不同的测井仪器来进行。测井时,下井仪器在井中移动,除记录测量数据外,还必须同时记录数据的深度值。测井的深度值一般是根据电缆在井下的深度确定的,采用电、声、核系列物理参数测井,水文测井及煤层等技术,可以确定煤层的厚度、分部、成分、非煤系底层的厚度。通常应用于煤岩层力学性质分析,煤层炭灰水分析,煤层沙泥,以及地下水分析等。

(4)遥感技术。遥感技术通常应用于煤炭地质填图,构造分析,煤矿矿区灾害评估等方面,通过多元地学信息复合分析和处理,重点提取含煤地层、控煤构造、水文地质、工程地质和环境地质信息;布置野外填图路线,进行煤炭地质填图,确定地层、煤层、构造位置;然后根据地质填土确定煤矿的地质资料。

2煤炭地质勘探技术的发展趋势

近几年钻探仍将是获取第一手地质资料的重要手段。物探仪器不断更新,向着高灵敏度、高分辨率、高精确度、遥控、计算机自动化控制和处理、数据分析和三维成像显示方向发展;物探方法向着多维、多参数测量、多方法组合发展;计算机自动化智能技术将普及到地质勘探的各个方面,实现智能化管理整个勘探系统。依靠科技的进步,促进煤炭地质勘探的可持续发展,积极开展煤炭地质勘探的理论知识和研究方法。依靠地质勘探理论,依靠先进的设备,依靠我们煤炭地质的经验,加强煤田地质勘探基础研究,为煤炭地质技术的可持续发展提供理论支撑和技术支撑,从而发展我国的煤炭地质勘探技术,为我国煤炭的增产、经济发展做贡献。

3我国地质勘探技术发展的几点建议

(1)我国地域广阔,煤炭资源分布数量大且煤类齐全,但是地域的煤类数量差异较大,各地之间煤矿构造、煤炭种类不同。根据我国的煤炭资源分布特点,勘探开发现状,要争取国家优惠政策,加强地质勘查力度,探明我国的煤炭资源,为我国的煤炭工业提供可持续发展依据。

(2)加强煤田地质勘探的设备更新改造和人才队伍的建设。加强对大学生的培养,要以实践为基础,加强人才队伍的理论基础和实践经验。多举办交流会,加强国际国内之间的技术交流和合作,促进煤田地质科技勘探工作向深度和广度发展。

(3)加强我国煤炭资源的整体规划,对于已经查明的煤炭资源实行保护性开放和综合性利用。对于我国较大的煤炭或者重要基地,合理规划,制定可持续发展的方案和措施。对于一些污染较大或者安全性能不达标、非法开采的小煤矿,要进行取缔或者联合改造,改进采煤方法,提高回采率,减少环境的污染,减少事故。

(4)加强我国煤矿行业的建设,对一些非法的煤矿开采要及时取缔,不合理的开采方式要予以指导,保证我国煤炭行业的健康发展。对于一些占而不开、占大开小的现象及时予以纠正。加大煤矿行业的监管力度、执法力度。

(5)加强煤层气勘探的开发。煤层气是新型节能能源,煤层气的开发与利用可以有效地降低大气污染程度,减少温室效应,同时也可以增加洁净能源的总量。

4总结

勘探技术论文第2篇

地震勘探技术以岩石的弹性差异为物理基础。当在地面施加的人工地震波在地下传播时,会遇到各种性质不一致的岩层分界面,进而发生折射与反射等物理运动,这时在地表的检波器会接收到各种与地震波经过的地下岩层性质有关的地震波信号,根据对这些地震波的分析判断,可以推测出各岩层的形态与性质。由此可见,地震勘探技术的勘探程度相对于其他地球物理勘探技术有着明显优势。煤田地震勘探技术是一种应用较为广泛的煤田地质勘探方法,这种技术已经逐步应用到煤田地质勘探的各个阶段,对于煤田地质勘探工作具有重要意义。

2煤田地震勘探技术发展现状

现如今,煤田地震勘探技术发展十分迅速,主要以数字化为主要标志。煤田地质勘探工作中充分利用二维和三维地震勘探技术,可以有效解决例如煤层埋藏深度、煤层起伏变化情况、断层分布情况以及可能危及矿井正常生产的地质灾害等煤田地质勘探工作。近些年来,由于物探技术水平的大幅提高,煤田地震勘探技术也在不断改进和发展。特别是随着计算机技术以及电子技术取得飞速发展,煤田地震勘探技术已经发展到如今的三维甚至四维、多分量程度,为我国煤田地质勘探工作做出了卓越贡献。随着科学技术的发展,煤田地震勘探相关技术也有了质的飞跃,其中主要体现在地震相解释以及分析技术、波阻抗反演技术、三维可视化技术、神经网络数字化处理技术等,这些理论和技术都在一定程度上为煤田地震勘探技术的发展奠定了坚实基础。煤田地震勘探技术的一个重要部分就是后期数据处理,发展了许多诸如Geocluster,Seimic等著名软件系统,以适应煤田地震勘探后期数据处理工作。总而言之,由于科学技术的发展以及相关学科的不断深入研究,煤田地震勘探技术水平也在逐步提高。

3煤田地震勘探技术的应用

近年来,随着煤田地震勘探技术的发展,煤田地质勘探已经逐步走向地质复杂地区,特别是对于采区三维地震勘探技术的不断发展,使得井田地震勘探工作取得巨大成就。煤田地震勘探技术的应用主要集中在以下几个方面。

3.1查明煤层的形态应用煤田地震勘探技术可以有效探明目的层的具体形态,依据实施地震勘探工作区域地形及地质条件复杂程度,勘探精度可以达到85%~95%,能够清楚查明幅度高于5m的小型褶曲,勘探深度误差可以达到2%之内。

3.2勘探煤层中小断层结构煤田地震勘探技术的主要工作还是查明煤系地层复杂地质构造,三维地震勘探技术主要应用面积观测方法,利用这种技术可以真实反映剖面各个断层的变化及走向,并且在确定断层走向与断层落差精度方面取得了突破性进展。

3.3划定陷落柱与采空区范围地震勘探陷落柱的主要原理是:当地震反射波经过陷落柱时,反射波由高速层面进入低速层面,使得反射时间发生延迟,从而较为准确判断陷落柱位置与塌陷深度。由于地震勘探技术发展程度还不够完善,所以煤田地震勘探技术划定陷落柱范围主要集中在落差25m以上的陷落柱,精确度可以达到80%以上。采空区范围的确定对于煤田地质勘探工作具有重要意义,只有准确划定采空区范围才能保证煤矿开采的安全顺利进行。采空区物理环境十分复杂,因此形成的波阻抗相差不大,还可以形成煤层反射波阻,因而在时间剖面上很难被工程技术人员识别。准确划定采空区位置仍将是煤田地震勘探技术需要继续探索研究的内容。

3.4判断煤层厚度变化及煤层所含煤矸石特性在判断煤层厚度变化时,需要根据特定数量钻孔的已知煤厚准确标定比例系数,由此便可以依据煤田地震勘探资料定量判断煤层厚度。在判断煤层厚度变化的众多煤田地震勘探技术中,谱矩法计算方法可以得到较为准确的结果,误差较小。煤层中矸石带相对于煤层而言是一个高速层,能够与煤层形成差异较为明显的波阻抗,更容易被识别,但是却不能被分辨出来。

4煤田地震勘探技术对矿井建设和生产的实际意义

煤田地震勘探技术提高了煤田地质勘探精确度,为建设高产高效矿井奠定了坚实基础,对于指导矿井安全生产和优化矿井设计具有重大现实意义,通过判断各种地质构造位置及范围可以为矿井建设施工提供指导意见,从而有效减少矿井建设的盲目性。煤田地震勘探技术可以准确查明主采煤层厚度变化情况、准确划定采空区范围、判断地质构造类型及其性质、确定奥灰水顶界面位置,因此,煤田地震勘探技术可对矿井建设中可能遇到的水害等复杂问题做出有效预测。

5煤田地震勘探技术发展趋势

据预测,直到2050年,我国煤炭占一次能源的比重还将达到半数左右,因此,我国长期依赖煤炭作为主要能源的情况不会发生太大变化,为了我国煤炭能够稳定供应,煤炭工业势必走向可持续发展之路。随着煤田地震勘探技术的不断发展,煤炭开采企业对于物探工作提出了更高要求,在一定程度上促进了我国煤田地震勘探技术的推广与应用。今后,我国煤田地震勘探技术发展趋势主要有以下几点。

5.1煤田地震勘探设备逐步走向数字化地震勘探技术发展了将近半个世纪,地震勘探设备由最初的光点仪发展到之后的模拟仪,最终发展到现在的数字地震仪。随着计算机技术以及电子元件的不断发展,煤田地震勘探设备数字化程度将会不断加强。今后,我国煤田地震勘探设备及相关数据处理软件将会向着高数字化方向继续前行。

5.2对于煤田地震勘探技术的资金投入将会大幅增加只有进行切实可行的高精度、多分量地震勘探工作,才能在煤田地震勘探方面取得突破性进展,而进行这项工作的前提就是具有先进的仪器设备。拥有了先进的仪器,我们还需要加强对于煤田地震勘探技术相关人才的培养工作,这些都将需要我们加强经济投入,而这对于矿井甚至我国物探工作来说所带来的利益却是不可估量的,可以说这是一项一本万利的工程。

5.3强化煤田地震勘探工作中岩性分析解释的工作目前的煤田地震勘探工作大多还是停留在定性基础上,而这远不能满足我国煤矿开采的要求,在今后的煤田地震勘探工作中,我们要努力提高勘探精度,从定性逐步向定量发展,精确判断煤层特点与性质各种地质情况等。只有这样才能为我国矿井建设提出准确可靠的指导性意见。

6结语

勘探技术论文第3篇

我国的勘探技术发展的较早,如今应经比较成熟,在煤矿的勘探方面尤其如此,其先进性主要体现在几个方面。第一,完善了煤矿综采成套装备。全国积极建设高产高效矿井,结合世界的先进技术,煤矿主要技术经济指标接近或达到了世界先进水平。第二,提高了煤田地质勘探的精度。以三维地震勘探技术为核心并结合其他的数字勘探技术,提高了井田的精细度,保障了大型矿井设计。半煤岩巷掘进机的研制成功,将巷道掘进施工的机械化水平提高到了一个新的层次。第三,提高了安全生产的技术水平。我国不断创新和推广煤矿安全生产技术,全国煤矿事故死亡人数和事故发生率等指标呈下降趋势。第四,将环保技术应用到煤矿生产中。为了加快煤矿资源的工业化和产业化,我国在煤矿资源综合加工利用方面取得了巨大的进展,煤矿的洁净燃烧技术以及其他煤化工技术达到了世界水平。

二地质勘探技术的种类

1地震勘探技术

地震勘探工作主要是通过探测地下各介质的密度和弹性的差异来实现的。在进行技术勘探时,首先探测人员要人工激发地震波,当地震波在向地下传播的过程中遇到介质弹性或密度等特性不同的煤岩层时,会朝着不同的方向进行反射或折射,这样勘探人员借助检波器来接收信号。通过对这种信号的观测、记录以及分析,技术人员可以判断出煤岩层的分布情况和煤层的性质,为之后的开采方案提供有利参考。地面地震勘测技术主要应用于煤田较浅区域的地质勘探,对于超过800m深度的范围,就需要引入矿井地震勘探技术。

2地质雷达勘探技术

采用此类方法对煤矿地质进行勘探的理论依据是不同的地下介质其电性参数不同,其中电性参数有电阴率等。地质雷达勘探技术利用高频电磁脉冲波来探测煤岩层的地质情况,可以清楚地显示一定范围中的岩石、水体等的分布状况,使人们在进行煤矿开采工作前就对煤田的地质情况分布有充分的了解,在开采方法确定时便可拥有相关的参考资料。

3高密度电阻率法

高密度电阻率法是新发展起来的一种地质勘探技术,它通过测试岩石介质的导电性,人为建立地下稳定的电流场。之后技术人员借助于观测和分析电流场的分布,来对煤田的地质情况加以了解和探测,以此达到地质勘探的目的。

4井下直流电法透视

当煤田区域的地下水资源出现异常情况时,主要采用这种方法实施勘探,将水资源异常的区域分布情况掌握清楚,此项技术可以将地下采煤区的导水构造连同整个水资源的分布进行准确探测,有利于煤矿在开采过程中避开水层,这对于提高开采的安全性和施工的安全性有重要的作用。

三地质勘探在煤矿生产中的作用

煤矿的安全生产离不开勘探技术,从计划开采的选址一直到煤炭资源衰竭都一直有煤炭勘探技术的参与。在煤炭开采中的高危事故也与勘探工作相关,因此煤矿地质勘探工作是十分重要的。

1预防煤矿水灾事故

煤矿中的水灾一直是开采中的普遍问题。其危害极大,当水涌入矿井时,不但会造成极大的人员伤害,重则还会造成塌陷事故,影响开采,直接导致煤矿报废。另外当水涌入矿井时还会给周围的环境造成伤害。煤矿的水灾防治需要地质勘探工作的参与。在煤矿的开采前可以进行周围水文资料的收集,通过分析掌握地层中的水量规律,在开采时时刻注意煤矿的雨量分布等因素,这样才能科学指导煤矿开采,有效避免水害。此外,对一些煤炭矿藏的特殊地点进行开采时,尤其是老塘,旧巷等一些水害高发地段,一定要先勘探,再开采。在勘探时遇到疑问一定要仔细勘探,务必将开采中可能导致涌水事故的原因进行最大可能的排除,这样可以有效降低水害,减少开采人员伤亡。

2预防设计不合理的安全隐患

煤矿的开采首先是要确定矿井的位置,这个位置不是随便定位的,它需要对周围的环境进行了解,找到最佳的位置,恰当的位置可以减少很多危害。在进行煤矿的整体开采方案设计时,寻找矿井位置的主要依据就是进行勘探后的结果。地质勘探可以确定地层的结构,矿藏走向,深度等,并对周围的各种导致危险的隐患进行深入理解,如瓦斯,水层等。根据这些勘探结果才能进行进一步的研究,科学得确定开采方案。因此煤矿地质勘探是进行开采时的必须步骤,勘探结果的准确,全面,具体对开采难度估计及降低开采事故发生有重大作用。

3预防煤矿瓦斯事故的发生

瓦斯在煤矿的开采中一直存在的大问题,很多事故发生都与其有关,其对采矿的威胁极大。瓦斯爆炸不仅威胁井内安全还会威胁井上周围环境,带来了极大的损害。瓦斯的分布可以利用地质勘探进行确定,针对其分布可提前预防。对矿藏周围的瓦斯情况要在开采建井之初就要进行勘探,了解含量多少,进行多次分段采样,从而对全区的瓦斯有一个清晰的认识,这些详细的资料对开采中的瓦斯预防非常重要,可极大降低瓦斯事故。

4预防煤矿顶板事故

勘探技术论文第4篇

1.1地质勘探概述地质学重点是探索地球的形成原因与演化进程的自然哲学,与数学、生物、化学、物理并列为五大基础学科。其产生与发展源于人类对煤炭、石油、金属与非金属等能源的需求,被地质学引导的地质矿产能源勘探是人类维持生存、发展的基本泉源。地质学研究地球的物质构成、内部结构、外部特质、各个层圈彼此间的相互作用及演化过程。伴随生产力的不断发展,地质学的应用越发宽泛,如建筑、预测地震或滑坡、矿产能源的勘探、古生物研究等。地址勘探就是要通过各个种类的技术手段对地质与地貌实施探测、勘察,确立适宜的承受荷载的土层,即持力层,依据持力层的承受力,计算基础指标,确立基础规范,对约定区域内的地层、地貌、构造、岩石、水文、矿产等进行调研的工作活动。地质勘探的目的是搜寻具有工业意义的矿床,查明矿藏的质量与数量,探寻开采技术手段,提供矿产储量与地质材料供矿山建设使用。

1.2地质勘探方法

1.2.1钻探法。通过钻机从地表往地层中打孔,对地表下情况进行探测,可沿钻孔进行取样,能够获取深层的地质资料。钻探法是最常用的一种地质勘探方法。

1.2.2物理探法。通过物理手段和物探仪器,对人工或是天然的地球物理场的变化进行探测,通过研究获取的探测资料,根据岩石或矿石的物理特性,对地质以及矿产情况进行推测、判断。依据勘探实施场所可将物理探法分为井中物探、地面物探、航天物探、海洋物探。依据物理性质的不同可将物探方法分为磁性勘探、电法勘探、地震勘探、放射性物探、重力物探。

1.2.3坑探法。通过人工或者机械手段进行挖掘,工作人员进入内部,对地质以及矿产情况进行直接探测与取样,能够获取精准的地质资料,明确真实的矿产储量。坑探法能够验证钻探法与物理探法的准确度。

1.3地质勘探原则地质勘探工作要本着以下原则,以保障工作的井然有序。

1.3.1整体规划原则。仔细规划地质勘探工作,协调好调研矿产能源与地质情况工作,对政府以及公众事业的地质勘探做好规划,对大范畴地质勘探工作做好长期规划,发挥地质勘探在矿产勘探与市场经济中的重大作用。

1.3.2合理控制原则。我国的矿产能源富饶,分布较广,地质勘探机构要严格按照国家能源及人口的分布、市场经济与社会发展需求、城镇布局、基础设施建设等实际情况,认真规划地质勘探工作,合理控制,保障地质勘探工作有的放矢。

1.3.3狠抓重点原则。突出重点是地质勘探工作的主导思想,有关基础设施建设、工程状况、资产能源、地质情况等是地质勘探工作的重点。在地质勘探工作中要以此为抓手,突出重点,提升工作细密程度。

1.3.4科技创新原则。开展地质勘探工作要求工作人员具备较高的专业技术,要注重加强对地质勘探科研创新技术的学习,增强理论知识的补充与完善,推进地质勘探队伍的信息化建设,实现技术创新在地质勘探工作中的高效运用。

2我国地质勘探技术现状

我国的地质勘探工作由国有勘探单位与商业勘探企业负责。伴随市场经济机制的发展与完善,国有地质勘探单位正渐渐向商业勘探目标发展。尽管当前我国的地质勘探技术取得了不小的进步,具备了一定的勘探装备制造能力,但是与勘探技术和勘探装备制造技术先进的国家相比仍然落后一定的距离。相差的距离主要体现在贮备技术落后,成果转换迟缓,缺少综合研究工作人员,欠缺自主发展创新能力。我国地质勘探技术与勘探装备与发达国家相比有很大的落后,至今没有完整的自主研发的成像勘探装备。针对地质勘探工作的现状与问题,应进行技术创新,以提高地质勘探工作的效率与经济效益,缓解当前的能源危机,满足经济发展对能源的需求。

3地质勘探技术的创新研究

3.1现代技术的全面运用目前我国的地质勘探技术是多种多样的,随着我国科学技术的不断发展和进步,地质勘探技术必须要结合实际的现代化科学技术,这样才能在一定程度上提高地质勘探技术的现代性。地质的特点是复杂多变的,根据其物理性的差异,不断地了解和探索地表到深层的基本规律,应用较为精密的测量仪器,从而提高地质勘探数据的准确性。用现代信息系统把数据制作成可供技术人员参考的图标,地质勘探工作人员要进行密切的合作与交流,这样才能不断地提高现代地质勘探技术。

3.2运用X射线荧光技术通过有效的实验证实,X射线勘探技术的准确性极高,对地下能源的具置可以准确地定位。这项技术在其作业时受到了一些不利因素的影响,但是在技术方面仍具有一定的优势,是值得我们认可的。勘探作业难度不断加大,这种技术在一定程度上可以保证一定的安全性,我们可以进行深层次的地质勘探,从而保证一定的精准度。X射线荧光技术的产生和应用,较大程度上减少了需要花费的精力,勘探人员可以在较短的时间内做好所有的工作准备,保证勘探作用顺利完成。

3.3运用GPS感应系统实施信息采集GPS感应系统是一种新型的全球定位系统。在地球中的任何一个地方GPS感应系统都可以实现无线电导航,并且持续不断地进行导航定位,从而可以提供准确的三维数据坐标。GPS感应系统的功能非常强大,可以将所有采集到的信息集中起来,这为勘探人员提供了最为有效的信息。GPS感应系统的特殊功能,完善和弥补了传统勘探仪器功能上的不足。GPS感应系统可以对地下矿物能源准确地进行位置定位,还可以根据地质中的特点来判别地下矿物质的组成,这项新型系统的应用推动了勘探行业的发展。

3.4运用甚低频电磁法甚低频电磁法技术可以精确探测深层的地下能源的位置,此技术属于浅层物探技术。甚低频电磁法是利用Fraser滤波所处理的测量数据,并结合地下矿物质的基本赋存和控矿规律,来对地下能源进行位置定位。甚低频电磁法技术具有快捷方便的特点,在矿体空间的定位方面具有明显的效果。甚低频电磁法对信号源有一定的限制,所以在应用甚低频电磁法技术过程中,必须要确保使用该技术的地点能够接收发射的电磁信号。时间也会影响到电磁波的强度,在日出和日落时更为明显,所以,在使用此技术时,必须要选择合适的地点和时间,这样甚低频电磁法技术才能发挥自身最大的优势。

3.5运用地、物、化三场异常相互约束技术目前在勘探行业中,所应用的最基本的勘探方法必须要适用于各种复杂多变的地区形态,其地、物、化这三场异常相互约束的技术方法中更为适合这种复杂的地势,应用后的效果会较为显著。但目前,这种技术正处于试验阶段,为了更好地应用此技术,首先要进行多次的测验,其目的就是发现其中的不足和弊端,有效地采取相应的补救措施进行整改和完善,从而使其技术能够完全符合要求。地、物、化三场异常相互约束技术对目前现代化的勘探行业产生了一定的影响,这种新型技术一般都应用于一些非常规的地球勘察工程中,其效果是非常明显的。这种新型技术结合了地理、物理及化学三门学科来进行技术勘测,在勘探技术上是一个较大的突破。虽然目前所使用的现代先进矿产勘探技术可以确定其表层结构,但无法明确矿产的具置。而这种技术虽然还处于测试阶段,但是可以弥补现行矿产勘探技术的不足,能够准确地发现地质、地球化学及物理的异常情况。实际的实践结果表明,只有对矿山工程及地下水资源不断进行研究和创新,才能准确无误地对地下能源进行位置定位。随着社会不断发展及变化,人们的物质生活水平质量也在不断地提升,对未来生活的要求也越来越高,技术人员的工作从而也受到了一定的影响。为满足目前环境的要求,要不断地进行技术研发,使新型技术成为最大的支持后盾。

4结语

勘探技术论文第5篇

根据已有地质资料分析并结合现场情况,本勘探区的主要技术难点为:煤层埋藏深度变化大,需要设计不同的观测系统进行数据采集;成孔难度大,需要找到适用于本区不同岩性地表尤其在厚层石灰岩出露区的成孔技术;激发条件变化较大,需要找出适用于本区不同岩性地层尤其在厚层石灰岩出露条件下的激发方法[3];静校正难度大,解决大比高复杂地形条件下的静校正问题;钻孔稀少,时深转换难度较大。

二技术对策

1观测系统设计

依据面元边长、最大炮检距、线距、最大非纵距的理论计算公式,确定观测系统参数:CDP网格为5m×10m、线距不大于57m、最浅目的层处最大炮检距不大于370m,最深目的层处最大炮检距不大于750m,最大非纵距不大于400m。结合现场的情况,选择了10线10炮制束状观测系统,观测系统参数为:接收总道数浅部600道、深部1000道,道距10m,线距40m,覆盖次数25次,最大非纵距350m,CDP网格为5m×10m,中点激发。

2成孔方法试验

依据现场踏勘的情况,将勘探区划分为松散层覆盖区、灰岩出露区、灰岩与松散层混合覆盖区3大类,成孔工具选择洛阳铲、风钻。洛阳铲在松散层覆盖区成孔较合适,风钻在灰岩出露区较合适,在灰岩与松散层混合覆盖区应用风钻成孔时,需要在风钻内加入部分水雾才能保证风钻顺利通过薄层松散物。

3试验工作

在灰岩出露区,选择3~6m的井深、用1~2kg药量进行井深与药量组合试验;在风化岩腐殖土覆盖区,依据低降速带调查的结果选择井深至降速带内、药量为1.5~2kg的井深与药量组合试验,在薄层灰岩与薄层黄土交互覆盖区选择药量1.5~2kg、井深5m的单井与双井组合试验。通过试验得出如下结论:在风化岩腐殖土覆盖区,钻孔深度降速带内部2m,用药量2kg激发时能得到较好的试验记录;在灰岩出露区,井深大于4m、药量1~1.5kg激发时,能够得到较好的试验记录;在薄层灰岩与薄层黄土交互覆盖区试验单张记录较差。施工中应尽量避免变观。

4资料采集

测量过程中炮点进行加密测量,保证变观时测量资料的准确性;检波器采用堆放的形式进行接收,以避免道内存在高差而引起地震道的畸变;按束进行施工,遇见孤峰、悬崖、小山丘、村庄等障碍物时应以恢复性放炮技术,遇见大量丢道、炮点不能正常布置的区域,采用在障碍物附近加密炮点的方法进行数据采集。严格按照试验结论进行施工,在资料品质变差时,进行补充性试验。勘探区共完成施工线束13束,按照《煤炭煤层气地震勘探规范》(以下简称《规范》)关于单炮记录的评级标准进行评级,甲级品占总数的41%,乙级品占总数的57.7%,废品占总数的1.3%,成品合格率为98.7%,满足《规范》中的相关要求。

5资料处理

由于山区地形复杂,基岩出露较多,松散层较薄且成分复杂,很难准确取得低速带及降速带的厚度与速度,常规的人工一次静较正满足不了反射波的同相叠加。经过多种静校正方法的对比,本区最终采用分频静校正的方法。分频静校正技术是将常规静校正后的地震记录,利用小波分解或频域滤波的方法分解成不同频带成分,不同频率成分对静校正的精度要求不同,低频成分视波找较大,因此可以求取较大的剩余静校正量,解决周波跳跃问题;而高频成分对静校正的精度要求较高,可以对静校正量进行微调,因此可以采用叠代的方法逐步提高剩余静校正量的精度。

6煤层底板等高线的制作方法

第一步,通过层位解释的t0值,用计算机的解释软件自动生成各煤层的等t0图件;第二步,根据钻孔资料、巷道揭露资料、资料处理提供的速度文件生成各煤层的平均速度平面图;第三步,求取各煤层的相对埋深;第四步,求取各煤层底板标高。从以上步骤看,底板标高的精度取决于煤层平均速度的精度。对于钻孔资料、巷道资料较丰富且均匀分布的区域来说,平均速度的精度一般较高;但对于钻孔资料、巷道揭露资料较少的区域,其精度会大幅度降低,最终影响煤层底板标高的精度,本勘探区就属于此种情况,所以需要寻找高精度的平均速度求取方法。资料处理过程中速度分析的精度较高,它可以提供丰富的叠加速度,可以应用叠加速度、层速度、平均速度之间的关系,将资料处理的各点叠加速度最终转换为平均速度。但这个平均速度与钻孔求取的平均速度会存在一定的差异,需要将叠加速度转换得到的平均速度进行校正,最终采用校正后的平均速度生成平均速度平面图,最终得到各目的煤层的底板等高线图。

三地质效果

1处理成果评价

勘探区覆盖次数基本均匀,浅层目的层反射波连续性较好、信噪比较高、断点清晰。受上分煤层的影响,深层目的层反射波连续性一般,按照《规范》中时间剖面的评级标准,勘探区内的I类剖面与II类剖面之和占总评级剖面长度的86.38%,满足《规范》不低于80%的要求。

2地质成果

查明了4、5、9、13煤层的底板起伏形态;解释出1条落差大于50m的断层,3条落差大于20m的断层,7条落差大于10m的断层,10条落差大于5m的断层,4条落差小于5m的断层;全区共解释孤立断点11个;没有发现直径大于20m的陷落柱和无煤带。

3验证情况

报告提交3a后,收集了矿方的采掘资料,总体验证情况如下:①煤层底板标高相对误差最大为3%(离最近钻孔的距离为800m),煤层底板标高相对误差最小为0.8%。②巷道揭露了落差大于10m的断层3条,落差大于5m的断层4条,落差小于5m的断层8条。③其中揭露的2条落差大于10m的断层与地震资料解释的落差大于10m的断层基本一致,揭露的另1条落差大于10m的断层与地震资料解释的落差小于5m的断层位置偏差20m。④揭露的2条落差大于5m的断层与地震资料解释的落差大于5m的断层基本一致,1条与地震资料解释的落差大于20m的断层位置、产状基本一致,另1条落差大于5m的断层地震资料没有解释。揭露的3条落差小于5m的断层在地震时间剖面上解释为孤立断点,另外5条落差小于5m的断层地震资料没有解释;另有1条地震资料解释的落差大于5m断层、2条落差小于5m的断层没有揭露。综合来看,煤层底板标高误差相对较小,落差10m以上、5m以上、5m以下断层的准确率分别为66%、50%和20%。

4提高勘探精度的设想

目前,相对于中东部地区而言,石灰岩出露区的勘探精度较低,不能完全满足高产高效矿井安全生产的需要。提高此类区域的勘探精度可能需要采取如下技术措施:首先应尽量选择在冬季施工、选择深孔大药量激发,这样可以避免很多干扰,提高野外资料的品质;其次,加大地震资料的有效覆盖次数,提高地震资料的信噪比,施工过程中应尽量避免变观施工;最后,采用先进的叠前深度偏移进行资料处理、高精度的静校正与速度分析技术。

四结论

勘探技术论文第6篇

根据已有地质资料分析并结合现场情况,本勘探区的主要技术难点为:煤层埋藏深度变化大,需要设计不同的观测系统进行数据采集;成孔难度大,需要找到适用于本区不同岩性地表尤其在厚层石灰岩出露区的成孔技术;激发条件变化较大,需要找出适用于本区不同岩性地层尤其在厚层石灰岩出露条件下的激发方法[3];静校正难度大,解决大比高复杂地形条件下的静校正问题;钻孔稀少,时深转换难度较大。

二技术对策

1观测系统设计

依据面元边长、最大炮检距、线距、最大非纵距的理论计算公式,确定观测系统参数:CDP网格为5m×10m、线距不大于57m、最浅目的层处最大炮检距不大于370m,最深目的层处最大炮检距不大于750m,最大非纵距不大于400m。结合现场的情况,选择了10线10炮制束状观测系统,观测系统参数为:接收总道数浅部600道、深部1000道,道距10m,线距40m,覆盖次数25次,最大非纵距350m,CDP网格为5m×10m,中点激发。

2成孔方法试验

依据现场踏勘的情况,将勘探区划分为松散层覆盖区、灰岩出露区、灰岩与松散层混合覆盖区3大类,成孔工具选择洛阳铲、风钻。洛阳铲在松散层覆盖区成孔较合适,风钻在灰岩出露区较合适,在灰岩与松散层混合覆盖区应用风钻成孔时,需要在风钻内加入部分水雾才能保证风钻顺利通过薄层松散物。

3试验工作

在灰岩出露区,选择3~6m的井深、用1~2kg药量进行井深与药量组合试验;在风化岩腐殖土覆盖区,依据低降速带调查的结果选择井深至降速带内、药量为1.5~2kg的井深与药量组合试验,在薄层灰岩与薄层黄土交互覆盖区选择药量1.5~2kg、井深5m的单井与双井组合试验。通过试验得出如下结论:在风化岩腐殖土覆盖区,钻孔深度降速带内部2m,用药量2kg激发时能得到较好的试验记录;在灰岩出露区,井深大于4m、药量1~1.5kg激发时,能够得到较好的试验记录;在薄层灰岩与薄层黄土交互覆盖区试验单张记录较差。施工中应尽量避免变观。

4资料采集测量过程

中炮点进行加密测量,保证变观时测量资料的准确性;检波器采用堆放的形式进行接收,以避免道内存在高差而引起地震道的畸变;按束进行施工,遇见孤峰、悬崖、小山丘、村庄等障碍物时应以恢复性放炮技术,遇见大量丢道、炮点不能正常布置的区域,采用在障碍物附近加密炮点的方法进行数据采集。严格按照试验结论进行施工,在资料品质变差时,进行补充性试验。勘探区共完成施工线束13束,按照《煤炭煤层气地震勘探规范》(以下简称《规范》)关于单炮记录的评级标准进行评级,甲级品占总数的41%,乙级品占总数的57.7%,废品占总数的1.3%,成品合格率为98.7%,满足《规范》中的相关要求。

5资料处理

由于山区地形复杂,基岩出露较多,松散层较薄且成分复杂,很难准确取得低速带及降速带的厚度与速度,常规的人工一次静较正满足不了反射波的同相叠加。经过多种静校正方法的对比,本区最终采用分频静校正的方法。分频静校正技术是将常规静校正后的地震记录,利用小波分解或频域滤波的方法分解成不同频带成分,不同频率成分对静校正的精度要求不同,低频成分视波找较大,因此可以求取较大的剩余静校正量,解决周波跳跃问题;而高频成分对静校正的精度要求较高,可以对静校正量进行微调,因此可以采用叠代的方法逐步提高剩余静校正量的精度。

6煤层底板等高线的制作方法

第一步,通过层位解释的t0值,用计算机的解释软件自动生成各煤层的等t0图件;第二步,根据钻孔资料、巷道揭露资料、资料处理提供的速度文件生成各煤层的平均速度平面图;第三步,求取各煤层的相对埋深;第四步,求取各煤层底板标高。从以上步骤看,底板标高的精度取决于煤层平均速度的精度。对于钻孔资料、巷道资料较丰富且均匀分布的区域来说,平均速度的精度一般较高;但对于钻孔资料、巷道揭露资料较少的区域,其精度会大幅度降低,最终影响煤层底板标高的精度,本勘探区就属于此种情况,所以需要寻找高精度的平均速度求取方法。资料处理过程中速度分析的精度较高,它可以提供丰富的叠加速度,可以应用叠加速度、层速度、平均速度之间的关系,将资料处理的各点叠加速度最终转换为平均速度。但这个平均速度与钻孔求取的平均速度会存在一定的差异,需要将叠加速度转换得到的平均速度进行校正,最终采用校正后的平均速度生成平均速度平面图,最终得到各目的煤层的底板等高线图。

三地质效果

1处理成果评价

勘探区覆盖次数基本均匀,浅层目的层反射波连续性较好、信噪比较高、断点清晰。受上分煤层的影响,深层目的层反射波连续性一般,按照《规范》中时间剖面的评级标准,勘探区内的I类剖面与II类剖面之和占总评级剖面长度的86.38%,满足《规范》不低于80%的要求。

2地质成果

查明了4、5、9、13煤层的底板起伏形态;解释出1条落差大于50m的断层,3条落差大于20m的断层,7条落差大于10m的断层,10条落差大于5m的断层,4条落差小于5m的断层;全区共解释孤立断点11个;没有发现直径大于20m的陷落柱和无煤带。

3验证情况

报告提交3a后,收集了矿方的采掘资料,总体验证情况如下:①煤层底板标高相对误差最大为3%(离最近钻孔的距离为800m),煤层底板标高相对误差最小为0.8%。②巷道揭露了落差大于10m的断层3条,落差大于5m的断层4条,落差小于5m的断层8条。③其中揭露的2条落差大于10m的断层与地震资料解释的落差大于10m的断层基本一致,揭露的另1条落差大于10m的断层与地震资料解释的落差小于5m的断层位置偏差20m。④揭露的2条落差大于5m的断层与地震资料解释的落差大于5m的断层基本一致,1条与地震资料解释的落差大于20m的断层位置、产状基本一致,另1条落差大于5m的断层地震资料没有解释。揭露的3条落差小于5m的断层在地震时间剖面上解释为孤立断点,另外5条落差小于5m的断层地震资料没有解释;另有1条地震资料解释的落差大于5m断层、2条落差小于5m的断层没有揭露。综合来看,煤层底板标高误差相对较小,落差10m以上、5m以上、5m以下断层的准确率分别为66%、50%和20%。

4提高勘探精度的设想

目前,相对于中东部地区而言,石灰岩出露区的勘探精度较低,不能完全满足高产高效矿井安全生产的需要。提高此类区域的勘探精度可能需要采取如下技术措施:首先应尽量选择在冬季施工、选择深孔大药量激发,这样可以避免很多干扰,提高野外资料的品质;其次,加大地震资料的有效覆盖次数,提高地震资料的信噪比,施工过程中应尽量避免变观施工;最后,采用先进的叠前深度偏移进行资料处理、高精度的静校正与速度分析技术。

四结论

勘探技术论文第7篇

油菜河水库位于贵州省安顺市龙宫风境区上游9km,距安顺市约13km,是安顺市唯一的一座中型水库,是一座集灌溉、发电、防洪、供水、养殖、旅游为一体的多功能综合利用的龙头水库。该水库是在强岩溶地带堵洞筑坝建库。水库正常高水位1290m,总库容5960×104m3,坝高41m,坝型为浆砌石单曲拱坝。发电引水隧洞洞轴线穿行于溶蚀洼地、峰丛洼地、峰林谷地之中,引水隧洞开挖至0+620时,掌子面突发涌泥现象,洞渣封堵施工面至桩号0+730m,在此过程中,施工方共计清理塌方淤泥1450m3以上,清理长度为100m(0+730~0+630桩号之间)。此后,掌子面再次突发涌泥现象,由于担心掌子面再次发生涌泥现象产生较大的人员伤亡,目前处于停工状态。经专家研究决定,初步采用改线方案。本次电磁波CT探测查明岩溶洼地新改线处岩溶发育情况。

2工程地球物理勘探技术应用

2.1基本原理钻孔电磁波CT技术基本原理借助于医学CT技术。医学CT技术是利用X射线扫描人体切面,经计算机处理显示人体病灶的精确图像。依据这一理论,当要研究两钻孔间岩体内构造时,在一钻孔内发射电磁波,而在另一钻孔内接收电磁波进行断面扫描,经地球物理反演计算,就可重建目标体的二维图像。井中电磁波CT层析资料的解释基础是基于不良地质体与其完整围岩吸收系数的差异,而破碎带、溶洞或溶蚀裂隙等都可以形成吸收系数差异较大的非均匀体,产生出局部高吸收系数异常,从形态和大小上易于识别。因此,跨孔电磁波透视在孔间可以较好地探测不良地质体,确定空间位置和形态。

2.2数据处理方法与技术资料处理是在微机上完成的,处理流程为:数据传输到计算机建立成像区域坐标系形成CT输入数据层析反演成像成图。1)CT输入数据的形成。对每对跨孔剖面的原始数据输入到微机,按建立的坐标系形成CT输入数据文件。这次野外采集工作中,以孔口高程最高的孔为坐标原点,X轴沿水平方向为孔间水平距离,建立坐标系形成CT输入数据。2)层析反演。CT输入数据直接送至EM-SYS层析成像软件处理流程中,进行电磁波层析反演,其计算过程如下:由电磁波理论知道,在各向同性均匀岩体中,当在一钻孔中发射电磁波,另一钻孔中接收电磁波时,若发射天线长度远小于两钻孔间距离,则接收到的电磁波场强为:E=E0fS(θS)fr(θS)R-1.exp(-∫Lβdl)(1)式中:E0是发射击天线初始辐射常数;E为相距R处接收到的电场强度;fS(θS)和fr(θS)分别是发射和接收天线的方向函数;θ为天线的辐射角度;L为射线路径;dl为积分元;β为介质的吸收系数。经变换:InA=In[E0fSfr(ER)-1]=∫Lβdl(2)对于式(2)中的投影函数A进行图像重建可求出目标函数β。具体算法即把图像划分成M个互不重叠的像元,以各像元内的重建结果组成数字图像:∑DijXj=Yi式中:Dij为第i条射线在第j个像元中的长度;Yi为第i条射线迭代计算值与实测值之差;Xj为要求的第j个像元中的衰减系数β。上述方程实际上是求解一个大型稀疏矩阵议程组。具体算法有:反投影法(BPT)、代数重建法(ART)、联立迭代重建法(SIRT)和正交变换投影法(LSQR)等等。本次反演方法为联立迭代重建法。3)层析成像成图。最终层析成果采用GoldenSurfer绘图软件,显示每对跨孔声波层析成像图。层析结果采用统一格式成图,在二维断面上,发射孔孔口位于区域左侧坐标原点,以孔口高程取代Z轴0点。水平方向X轴向右表示为跨孔水平距离。将层析反演输出数据输入至成图软件,形成二维区域网格化文件。然后再将网格文件送入成图程序,获得层析成像图。

3工程地质物理勘探技术应用成果

评析经上述数据处理,结合钻探、地质调绘成果得出本次物探解释成果,现将本次物探勘察成果分述如下:

1)ZK1-ZK2剖面:本剖面见4处电磁波高吸率异常,其电磁波吸收系数均大于0.4dB/m,说明电磁波在穿透过程中急剧衰减,结合钻探分析,推断4处0.4~0.6dB/m的异常区域为节理裂隙发育带,带内岩体完整性较差;推断2处大于0.6dB/m的异常区域为溶蚀裂隙发育带,带内岩体破碎,完整性差,局部形成小规模岩溶。由于异常主要集中在孔深25m以上,对隧道施工及安全运行影响较小。吸收系数小于0.3dB/m的区域岩体完整性较好。

2)ZK2-ZK3剖面:本剖面见3处电磁波高吸率异常,其电磁波吸收系数均大于0.4dB/m,说明电磁波在穿透过程中急剧衰减,结合钻探分析,推断2处0.4~0.6dB/m的异常区域为节理裂隙发育带,带内岩体完整性较差;推断2处大于0.6dB/m的异常区域为溶蚀裂隙发育带,带内岩体破碎,完整性差,局部形成小规模岩溶。由于下部两异常在新改线隧道附近,对隧道施工及安全运行有一定影响,因此需采取相应的工程措施处理异常洞段。吸收系数小于0.3dB/m的区域岩体完整性较好。

3)ZK4-ZK3剖面:本剖面见2处电磁波高吸率异常,其电磁波吸收系数均大于0.4dB/m,说明电磁波在穿透过程中急剧衰减,结合钻探分析,推断2处0.4~0.6dB/m的异常区域为节理裂隙发育带,带内岩体完整性较差;推断2处大于0.6dB/m的异常区域为溶蚀裂隙发育带,带内岩体破碎,完整性差,局部形成小规模岩溶。由于下部异常在新改线隧道附近,对隧道施工及安全运行有一定影响,因此需采取相应的工程措施处理异常洞段。吸收系数小于0.3dB/m的区域岩体完整性较好。

4)ZK4-ZK5剖面:本剖面见4处电磁波高吸率异常,其电磁波吸收系数均大于0.4dB/m,说明电磁波在穿透过程中急剧衰减,结合钻探分析,推断4处0.4~0.6dB/m的异常区域为节理裂隙发育带,带内岩体完整性较差;本剖面未见大规模岩溶破碎带发育。由于下部异常在新改线隧道附近,对隧道施工及安全运行有一定影响,因此需采取相应的工程措施处理异常洞段。吸收系数小于0.3dB/m的区域岩体完整性较好。

5)ZK5-ZK6剖面:本剖面见3处电磁波高吸率异常,其电磁波吸收系数均大于0.4dB/m,说明电磁波在穿透过程中急剧衰减,结合钻探分析,推断3处0.4~0.6dB/m的异常区域为节理裂隙发育带,带内岩体完整性较差;本剖面未见大规模岩溶破碎带发育。由于下部异常在新改线隧道附近,对隧道施工及安全运行有一定影响,因此需采取相应的工程措施处理异常洞段。吸收系数小于0.3dB/m的区域岩体完整性较好。

4结语