地球物理勘查技术及其应用分析

发表时间:2016/9/14   来源:《建筑建材装饰》2015年10月下   作者:范波
[导读] 本文从地球物理勘查技术的简要概述入手,展开对其技术的要点以及应用的分析研究,期望可以提供有用的借鉴。

(安徽省地质实验研究所国土资源部合肥矿产资源监督检测中心,安徽合肥230001)

摘要:本文从地球物理勘查技术的简要概述入手,展开对其技术的要点以及应用的分析研究,期望可以提供有用的借鉴。
关键词:地球物理;勘查技术;应用

        前言
        当前我国经济的不断发展,科学技术水平也随之取得了瞩目的成就,尤其是在地质工程、岩土工程以及煤炭工程中地球物理勘查技术有着极为广泛的应用。不仅是勘查技术上有着显著的进步,而且在勘查的精度、效率以及质量上都有着极高的提升。
        1地球物理勘查技术的简要概述
        地球物理勘查是以岩矿石(地层)与其围岩的物理性质差异为物质基础。用专门的仪器设备研究和观测人工形成或天然存在的物理场的变化规律,从而达到地质构造寻找矿产资源和解决水文地质、工程地质及环境监测等问题为目的的勘查,被称为地球物理勘查,也被称作物探。相应的各种勘查方法,叫做地球物理勘查方法,简称物探方法。影响矿井开采的最主要的地质因素是构造因素。其中,构造作用可引起煤层顶底板完整性差,发生顶底板事故地段;煤层底板隔水层遭受破坏形式承压水导通突水的通道往往与构造裂隙发育带密不可分;构造作用也影响着煤层中瓦斯的富集区,它的强烈区是时常形成发生瓦斯突出的危险带等等。因此,高产高效现代化矿井建设的主要工作就必须要查明煤岩层中构造特别是大比例尺构造。
        2地球物理勘查技术的要点分析
        2.1地球物理测井
        地球物理测井是通过观测钻孔内地球物理场的变化,来研究井孔周围介质分布特征,从而解决各种地质、工程和有关科学问题,也称为钻井地球物理,或简称测井。地球物理测井是目前能以极高的分辨率定量提供岩层纵向连续变化特征的唯一手段,而岩层又是人们赖以研究地质过程的基本历史残留痕迹。长期以来,地质学家就是依据这些痕迹定性描述各种地质现象与过程的。随着现代数学和计算机技术的蓬勃发展,为定量描述地质现象与过程提供了手段,而地球物理测井不仅为这些研究提供了必要的基础数据,而且成为重要的研究方法。
        2.2遥感技术
        遥感是地球物理学的一个较年轻的分支,是研究从空中摄取地面图像时,与物体的电磁能量辐射与反射有关的各种方法。涉及的电磁波谱范围包括可见、近红外、红外和微波,波长从0.4μm~25cm。利用微波的雷达成像系统提供了穿过覆盖云层获得地面图像的方法。合成孔径雷达采用从活动平台得到的多信号来构组地面反向散射的雷达全息图。
        2.3地震勘查技术
        资源勘查中的地震学方法是研究人工激发的弹性波在不同地层中传播的规律,如波的速度、波的衰减和波的形状,以及在界面的反射、折射来研究地层埋深、构造形态,以及岩性等。地震勘查在油气勘查中得到了最广泛的应用并发挥了巨大的作用。其次在煤田、盐矿、水资源,以及金属与非金属矿产勘查中都得到不同程度的应用。


产生人工地震波的震源有两大类:一类是炸药震源,如机械震源、气爆震源、电能震源等;一类是机械震源。陆地表面进行地震勘查时,主要使用炸药震源和机械震源。
        2.4磁力勘查技术
        磁力勘查是以岩、矿石间的磁性差异为基础,通过观测和分析地磁场的变化特征,查明研究对象地质特征和性质的一种地球物理方法。以资源探测为目的的磁法勘查,主要用于地质填图、预测成矿远景区和直接寻找具有磁性的矿体。磁力勘查中瞬变电磁法你作为一种非接触式的时间域电磁法对含水地质体具有独特的响应优势。
        3地球物理勘查技术在煤炭勘查上的应用
        3.1矿井地震勘查
        3.1.1井巷二维地震勘查。井巷二维测线主要置于巷道的底板下面,以及巷道的两侧,在地震数据的采集和处理等方面与地面二维地震勘查技术相类似。在具体进行操作的过程中,必须要根据顶底板声波属性来进行科学的计算,而后对检波距与偏移距进行选定,并按照测线的数据来放置炮点与检波点,进行有序的调整和排列,通过观测系统内来实现对地震数据的采集。
        3.1.2震波超前探测。如今,国内外地震超前预报技术中,通常所采用的是繁盛地震法,并且这种方法在隧道工程中的应用较为广泛。我国国内在超前预报技术方面的方法也较多,有水平剖面法、负视速度法等。国外在震波超前探测技术方面相对更加完善,并且很多技术都已经在全球范围内进行推广。这些地震偏移成像技术都是利用了地震波运动学以及动力学等方面的知识原理,能够对各种复杂的地质结构实施更加准确的地质预报。由于在煤矿勘查中,井下条件复杂多变,能够进行观测的空间受到极大的限制,因而必须要在有限的空间来完成勘查工作,在巷道的内部需要尽量多安置激发和接收点,从而能够使相关的数据信息更加全面而丰富,提高煤炭勘查侦测的效果,从而更加全面的为煤矿开采提供便利条件。
        3.1.3瑞利波勘查。瑞利波在激发界面周围进行传播的面波,其工作方法是发出瑞利面波的信号,并对反馈回来的信号进行采集,同时对已经采集获得的资料进行处理,从而通过频率面波来获得相应的速度vR与波长λA,并根据离散分布曲线获得岩层的土质分析,使岩层分布结构以及土层分析等相关数据呈现出来。为了能够更好的实施上述工作,在激发采集的方式上存在两种类型:一是瞬态法;二是稳态法。如今,在矿井作业的过程中通常所采用的都是瞬态瑞雷波法。通过瑞雷波勘查技术,能够对地下30m以内的岩层构造以及地质分布情况完成更好的成像,并且能够有效弥补反射波勘查表层分辨能力弱的缺陷。
        3.1.4槽波勘查。槽波地震勘查技术的原理是通过煤层中来进行激发和传播的导波,能够对煤层的连续性进行更加科学的勘查。槽波地震勘查的测距较大,并且精度非常高,同时拥有良好的抗电干扰能力。国内外学者在槽波探测技术方面以及旁侧构造探测技术方面都取得了很多成绩。
        3.2矿井瞬变电磁技术
        矿井瞬变电磁法属于时间域电磁法,这种探测技术同时也是非接触式探测技术中的一种,其探测原理首次用电磁波来对空间断面的大小进行探测,第二次勘测使信号强度增加,也就是提高电磁波发射功率,使瞬变电磁法的强度增加,加大对顺层以及垂直勘探的深度。不过,由于受到全空间磁场效应以及巷道内空间分布的影响,对瞬变电磁法形成极大的制约,因而需要通过数值模拟才能够对二维、三维地质异常体所形成的响应特征更加清晰地呈现出来,因而对于瞬变电磁技术的研究仍然有待进一步深化。
        3.3无线电波透视技术
        无线电波透视法也被叫做坑透法,指的是向地下地质体发射高频无线电波,由于受到地质介质的影响,无线电波的强度逐渐衰减,通过这种方式来对地质异常体的位置和形态进行勘查的方法。无线电波透视技术主要是在运输巷和回风巷之间实施的,在巷道中设置接收体,对穿透地面的电磁波信号进行接收,如果电磁波在穿透地下介质的过程中,尤其是水构造时,在接收点处所接收到的信号衰弱显著。在采用多发射点以及多接收点的情况下,能够较好的对地下地质异常体的位置以及形态有更加清晰的认识。坑透法在当前我国矿井中的使用比较普遍,在操作上也更为简单,对地下地质结构如断层、含水裂隙、陷落柱、煤层变薄区等的探测效果非常显著。
        4结语
        总之,经济技术的不断发展进步,很大程度是以地球资源的开采和利用为基础的,所以高水平的资源勘查技术不仅可以提高资源的勘查效率,而且对于能源资源的节约也有极大的促进作用,所以重视对地球物理勘查技术的应用研究具有十分现实的意义。

参考文献:
[1]曹亚娥,李娜.地球物理测井技术在郭家湾勘查区的应用[J].陕西煤炭,2014(02)
[2]李明波.煤田的地球物理勘查技术应用和实践[J].煤炭技术,2012(02)
    [3]李宏格,王伟,马立功,宋文官.浅谈煤田深部开采中的地球物理勘查技术[J].中国市场,2009(31)
[4]宋文杰,刘玉华,肖贵学.地球物理勘探技术的发展和应用[J].工程建设与设计,2007   (01)

投稿 打印文章
留言编辑 收藏文章 推荐图书 返回栏目 返回首页

  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: