基于电?磁法联合勘探的火烧区范围及富水性的预测

为精确查明矿区火烧岩体的分布范围及其富水程度,综合考虑地质体电?磁性特征,组合一套新型火烧区边界及富水性预测勘探手段。采用高精度磁测、瞬变电磁法、高密度电法3种物探方法联合勘探,将其应用于新疆沙吉海一号井田火烧区勘探,并与之前物探结果进行对比。结果表明,火烧区南部边界较原勘探边界发生较小移动;研究区总体富水性较弱,富水区主要集中在火烧区南部边界及以南,在B₁₀煤层附近圈定了9个火烧富水区,编号为Y1—Y9;拟设计钻孔位置均较合理,为下一步钻探施工提供可靠的物探资料依据。多种物探方法相互结合验证性较好,为今后火烧岩地区火烧范围及富水性探查提供实践依据。      

透明地质保障技术构建方法

煤炭地质保障技术贯穿于煤炭工业的全生命周期,是实现煤炭资源安全高效智能绿色开采的基础和前提,在灾害防治、隐蔽致灾因素探查、煤炭智能开采等方面发挥着关键作用,而地质透明是提高智能分析与决策、自动精准控制与高效采煤能力的关键核心任务。以乌海矿区为例,为解决矿区智能化建设面临的地质条件复杂、透明地质保障能力薄弱的问题,采用以随掘地震、随采地震为代表的智能探测技术,获取采掘工作面实时地质数据;通过构建数据底座,利用多源数据融合技术,实现海量地质数据的融合分析;基于多源数据融合结果,构建三维地质几何模型和水、火、瓦斯等多属性模型,利用实时地质数据驱动模型更新,实现构造、水、火、瓦斯等隐蔽地质规律与分布特征的数字化表达。以地质模型为基础,融合地质异常体空间位置、几何大小、属性信息等,构建透明地质保障系统,实现隐蔽致灾因素的地质预报,为煤矿安全高效开采提供智能决策。研究成果为实现乌海矿区煤炭智能化开采提供地质保障,对于推动全国煤矿智能化建设具有重要的借鉴意义。      

隧道瞬变电磁克希霍夫偏移成像与地质灾害探测

隧道绿色施工不仅需要预报工作面前方突水突泥等低阻异常,更需要查明灾害体的地质构造,为灾害预警与防治提供保障。传统的瞬变电磁解释方法仅能够提供单一电阻率信息不能满足隧道地质灾害治理要求。因此,将虚拟波场成像技术引入到瞬变电磁隧道探测技术中,期望实现灾害体电性与结构综合解释。首先,根据波场变换原理将瞬变电磁数据转换到虚拟波场;然后,利用电阻率成像算法计算工作面前方电阻率建立虚拟波场速度模型,利用波动方程克希霍夫积分解进行波场延拓实现瞬变电磁虚拟波场偏移成像;最后,综合电阻率与偏移成像结果对工作面前方地质体进行解释,判断地质灾害体的电性与构造特征。分别采用充水溶洞、充水断层两类常见灾害模型对算法进行验证。充水断层模型电阻率成像结果可以识别工作面前方低阻异常,但是异常分布范围略有增加,且不易判断倾斜角度;而偏移成像结果有效地识别异常的边界位置且对应准确,更易容判断异常倾斜方向。充水溶洞模型电阻率成像结果可识别溶洞的低阻异常与位置,但是异常形态与实际模型略有偏差;偏移成像结果圈定了模型的前后边界且与模型吻合较好。实测数据偏移成像结果有效圈定了低阻异常位置与裂隙形态,预测结果与已知出水孔情况相符。理论模型与实测数据结果表明,虚拟波场克希霍夫偏移成像结果既包含地质灾害体的电阻率分布,又能识别灾害体电性分界面,为地质灾害预警与防治提供了丰富的地质信息。      

基于综合物探方法的公路不稳定边坡潜在滑面探测

为查明公路边坡滑面分布情况,采用瞬态面波和对称四极电测深法进行综合物探勘察,成功识别出滑动面以及潜在滑面位置、形态和范围,再结合钻孔,得出滑坡体地质剖面,高效准确的为滑坡处治设计提供了基础资料。工程实例应用表明,瞬态面波成像在滑动面以及潜在滑面识别中准确直观,且可以提供波速参数;电测深法能够提供不同地质体的电阻率参数,可以对瞬态面波进行有效补充;两种方法互相结合,可以较大限度的降低物探多解性,结合少量钻孔,能提供较为准确的滑坡体地质剖面,可在公路不稳定斜坡探测中发挥重要作用。     

综合物探方法在有害地质体勘查方面的应用

通过四川盆地某地多种物探方法在页岩气钻前探测方面应用及效果的阐述,探讨了综合物探方法在岩溶、暗河以及破碎带等有害地质体勘查方面的应用效果。结果表明:若目的层以浅发育较厚碳酸盐岩地层,采用高密度电法、瞬变电磁法、音频大地电磁法、广域电磁法等物探方法,探测由浅到深的地质体空间展布情况,并结合地表地质调查,可对岩溶、暗河以及破碎带等不良地质体的发育情况进行较好的控制,能有效规避钻探过程中可能存在的风险。     

宽频大地电磁法在二连盆地铀矿资源评价中的试验应用

基于二连盆地砂岩型铀矿大基地建设需要,在满都拉图地区开展了BMT试验应用,旨在研究该方法在2 000 m以浅的探测能力及效果,为区内铀矿资源评价提供有效的技术支撑。通过试验区方法数据采集时间及最低频率测试,为兼顾工作效率与效益,最终确定最低探测频率为0.10 Hz、观测时间为60 min,可确保二连盆地探测深度达到1 500～2 000 m的要求,满足地质任务的需要。方法试验结果与钻孔及浅层地震勘探资料对比分析结果表明：BMT在解决盆地盖层结构、基底构造与目的层砂体发育特征以及断裂构造等地质问题上具有可行性,论证了方法的有效性。     

基于聚类的煤矿井下钻孔瞬变电磁异常响应边界成像方法

为了提高煤矿井下钻孔瞬变电磁反演成像结果中的异常响应边界识别和解译能力,完成掘进工作面前方隐伏水害精准刻画、隐蔽致灾因素精细分析等地球物理解释,提出应用无监督机器学习中的聚类方法分析钻孔瞬变电磁处理成果。根据电阻率数值分布特征和2种聚类方法的特点,选择K-Means聚类算法对电阻率成像结果进行聚合分类;在聚类计算过程中,应用最远距离原则确定类簇的初始质心,选用欧氏距离作为距离计算方法,采用基于组内平方误差和的肘部法则确定聚类数目。针对掘进工作面前方的隐伏水害,分别采用三维数值模拟和井下现场应用实例进行了实用性和有效性验证。研究结果表明:该方法可自动识别最佳类簇数目,对电阻率实现准确聚类,聚类成像结果能改善原始成像模型的光滑过渡问题,突出异常响应边界,清晰显示异常响应形状和位置,有效帮助对钻孔瞬变电磁超前探测反演结果中的隐蔽致灾水体进行识别和归类。      

基于SPAC法探测松科二井深层地热储水构造

微动探测技术作为一种获取地下地层速度结构和探测隐伏断裂构造的方法, 具有无须人工源、勘测过程便捷、抗干扰能力强的优势, 在城市、村庄浅层勘探中很受青睐。为进一步探索松辽盆地北部深层地热资源潜力, 在黑龙江省安达市南部松科二井及周边, 布设了一条微动探测剖面, 以获取该区嫩江组至坳陷层底部登娄库组地层的横波速度结构。基于空间自相关法(SPAC)从微动信号的垂直分量中提取S波频散曲线, 通过内插、光滑与反演计算, 获得了一条长9 km、探测深度达到地下4000 m的二维S波速度结构剖面。探测结果表明: 研究区地下S波速度总体呈现西高东低的趋势, 在松科二井西侧100 m、东侧2300 m、东侧3700 m处, 深度1400~2800 m范围内存在三个明显的低速异常带, 推测这些位置很可能存在断层或隐伏断裂构造。结合地层分层资料, 在该深度范围内以泉头组和登娄库组为主, 岩性多为砂岩和泥岩互层, 是良好的水热储层。本研究探索了基于空间自相关法的微动探测在识别深层地热储水构造的适用性, 为松辽盆地北部清洁能源调查指明方向。     

中亚造山带岩浆铜镍硫化物矿床深部找矿：以红旗岭铜镍矿床为例

为了对中亚造山成矿带东段南缘红旗岭岩浆型铜镍硫化物矿床深部（500～1 000 m）隐伏矿体进行成矿预测,采用高精度重力和2.5维人机交互式反演方法,对含矿性较好的镁铁质—超镁铁质岩体（如#1、#3及新#3岩体）进行底部含矿性研究。结果表明：高精度重力异常开展不同高度上延并结合垂向一阶导数等数据处理,可有效地厘定深部隐伏岩体空间展布;2.5维人机交互式反演方法可以识别深部微弱的矿致异常,推测研究区#3岩体埋深700～1 100 m存在5个脉状盲矿体。经钻探验证,成功发现32 259 t]镍矿（矿石平均品位达0.36%）,其中②号矿体为最厚矿体,见矿深度为700～1 100 m,镍矿平均品位为0.39%,储量达27 433 t。     

成都市城市道路塌陷成因及快速探测方法

城市道路塌陷严重危害城市公共安全,对城市道路塌陷隐患进行快速、准确、绿色的探测,有助于减少城市地下病害发育,提升城市安全运营能力。通过调查分析,成都市城市道路塌陷的主要成因包括地质结构复杂、地下水丰富、人类工程活动频繁等。采用车载三维探地雷达对城市道路进行快速探测,建立了以探测、解译、验证、评估、成果及信息化管理为系统的探测体系。实践表明,车载三维探地雷达是快速探测城市道路塌陷隐患的有效方法。