基于ArcGIS的太原断陷盆地第四系三维地质建模

本文在收集并整理太原断陷盆地钻孔资料的基础上,对钻孔进行了地层分层,建立了钻孔分层空间数据库;利用空间信息管理、地质解译、空间分析和预测、地学统计、实体内容分析以及三维图形可视化等工具结合起来的三维地质建模技术,对太原断陷盆地进行了第四纪地层三维地质可视化建模;最终基于ArcGIS平台实现了由钻孔柱状图到地层垂直剖面和地层表面TIN的三维可视化。对进一步分析太原断陷盆地地层、断层分布及其活动性奠定了基础。     

基于三维高密度电法的地质BIM模型应用研究

地质体三维可视化BIM(Building Information Model)技术具有直观呈现地质体的三维赋存情况、实现地质体的空间计算与分析等众多功能,为工程设计和施工提供可视化的基础操作平台.目前,地质BIM模型的构建主要依赖大量钻孔资料和地质测绘成果.而由这些点状信息构建的三维地质模型易出现孔间盲区,且大量钻孔费时费力、破坏三维地质体结构,难以满足精细化、快捷、无损的地质建模需求.针对此问题,本文以豫北某拟建水库大坝工程为依托,利用三维高密度电法对坝址区左岸杂填土进行探测,物探解译成果结合少量钻孔资料快速精确构建工区地质模型.在此基础上,将大坝输水洞设计参数引入模型,直观展示沿洞线地质体与输水洞的空间关系.通过该方法计算施工开挖土方量比传统地质断面法多6000 m3,系孔间盲区基岩面下降形成基岩凹槽所致.研究表明,三维高密度电法成果结合少量钻孔资料可快速实现三维地质BIM精细化建模,为工程后期预算、施工地质预报以及构筑物优化设计提供可靠地质依据,也为精细三维地质BIM建模提供了一种新思路.     

基于粗糙集及最小二乘支持向量机的煤层厚度预测

煤层厚度是煤矿设计与开采必不可少的数据,准确地预测煤层厚度,能够给煤矿生产提供有力的地质保障,煤层在地震勘探中属于薄层,其薄层厚度预测一直是公认的难题之一,传统的预测方法是利用钻孔资料的内插对比获得,精度比较低.本文提出了基于三维地震属性数据的粗糙集(RS)-最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法模型,用于预测煤层厚度.利用粗糙集对地震属性数据所包含的大量干扰数据进行简约,减少样本维数,将简约后属性数据作为LS-SVM的输入预测煤层厚度.并运用PSO算法优化获得核函数的核参数及最佳正则化参数.实际钻孔数据试验验证了算法模型的可行性,并对整个研究区进行了煤层厚度预测,取得了较好的效果,最后探讨了VTK支持下的煤层可视化技术,对煤层实现了三维展示,达到了预期效果.     

我国煤矿井下钻孔物探技术发展与分析

利用钻孔空间进行孔中地球物理探测是矿井勘探技术研究的一个重要方向,钻孔物探技术可以有效延伸勘探的距离、范围,提升对孔周地质条件的勘探精度．文章结合国内常用矿井地球物理勘探方法及其优缺点,阐述了近年来矿井钻孔物探技术与装备的发展历程和现状．面对当前国内煤炭开采深部化、地质条件复杂化的发展形势,以及安全精准开采对地质探查的高精度要求,分析了矿井钻孔物探技术在基础理论、技术体系、仪器设备、工程应用等方面存在的不足,并从井下钻孔地质地球物理精细探查技术体系、孔中多地球物理场协同观测及耦合分析、井下钻孔随钻多场多参数采集技术与装备、综合提升煤矿井下探测信息智能化水平等几个方面提出未来发展思考,为矿井钻孔物探技术与装备持续研究与应用提供参考．     

基于GOCAD软件的天津市大寺新家园——海河教育园区三维可视化建模研究

传统的地质信息表达是以二维为主,随着计算机技术的发展,三维可视化技术引入到了地学领域,GOCAD(Geological Object Computer Aided Design)软件在地下地质信息三维可视化建模及模型分析方面发挥着重要作用.本文通过搜集天津市大寺新家园—海河教育园区的物性统计数据、重力反演成果数据、钻孔、MT剖面及热储层资料,以GOCAD软件为平台,构建了地质模型,并将模型赋予密度属性,同时应用属性建模方式,将热储资源集成到模型中,并在内容和功能两方面对三维可视化模型进行了全方位展示,为区内地壳稳定性评价及地热资源评估提供了有价值的参考依据.同时,借助于MT反演成果,运用GOCAD软件中的属性分析流模块,制作虚拟钻孔,实现了对主要地质界面和构造的标定.利用布格重力拟合的同位置地质剖面,验证了模型的可靠性.通过模型分析,认为大寺断裂和白塘口东断裂是造成白塘口凹陷内地层下降、两侧地层上升的主要原因,F_(Ⅲ-1)断裂是造成白塘口凹陷东北部分较宽、西南部分较窄的主要原因,它们共同影响区内重力场的分布.     

和田市场地工程地质条件空间分布规律分析

收集和田市已有75个钻孔数据,统计各个钻孔的等效剪切波速值并确定覆盖层厚度,建立钻孔信息数据库,以此构建地统计分析的样本。在研究样本数据分布规律、统计数据趋势分析的基础上,采用普通克里格插值算法,计算未知点的覆盖层厚度和等效剪切波速值,从而得到其空间分布结果,该结果以栅格数据模型表示。最后通过对比测试样本对该结果进行了验证。结果表明,和田市场地工程地质条件空间分布栅格数据模型较真实地反映了其沉积分布规律。今后在该栅格数据模型的基础上根据需要可以快速、有效得到研究范围内任何地点的覆盖层厚度和等效剪切波速值,这些预测值能满足一般建设工程建筑的场地类别划分需要。     

钻孔雷达与数字摄像在地质勘探中的综合应用

由于地质条件的特殊性和复杂性,利用传统的现场钻探手段来准确地评价岩体质量仍存在一系列的问题:钻探岩心提供的是一维信息,很难准确获知地质结构的空间特征以及周围岩体的地质信息;钻进过程中机械扰动导致岩芯破碎等因素也可能使得岩心不能正确反映岩体地质特征.本文将钻孔地质雷达和数字钻孔成像两种勘察方法结合起来,对钻孔孔壁以及周围...     

三维地质空间插值重构方法的对比研究

钻孔数据是工程地质、水文地质、钻井测井和地震勘探等各项地质工作开展的基础资料.钻孔数据能够提供地质(地层)构造和矿产资源的分布信息,完整准确地表达复杂地质现象的边界条件及地质体内含的各种地质构造,直观地再现地质单元的空间展布及相互关系,最大限度地提高地质分析的直观性和准确性.     

综合电磁法在矿区深部成矿机制中的应用研究——以皖南乌溪多金属矿区为例

乌溪矿区介于长江中下游多金属成矿带与华南成矿带之间,是江南造山带上的一个找矿新区.本文在这一找矿新区开展了有效的电磁方法综合勘探,试图对该区深部成矿机制进行研究.我们收集了该区的地质地球化学资料,从地质地球化学资料中分析了区域成矿背景;我们还采集了区域出露的主要岩石类型,在实验室开展物性测定,在此基础上选择了三种电磁方法开展研究区的野外测量.通过地面高精度磁测、激发极化法和可控源音频大地电磁法(CSAMT)三种地球物理方法,开展了研究区的磁化率、极化率和电阻率的分布特征研究.深入分析了地质、地球化学和地球物理三种资料与成矿的关系,相互约束,探讨成矿模型、成矿机制和成矿的可能性,推测可能的矿体赋存位置和深度范围.在地球物理研究结果基础上,结合地质和地球化学背景资料,构建了研究区的成矿动力学模型,推测了研究区成矿机制,揭示了矿区的成矿潜力.综合所得结果布设了钻孔,钻探结果揭示了研究区深部存在强烈矿化蚀变和强蚀变斑岩,初步确认为斑岩型矿床,与CSAMT剖面的解释结果基本一致,也与推测的测区内深部成矿机制相吻合.钻孔结果和地球物理结果的一致性以及对已构建的成矿动力学模型的支持,充分证明了综合电磁方法在斑岩型多金属矿床的发现和预测中的重要作用,同时斑岩型矿床的确认进一步印证了华南成矿带与俯冲作用形成的成矿带的相似性,从而推动整个华南地区的成矿地质研究.     

新型矿用钻机开孔定向仪的标定及误差补偿技术

为提高煤矿开孔定向的效率和精度,本文首先综述了煤矿井下开孔定向的常用测量方法,并对这些方法的优缺点和发展趋势进行了总结.在此基础上本文提出了 一种基于单轴高精度光纤陀螺寻北系统结合低成本三轴MEMS捷联惯导跟踪系统的新型测量方法.本文介绍了新测量系统的总体结构,重点进行了误差特性分析,确立了确定性误差和随机误差的来源.对于系统确定性误差中的加速度计误差,在常见一次模型的基础上建立了三阶非线性模型,对高阶项进行辨识补偿;同时对确定性误差中的陀螺误差进行建模,对其常值零偏、刻度系数和交叉耦合误差进行辨识补偿.对于系统的随机性误差,对光纤陀螺和MEMS陀螺数据分别进行时间序列分析,基于AIC准则进行模型选择并建立ARMA(2,1)时间序列模型,并采用卡尔曼滤波进行数据处理.设计并进行系统级试验和卡尔曼滤波试验,试验结果表明:所建立的各类误差模型能够有效提高传感器精度和系统级精度,结果满足实际钻孔开孔的需求.