高密度电阻率法在阿联酋某城C9～C11测区溶洞勘察中的应用

阿拉伯联合酋长国卡里法市B城是一座新规划城市，位于中东海湾沙漠海滩区，由于经三系，第四系地导台含有大量的石膏等萨布哈（Subkha)蒸发盐岩类，大范围发育有大量地下溶洞，其埋藏深度一般为5 m-15m，严重影响了城市建设及工业区开发，在该区采用了高密度电阻率法，克服了地表接地电阻大和溶洞与围岩电性差异小的困难，查明了地下20m深度范围内地下溶洞分布情况，经阿方技术专家验证评价，该次勘查成果可靠，达到了预期目的。     

综合物探方法在广州市金沙洲岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害调查中的应用

综合运用跨孔地震CT、探地雷达、高密度电阻率法、浅层地震反射波、土壤氡浓度和波速测试6种物探方法,对广州市白云区金沙洲岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害进行探测,查明了该区的溶洞、土洞及构造破碎带的分布。介绍了各种方法技术,对综合物探成果进行总结,结合实例说明综合物探方法在该区的应用取得了显著效果,为地质灾害防治提供了基础地质资料。在广花盆地岩溶发育区,首次应用跨孔地震CT探测建筑物地下岩溶分布,为评价受岩溶地质灾害影响的建筑物安全提供依据。     

高密度电阻率法在隧道超前勘探中的应用效果分析--以韶关市芙蓉山隧道为例

本文阐述了高密度电阻率法的基本原理、仪器设备及其在韶关市芙蓉山隧道超前勘探中的应用。总结了工作区内构造破碎带、老硐及岩溶的视电阻率分布特征, 在此基础上解释出 7条构造破碎带、7个老硐与 3处岩溶。验证表明: 电测资料解释成果与钻探、开挖结果吻合很好。最后分析了该方法的特点及应用前景。     

矿井瞬变电磁法探测井下工作面顶、底板的含水构造

将地面瞬变电磁法应用于煤矿井下，探测矿井下采煤工作面顶、底板的含水构造。对矿井瞬变电磁法的基础理论进行了分析，对矿井瞬变电磁法探测工作面顶、底板的含水构造应用技术进行了系统研究。     

Detection and monitoring of water-filled voids using transient electromagnetic method: a case study in Shanxi, China

Shanxi Province is a major coal base for the rapid development in China, but heavy production of coal resources has left abundant water-filled voids, creating significant geologic hazards around coal mines. It is necessary to quickly investigate the position and distribution of voids with effective geophysical methods. The feasibility of transient electromagnetic (TEM) method in detecting and monitoring water-filled voids is analyzed using 3D finite-element numerical simulation results as well as a case study in this paper. The case study was mainly to analyze and monitor the conditions around the site of a power transfer station under construction in the west of Shanxi province where many water-filled, mined-out voids existed. Central-loop TEM sounding was carried out three times from January 2010 to April 2011 around the building footprint. The low resistivity abnormal area had been repeatedly located and the survey results showed that the area of voids increased with time, which indicated that the ground at the site was in an unstable and dangerous state. The surveys provided more detailed geological information to the government for further safety arrangement and building re-design.     

钻孔随钻三维轨迹测量技术研究

煤矿井下钻孔施工中,在缺少控制钻孔轨迹偏移测量技术的情况下,施工钻孔轨迹与钻孔设计轨迹偏差较大,无法满足煤矿瓦斯抽采的设计需求。阐述了随钻钻孔三维轨迹测量技术,目的是通过对随钻三维轨迹测量技术的研究,精确控制瓦斯钻孔轨迹,解决瓦斯突出煤层快速掘进及安全高效回采问题。钻孔随钻三维轨迹测量技术是通过对钻机开孔角度和钻孔轨迹的精确测量,使用三维轨迹成图方法显示。通过大量的数据采集与施工验证证明,该方法成为预抽钻孔煤层保安全、促生产过程中的重要环节,避免了钻孔设计及施工的盲目性,提高了抽采钻孔的利用率及施工速度。     

深部煤炭资源安全高效开发地质保障系统研究

在分析深部煤矿床就位机制和理清影响深部矿井安全高效开采各种地质因素的基础上,将深部煤矿床勘查类型划分为2类5型12亚类,讨论了不同勘查类型的地质保障任务、勘查方略与技术保障体系:新区和老矿区的深部煤炭资源勘查采取"快速扫面、筛选靶区、地面物探先行、深钻验证"方略;生产矿井深部资源勘查采取"物探先行、井下钻探验证";采区地质条件探测实施"物探先行、长钻验证";工作面地质条件探测实行"井下物探先行、长钻验证、短钻保证、巷探跟踪"。采取地面与井下结合的立体式勘查模式,优化配套勘查技术开展综合勘探,通过多手段相互补充与多成果互相验证,为深部矿井生产建设提供可靠的地质保障,是解决"有煤难采"问题的关键。      

微动HVSR法在岩溶区探测地下河管道和溶洞的有效性研究

微动HVSR(Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio)法是一种简单有效的被动源地震勘探方法,当测点下方介质存在明显的速度变化时,HVSR曲线会呈现相应的异常形态。为探索该方法在岩溶区探测地下河管道和溶洞的有效性,选择桂林毛村地下河流域内的大岩前村作为研究区,并在此开展野外试验。研究区发育有一条地下河管道,通过精准的洞穴测量,获得了此地下河管道的平面位置和洞高等信息。在研究区的地下河管道上方地面布设3条物探测线,均进行微动HVSR法测量,并用探地雷达法测量作对比。结果表明,两种物探方法的异常位置与测线下方地下河管道的实际平面位置基本一致,证明微动HVSR法可作为一种有效的地下河管道和溶洞探测方法。     

高精度磁测在某钨锡矿区的应用

野外岩、矿石物性测定表明,研究区内钨锡石英脉矿石磁化强度大于5000×10-3A.m-1,而正常围岩和热变质弱蚀变岩石为微磁性或弱磁性,这为在矿区进行高精度磁测提供了可靠的地球物理依据。本次工作在研究区内进行了地面高精度磁法测量,探测地下钨锡矿化岩体引起的磁异常,并结合地质和钻探资料,对地下矿体进行磁异常人机交互反演,取得了较好的效果。     

煤炭物探技术的主要进展及发展趋势

“十二五”期间,煤炭物探在煤层气富集区地震AVO分析技术、瞬变电磁数据拟地震处理等基础研究方面取得了阶段成果;地面高密度全数字三维地震、矿井瞬变电磁探测、矿井槽波地震以及煤矿开采动力灾害监测预警等技术发展成熟,并得到了推广应用;“十三五”期间,预计煤炭物探技术与装备将在智能化监测预警等方面实现优先发展。      

岩溶断陷盆地跨孔CT成像探测岩溶孔隙及赋水状态的实验研究

泸西岩溶断陷盆地西南部既比村一带广泛分布着碳酸盐岩,岩溶极为发育,且极不均匀,地表以溶隙、溶沟为主,溶蚀残丘发育,局部发育溶井,出露有既比村大泉。通过开展1∶1万水文地质调查,在综合分析研究基础上,采用高密度电法剖面快速扫面,结合激电测深确定井位,实施的示范孔SK1、SK2钻孔,两个钻孔相距48 m,再进行跨孔CT成像探测地下岩溶发育及地下水的赋存状态实验研究,结果表明跨孔CT成像结果与实际钻探成果解译相差不大,表明该方法能更好地解译出地下岩溶发育及地下水赋水状态特征。采用常规的物探方法仅能推测竖直方向的地质情况,不利于查清横向连续发育的破碎带和溶洞空间分布。跨孔电磁波CT探测技术与钻探相结合,可以弥补这方面的不足。在碳酸盐岩地层中,根据在地下空间中不同发射角度的电磁波能量衰减值,利用反演算法得出地下介质的吸收系数空间分布,重建钻孔之间剖面的吸收系数二维图像,不同的吸收系数判断岩溶发育情况及地下水富水性。跨孔电磁波CT探测在岩溶断陷盆地探测结果说明,这种方法可行有效,为更好地布置钻孔找水提供了先进的技术。      

中硬煤层瓦斯抽采定向长钻孔高效钻进工艺

钻孔抽采瓦斯是治理瓦斯最直接有效的手段。根据煤矿井下本煤层定向钻进技术原理,提出一种适用于中硬煤层定向长钻孔的高效钻进工艺,该工艺是将复合钻进技术与煤矿井下定向钻进技术相结合实现定向长钻孔高效钻进的一种钻进方法。通过现场试验证明,该方法能使钻孔孔壁平滑,防止憋泵、卡钻,减少事故处理时间,提高钻孔成功率和钻进效率。经分析,使用该技术后,与常规定向钻进相比,平均机械钻速提高了26.8%,该技术为今后煤矿井下定向钻进技术的推广提供了新思路。     

郑州煤矿区井下水文观测孔施工技术

郑州地区煤矿水文观测孔以前均在地面施工,由于施工和维护成本较高,近年来逐渐推广在井下施工。2013年国家煤矿安全监察局将《高压水探放技术与装备》列入《水害防治关键技术与装备研究课题》。随着井下钻探技术和装备日趋成熟,特别是井下专用探放水钻机、孔口防喷装置、松软破碎地层跟管钻进技术、硬岩层高效定向钻进技术等方面的难题相继被攻克,煤矿井下钻探已实现了安全型作业。针对井下钻探施工的特殊性,主要从水文观测孔施工难点和解决方法进行了详细阐述,包括设备选型、钻孔定位、破碎地层潜孔锤跟管钻进、固井和井控防喷以及成孔后酸化洗井等方面。     

Research and Application of In‐seam Seismic Survey Technology for Disaster‐causing Potential Geology Anomalous Body in Coal Seam

In order to effectively detect potential geology anomalous bodies in coal bearing formation, such as coal seam thickness variation, small faults, goafs and collapse columns, and provide scientific guidance for safe and efficient mining, the SUMMIT-II EX explosion-proof seismic slot wave instrument, produced by German DMT Company, was used to detect the underground channel wave with the help of transmission method, reflection method and transflective method. Region area detection experiment in mining face had been carried out thanks to the advantage of channel wave, such as its great dispersion, abundant geology information, strong anti-interference ability and long-distance detecting. The experimental results showed that: (1) Coal seam thickness variation in extremely unstable coal seam has been quantitatively interpreted with an accuracy of more than 80% generally; (2) The faults, goafs and collapse columns could be detected and predicted accurately; (3) Experimental detection of gas enrichment areas, stress concentration regions and water inrush risk zone has been collated; (4) A research system of disaster-causing geology anomalous body detection by in-seam seismic survey has been built, valuable and innovative achievements have been got. Series of innovation obtained for the first time in this study indicated that it was more effective to detect disaster-causing potential geology anomalies by in-seam seismic survey than by ground seismic survey. It had significant scientific value and application prospect under complex coal seam conditions.     

高密度电法在地铁岩溶勘察中的应用

南京地铁3号线将穿越岗谷地和岩溶区,是建设施工过程中的几大难题之一。经过初步勘查,发现其中某段有多处溶洞。该段地处闹市区,交通流量大,建筑物密集,地下管线多,地质条件较为复杂。为了查明研究区岩溶发育情况,结合地质构造条件,经综合比选,采用高密度电法进行岩溶勘察,测量方法选择温纳剖面法。测量过程中将部分电极勘察点布设于沥青或混凝土路面上,接地条件相对较差,采用常规数据处理方法(数据反演),与实际钻探结果误差较大,不宜使用。因此在测量中采用改进电极与地面耦合条件以及加大供电电压的方法,提高电流穿透力,同时对所测数据直接绘制成等值线图。根据等值线图中低电阻率分布特征推断岩溶发育情况,其结果与钻探结果较为吻合,取得了较好效果。经与现场工程地质调查和钻孔资料对比分析,查明沿线岩溶空间分布。研究结果表明物探方法具有多解性,在开始物探工作之前,应对研究区地质和构造条件进行野外调查,对岩溶发育特征进行地质分析,以便更好的指导物探布线和数据解译工作; 当接地条件较差时,可以采取堆土、洒水等方法解决电极耦合问题; 对于数据反演解译存在误差时,可直接利用视电阻率等值线图进行解译,推测溶洞分布。     

煤层覆岩与地下水在采动损害中的互馈效应探讨

地下水的存在可以改变岩体的力学性质及覆岩应力状态,从而加剧由地下采煤诱发的地表变形、塌陷、地裂缝及水资源流失等采动损害现象;在采动损害过程中产生的覆岩中隔水层破断,又反过来改变地下水系统,引起井下突水事故和地面环境恶化。两者相互影响、相互制约,形成有利于采动损害发生、发展的互馈效应。在研究采动损害时,地下水是一个不可忽略的重要因素。      

瞬变电磁法在采空塌陷灾害中的应用——以神东煤矿采空区调查为例

由人工采矿及天然作用形成的地下空洞是引起地面塌陷、地裂缝等多种环境地质灾害的根源之一。在煤矿开采区,地下空洞主要是煤矿采空区,采空区受水文地质条件和开采时间的影响,呈现积水和不积水状态。利用瞬变电磁法对神东矿区采空区进行了调查勘探,用最原始的归一化二次电位解释采空不积水区及采空积水区,并根据地下空洞发育的时间长短及积水程度的不同,会呈现高阻异常或低阻异常,在视电阻率断面图上呈现出十分显著的特征。给瞬变电磁法勘探应用于采空区及采空积水区的探测提供了实例,对预测和防治采空区引起的塌陷环境地质灾害具有重要意义。      

射电定位法在煤矿老空水探测中的应用

射电辐射探测地下水是新的方法,而利用单台射电辐射计对煤矿老空水进行探测并确定其位置是生产实践中更新的技术。使用单台矿用射电水探测仪,用射电定位法在井下对煤矿老空水进行探测定位,通过数据处理、射电折射修正,成功实现了煤矿老空水位置的准确定位。经徐州三河尖煤矿钻孔验证,射电折射修正后的射电定位数据与实际钻孔数据相比,钻孔深度误差约为1 m,钻孔角度误差约为1.1°,与煤矿井下探测老空水位置的其他方法比较,上述2个误差最小。     

成组加密法宽方位三维观测系统设计方法及应用

三维地震勘探是一种面积勘探方法,观测系统形式很多,常用的线束型三维观测系统,由于其排列片狭片,存在方位角分布不均匀的弊端。为了改善面元的方位角分布特性,笔者于９９年８月提出了一种新型三维观测系统设计法,又称之为成组加密法宽方位三维观测系统设计方法。文中系统叙述了该方法的设计原理,并对共主要设计参数进行了理论分析。该设计方法在徐州张双楼煤矿三维地震勘探中首次投入使用,取得了很好的技术效果和显著的经济     

地面磁测资料反演与井中磁测联合找矿——以尕林格Ⅱ矿段为例

青海省尕林格铁多金属矿区第四系覆盖层近200 m.矿床以铁矿为主,铜、钴、铅锌多金属矿伴生,进行磁法勘探是最直接而有效的方法.通过对尕林格Ⅱ矿段的地面磁测资料分析,采用二度半反演方法,发现深部存在磁性体.经井中三分量磁测资料的处理和分析,为钻孔布设提供依据,指导钻探施工,在深部找矿方面取得了良好的地质效果.