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工程物探技术论文优选九篇

时间:2023-03-22 17:44:58

引言:易发表网凭借丰富的文秘实践,为您精心挑选了九篇工程物探技术论文范例。如需获取更多原创内容,可随时联系我们的客服老师。

工程物探技术论文

第1篇

关键词:物探技术 地质勘查综合物探

中图分类号:P624文献标识码: A 文章编号:

科技时代的到来,使得各项现代技术获得快速发展。科学技术的应用让人们的工作更加准确有效,因此,将物探技术应用于我国的地质勘查工作中,对地质勘查工作的发展具有十分重要的意义。物探技术在地质勘查工作中的应用,将大大提高地质勘查的速度和质量,增强了地质勘查工作的有效性,从而提高了生产力的发展。物探技术的应用使得地质勘查工作具有更高的现代化水平,成为地质勘查中的一门新型活跃并且具有重要价值的勘查方法。但是,由于地质勘查工作的复杂性,物探技术在实际地质勘查中依旧存在众多问题,这就需要我们进行深入的分析和研究。

物探技术的基本原理

所谓的物探技术就是指根据各种岩石之间存在密度、电性、放射性以及磁性等物理性质的差异,利用地球物理的原理,选用不同的物理方法和物探设备,进行工程区地球物理场的变化测量,以此来了解其水文地质以及工程地质条件的一种勘测方法。目前,由于单一的物探方法具有自身的局限性以及地质勘查具有复杂性,因此,我们在地质勘查中常常采用多种物探方法进行勘探和测试,这就形成了综合物探技术。综合物探是基于先进电子信息技术而逐渐发展起来的。由于不同的地质结构具有不同的物理特性,物探技术就是利用这种不同的物理特性,采用精密的电子仪器对地质结构进行探测,然后根据仪器反馈的信息数据和图像,对地质结构做出准确的定量分析,从而对勘探地质结构的岩石密度和辐射进行判断。通过综合物探技术可以很好的了解各个岩石层的岩石结构和岩石种类进而有效地完成地质勘查工作,为各种地下矿石能源的开采进行安全的指导。

物探技术应用对地质勘查的意义及作用

目前,随着综合物探技术的逐渐成熟,已经深入到众多生产行业和工程领域,尤其是在地质勘查方面,取得了良好的勘查、探测效果。例如,在水文地质探测中的运用。在进行水文地质勘查时,会根据水质具有的导电特性和岩石具有的电磁场进行综合物探。再比如,在地质灾害的地质勘查中的运用。通过有效的综合物探技术加强对地质灾害的探测,可以对地质结构进行正确的判断,从而找出异常结构的位置以及岩层的断层情况,根据这些物探数据可以对部分自然灾害进行很好的预防。另外,可以运用于工程测量的检测和考古行业。在工程建设前通过物探技术进行地质勘查,从而保证了施工的安全以及建筑的建成后的质量安全。应用于考古行业可以根据被测物体的物理性质,进行内部的勘查与检测,从而帮助考古人员判断出文物的准确位置。

因此,随着科学技术和信息时代的不断发展,使得综合物探技术在地质勘探中发挥着越来越重要的作用。将物探技术应用与地质勘查工作中,通过综合物探的数据信息,可以帮助地质勘查工作者进行精确的判断,从而减少工作失误,方便勘查工作的顺利进行,提高地质勘查工作者的工作效率,降低工作强度。另外,将综合物探技术应用于地质勘查领域,对我国的地质勘查工作的发展有着重要意义,有利于生产力的提高,从而促进国家建设提高经济发展能力。

综合物探技术的方法

由于地质勘查工作的复杂性,针对不同的环境往往采用不同的物探技术,因此进行地质勘查的综合物探技术的方法有很多。

电磁法

电磁法主要是指根据岩层具有导电性的特点进行探测,从而达到地质勘查的目的。电磁法根据不同的工作原理,又可以分为连续电磁法和瞬变电磁法两种情况。它们主要应用于地质结构的勘查和金属矿床的寻找。其中,瞬变电磁法可以通过一定的电源装置,利用电磁场的脉冲特点对地质结构发射电磁场,从而对地质结构进行有效的勘查与探测,尤其是在水文地质结构的勘查中,瞬变电磁法发挥了重要作用。

电流法

电流法是一种根据不同岩石之间具有的电阻率和含水性进行的物探技术方法。通过电流法探测出不同地质结构中的岩石电阻率,然后根据这些电阻率数据进行科学的判断与分析,从而确定地质结构中岩石的含水量以及岩石的不同种类,以此来做到对地质结构的定性分析。

天然磁场法

由于岩石本身就具有一定的磁场,因此在进行地质勘查时可以利用这种天然的磁场进行有效的检测。天然磁场法就是根据岩石自身所具有的磁场进行的一种地质勘探方法。这种探测技术可以通过岩石磁场的频率进行数据测量,来详细了解不同层次的地质结构。但是,在实际地质勘查过程中,这种物探技术方法容易受到外部因素的影响。比如,在地质勘查时使用的电子通讯设备等都会对其造成设备干扰,从而导致勘探的数据变化过大,不利于对数据进行有效分析。

无线电波法

这种方法,主要是对地下发射高频率电磁波,然后利用这些电磁波的衰减情况进行分析,从而促进地质勘查工作的有效开展。当电磁波穿过岩石会被的磁场吸收从而出现衰减的情况,尤其是遇到断层是会发生明显衰减的现象,因此在地质勘查中根据这中现象可以准确判断断层的位置。

总而言之,进行地质勘查的物探技术有很多,比较常用的有地震波CT成像技术、声波测并技术、高密度电法勘探技术以及钻孔色彩电视全孔壁成像技术等等,这些技术对地质勘查工作的有效进行起着至关重要的作用。随着社会经济的迅猛发展,地质勘查工作对物探技术的要求也越来越高,单一的物探技术方法已经难以解决在实际工作中遇到的各种复杂的地质问题,因此,我们必须对物探技术在地质勘查中的应用及问题进行深入研究,通过多种物探技术方法的优化组合进行地质勘查,以此来提高地质勘查工作的有效性,促进地质勘查工作者判断的准确性,提高工作效率。

参考文献

荆鹏 郭栋浅谈物探技术在地质勘查中应用【期刊论文】城市建设理论研究(电子版)-2012

第2篇

关键词:毕业实习指导;创新能力;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)38-0218-03

“勘查技术与工程”专业属于培养应用类人才的专业,随着国家经济建设的发展,国家的资源勘查、环境监测和工程建设等领域获得了较快的发展,“勘查技术与工程”专业的应用领域也得到空前的拓展,毕业生分配去向为全国各地的资源、能源、环境、工程建设、质量检测、仪器制造等多种行业和部门。各行各业的工作环境和背景差异很大。毕业生如何能适应这样广泛的领域,毕业后能够尽快承担工作任务,是毕业实习期间需要解决的问题。为了培养出适合用人单位需求的合格毕业生,桂林理工大学在课程体系、教学内容等方面进行了探索和改革,研究培养高质量人才的思路和方法,其中毕业实习安排和毕业论文指导是其中的重要内容之一。“勘查技术与工程”专业的毕业实习时间为16周,实习内容主要为:野外实习、完成毕业论文和毕业答辩。两者的有机结合,对毕业实习效果至关重要。

一、野外实习

野外实习是“勘查技术与工程”专业学生毕业实习期间的重要实践部分。学生参加野外实习的形式有多种:参加学校实习基地单位的科研或生产项目;参加教师的科研工作;或到学生即将就业的单位参加科研或生产工作。这些实际的科研或生产活动让学生近距离接触工作现状,了解勘探行业发展情况。在实习期间检验学生掌握知识的情况、培养自己处理问题的能力。

在这一阶段,教师需要根据实习项目对毕业生进行指导。在出去实习之前,要求毕业生做实习准备。例如,资源勘查类的科研或生产项目,要求学生了解矿床、成矿理论及所需的地球物理方法原理等内容;工程、水文或环境勘查类的项目,要求学生研究岩土层的地球物理特征及该精度地球物理方法原理等内容;而工程质量检测方面,则需要了解质量检测规范及应用地球物理检测方法原理等。在野外实习结束之后,要求学生作实结,从野外工作施工技术、资料解释、成果展示及报告编写等方面总结实习过程。

二、毕业论文

毕业论文是本科教学工作的最后环节。指导“勘查技术与工程”专业毕业论文的主要环节有毕业论文选题、论文编写等。

1.毕业论文选题。选题是做好毕业论文的关键环节,也是学生走向工作岗位前的综合训练。因此,指导学生毕业论文题目的选择是教师的重要工作之一。“勘查技术与工程”专业培养应用型高级人才,毕业论文的选题应结合科研和生产单位的需求。毕业论文选题的时间安排在四年级的生产教学之后,学生已经基本掌握了地球物理各方法的理论、野外工作方法和资料解释。有了各自的专业兴趣和对各专业课教师的了解。因此选题是选择专业方向和专业教师,在选题中注意以下几个方面。①让学生自己选择毕业论文方向。我们将毕业论文的选择权交给学生。尊重学生的意愿和兴趣,先了解学生的个人兴趣,以后从事工作的意向以及个人能力。②选题结合实际科研或生产项目。参加野外毕业实习的同学,根据在科研或勘查单位参加的科研和生产实际工作选题。这些结合实际的选题符合科研或勘查单位的需求,具有实用性。使学生所学的专业知识与科研、生产实际需求紧密结合起来,并且能够在毕业后最短时间内达到工作单位所需的能力要求。这样学以致用的论文题目,相当于一次实际工作练习。③专业教师的选择。学生选择好论文方向后,为了能够顺利地完成毕业论文,并得到良好的相关方面的锻炼,选择教师是很重要的一环。因为每个教师都有自己擅长的一面,比如有些教师擅长工程勘查、有些老师擅长资源勘探、有些教师擅长能源勘探、有些教师理论研究等。学生应该根据自己的选题方向,选择相应的教师,以便得到最佳指导。④教师在论文选题过程中的指导作用。学生选题只是选择了论文研究的方向,其中的细节需要教师进一步完善。确认学生适合的那种题目是应用型还是研究型。对于有明确目的的学生,例如毕业后从事地质找矿工作的学生、已经考取研究生的学生、有一定的计算机编程能力的学生、对某种地球物理方法有特殊兴趣的学生,针对不同的学生确定不同特点的毕业论文题目。主要的选题原则有以下几方面:一是从科研项目中选题。对于今后继续深造,具有较高的计算机编程水平和对地球物理方法有兴趣的学生,引导他们参加教师的科研项目,或到有关的科研单位参加研究工作,使他们尽快了解专业发展的新水平、新动向,参与到科研工作中,学习科学研究的系统方法,提高科研能力。学生在科研工作中,会巩固专业知识,了解自身的能力。二是从工程项目中选题。对于已经确定了就业单位,准备进入地球物理勘查实践的同学,选题可以来自勘查单位的工程项目。通过这些联系实际勘查项目的题目,学生对勘查单位的设备、勘探领域、资料解释方法有全面深入的了解。同时也认识到勘查单位对人才的要求,通过做毕业论文可以有目的提高学生自身的综合能力。在上述论文选题的指导思想下,近几年,桂林理工大学勘查技术与工程(物探方向)专业的毕业论文题目呈现多样化(如表1所示)。从表中可以看出,选择实践型题目的人数在近四年中是最多的,约占64.8%,选择结合型题目的人数约占18.1%,选择理论型题目的人数约占17.1%。这一比例符合我校勘查技术与工程(物探方向)培养高级应用型人才的培养目标,同时,也满足了一部分同学想要继续深入研究的愿望。

2.教师在论文编写过程中的指导作用。“勘查技术与工程”专业需要具有综合素质和先进技术的人才,毕业论文写作期间,要注重培养学生收集信息、应用英语、计算机编程和解释软件使用等能力。①查阅文献的指导。论文题目选定之后,学生需要了解相关地球物理方法的发展、研究现状及应用情况。在查阅科技文献过程中,教师对相关方向的现状及学生存在的疑问进行讲解和指导。②计算机应用的指导。在“勘查技术与工程”专业毕业论文撰写过程中,教师要安排一定的计算机编程和学习使用最新地球物理资料解释软件的工作量。将这部分内容和毕业论文有机地结合起来。对于计算机基础好、能力强的学生,鼓励他们独立编程,激发他们的创新精神。对于计算机能力弱的学生,则重点学习现有软件的使用方法和技巧。指导学生灵活运用广泛应用的办公软件对资料进行简单处理,比如运用Grapher、Surfer、Excel等的电子表格计算视电阻率等一些简单的处理。③地球物理资料解释和绘图技术的指导。在“勘查技术与工程”专业毕业论文撰写过程中,资料解释和绘制成果图示是论文的核心内容。指导教师要对这部分进行重点指导。指导学生写出明确的解释依据、解释思路、解释结果,并绘制出规范、符合要求并美观的图件。规范的插图和附图是“勘查技术与工程”专业毕业论文的重要组成部分,在论文写作过程中,教师要指导学生学习必要的专业绘图软件,能够熟练地掌握绘图技巧,做出能为毕业论文提供有效证据和支撑的图件。④论文写作的指导。在毕业论文的撰写过程中,指导教师要将资料解释部分作为论文的重点部分。不仅要有解释思路、解释依据,解释理论和解释结果的讨论,还要有规范的写作格式、规范用语、规范地引用图件,以明确各部分的逻辑关系。在论文的写作过程中,提高学生的科技写作能力。

三、毕业答辩

毕业答辩是学生从事工作后项目汇报的一个预演。因此,准备答辩的过程实际上也是学生工作能力的一种培养。由于很多学生第一次准备类似的演说,在准备过程中,难免会胡子眉毛一把抓,得不到要领。因此,教师有必要指导学生设计和组织答辩演讲稿,清晰地表达研究内容,恰到好处地使用辅助器具,灵活地应对提问等。

从目前用人单位反馈的信息来看,近几年我校勘查技术与工程(物探方向)专业的毕业生,绝大多数受到单位的重用,经过一年的实习期以后,基本上可以独立主持生产项目,成为单位的骨干。由此可以说明,有目的、有意识的毕业实习指导,会使学生的知识积累出现一个飞跃,为从事相关地球物理勘探的工作做好准备。

参考文献:

[1]程志平.工程电法勘探课程教学内容改革的思考[J].桂林工学院学报,2005,25(增):35-38.

[2]罗润林,阮百尧,李亚南.以学生为本的“电法勘探”课程改革[J].桂林工学院学报,2009,29(增):61-63.

[3]吕玉增,韦柳椰,李长伟.地球物理勘查工程技术人才培养改革与实践[J].中国地质教育,2012,1:115-118.

[4]曹丽文,朴春德.地质工程专业毕业设计(论文)的教学实践与思考[J].中国地质教育,2009,4:118-121.

第3篇

关键词:物探技术;滑坡工程;地质勘察

在前期勘测中,水文勘探是十分重要的一环,它影响着整个工程的安全。但是现实中,很多部门不重视这些问题,常常对于其中的某些问题敷衍了事,使得工程经常出现这样或者那样的危险,没有办法保证工程的安全性。考察的时候能否做到认真负责,得到的数据是否真实,这些对于之后的工程设计,施工,以及工程完工以后能否正常投入使用,都是非常重要的,这篇文章主要对于这个方面提出一些意见。

一、滑坡的地质条件

滑坡就是斜坡土体或岩体在重力作用下,沿着一定的软弱面(或带)整体向下滑动的现象,滑坡的形成与其地质条件密切相关。在滑坡地区断层和各种构造面往往控制着滑坡的发生发展,常见有以断层为后缘及侧界的滑坡,而较大型滑坡又多受次级断层和构造的切割,破坏坡体的整体性及稳定性,形成多级多块的滑坡群。

滑坡的地层在受到断层破碎带影响,岩层破碎,岩体松弛,强度降低,并具有一定汇水条件和隔水的软弱面时,易产生破碎岩石滑坡;在地层由软硬岩层互层组成,且层面具有一定倾角,或在岩层中存在贯通的具有一定倾角的软弱构造面时,易产生岩层滑坡;在上部有松散堆积物的斜坡,则往往沿下部密实地层顶面形成堆积层滑坡。地层岩性也是形成滑坡的一个重要原因,如粘性土受水或易于风化和遇水软化的岩层(泥岩、页岩、云母片岩等),当其上部为透水性强的岩层或堆积层时,则易产生滑动。

此外,地下水也是形成滑坡的重要因素之一,含水量的增加可增大滑体的容重,促使软弱岩层泥化,水对软弱面或滑动面(带)的浸润作用可降低滑带土的抗剪强度。当滑坡体受到地下水的较大浮力时,也可降低其稳定性。在同一滑坡体内,可同时存在多个渗透介质差异面,因而也就存在多层滑动面。

综上所述,调查了解滑坡的水文地质工程条件,对研究滑坡的生成发展条件及其稳定性评价是至关重要的。

二、物探技术的使用方法以及使用时所根据的原理

1.电法勘探

有时候我们需要去了解地表结构当中每一个土层的厚度,还有岩层的具体情况,这个时候我们一般会采用电测勘探法。这几年,市面上出现一种高密度电阻率法,通过这种方法,可以在建造城市工程的时候,慢速的获取地面表层中有关导电性的相关信息,而这个办法也普遍被人接受。特别是在铺设地下管道的时候,以及对地底下不同结构之间进行划分的时候,它的作用就变得十分明显。一般采用这种方法,多是在遇到拥有不同电阻率的水平岩层的是偶,而且越是在比较平缓的层面的时候,他所发挥的作用就越来越大;但是一旦倾斜角度较大,它发挥的作用就变得有限。因而我们可以总结出,采用此方法的前提是:我们所探测的对象必须不同于周围的环境与事物,因为只有这样,在使用电极装置的时候,才可以通过信息的反馈,清楚看到电阻率出现异常的时候,从而对于整个地下的电性结构有一个完整的了解。

2.电剖面法

这种方法和电测深法是运用同样的原理的,但是这种方法在现在被运用的非常多,得到大家的一致认可。两种方法无出其外,都是通过人工的方法,在地下形成一个电场,通过分析他们所在的地理位置,从而完成勘测任务。在现实中,一般把两个方法合在一起使用,这样在观察地下一些不完整的岩层的时候,可以更加全面,更加细致,得到的数据也是真实可靠的。

3.地震勘探

如果想通过地震勘探的方法来获取数据,一般采用折射波法和反射波法两种方法。这两个方法相比于其他勘测手段,其实差别并不是很大,得到的结果也会出现误差,而出现误差的原因是因为物理学的指标常常会受多方面的干扰。在现实过程中,波传输的速度在各种岩层中会有所不同,但由于物理学指标收到干扰,这样使得在不同的环境下,有时候传输的速度可能会一样,但是在相同的层面之间,由于所受到的内力或外力在环境的作用下,出现这样或者那样的变化,从而导致波在她们当中传输的速度反而会有比较大的差异。

4.重力法

相比于上面的方法,重力法只是在勘测过程中只是起一个辅助的作用,不能单独承担勘测工作,需要配合别的方法一起使用才行。重力法之所以被采用,是由于重力只受到地球引力的影响,能干扰到他的因素比较少,这样获取到的数据就比较可信度就比较高。在现在的工程勘测中,重力法多用于勘测一些分布不是很均匀的,规模比较小的洞穴以及被建造在地底下的古代遗迹。重力法的广泛运用,也使得它被越来越多的单位青睐,但是这种方法有自己天生的缺陷:就是在测量过程中,会受到勘测地点的地表形状和当时的气象状况的影响,所以在采用这个方法的时候,需要多注意这方面的内容。

三、应用物探技术对地下水进行监测

治理滑坡的工程的施工周期较长,而施工地点的水文状况会随着时间的推移而不断发生变化。因此,为了避免水文状况的变化对整个滑坡工程的施工造成影响,就需要对当地的水文状况的变化情况进行详细监测。而在监测的过程中,使用物探技术是最好的选择。

通常情况下,滑坡工程的水文状况会不断改变。其中,除了地下水的总量不会出现明显变化外,地质表层的电阻率和浅水层过湿带的水含量都会因季节和降雨量的不同而变化。因此,为了避免这些因素对滑坡工程整体的稳定性造成影响,需要对其变化情况进行详细监测。

在对水文状况的变化情况进行监测的过程中,最佳方式是选择多个固定监测点,对整个水文状况的变化情况进行定期勘察。在水文状况的变化中,表层电阻率会随降雨量的增加而减少,而浅水层过湿带的含水率会明显上升。由此可见,在滑坡工程水文状况的变化中,降水是地表水最主要的来源,会在一定程度上对地下水和浅水层造成影响。因此,为了能避免地表水下渗对滑坡工程的稳定性造成影响,需要制定有效的地表水排水措施。

四、总结

从本文中,我们可以了解到,物探技术不仅适用于某一个项目,还可以拓展到其他项目中去,比如在建设房屋的时候,通过物探技术,可以获得有个持力层的数据。设计师通过这些数据,可以更好的设计整个层面。在当下,工程项目随着经济发展而变得越来越多的时候,物探技术将会运用的越来越多,也会越来越成熟。

参考文献:

[1]卢建忠.水文地质勘察在工程地质中的研究[J].城市建设理论研究(电子版),2013(5).

[2]李成军.浅谈水文地质勘察中预防措施及处理[J].城市建筑,2013(14).

第4篇

1999年,李朝林上任伊始,公司的产值只有64.45万元,利润只有26.92万元,加之事业经费投入的大幅减少和国家勘查项目的锐减,职工大批下岗,技术人才严重流失,人均年收入不足3000元。公司主业发展停滞,多种经营举步维艰,单位经济十分困难。面对重重困难,李朝林意志坚定,充满自信。在做了大量调研工作的基础上,他果断提出发挥勘查专长走专业化发展之路、提高装备水平走市场化发展之路、登记资源希望区走矿权兴业之路三大发展战略。到2008年,公司实现产值3000万元,是1999年的48倍;利润达到1348万元,是1999年的50倍;人均收入达到32600元,较1999年增长了10倍之多。职工上岗率达到95%以上。

十年来,公司专业队伍已从原来只有20多人的小项目部发展成拥有生产科、技术科、地震队、电法队、测量队、物探研究室、资料处理室和资源预测室,集预测、设计、勘探、处理和报告提交为一体的专业化队伍,目前公司拥有研究员5名、高级工程师27名、工程师41名,

探矿权的登记和转让也取得了可喜的成绩。先后获得了21个区块的探矿权。探矿权的登记和转让,不仅为公司带来了实实在在的效益,也为公司今后的发展提供了有力的保证。

特别是登记发现了储量达3个亿的龙家堡大煤田。该煤田的成功发现为全省煤炭资源接续做出了重要贡献,为吉林省经济的可持续发展提供了有力的能源保障,为吉林省的煤田地质事业做出了重要的贡献。

十年来,公司共投入6500万元对设备进行更新、升级和改造。先后购置了世界先进的408和428数字地震仪和相关的配套设备,数据接收链达到7346道,同时,先进的电法仪、RTK测量仪和各种类型钻机设备的不断引进,极大地提高了公司的市场竞争能力。

第5篇

关键词:岩土工程勘察;物探技术

Abstract: the engineering prospecting, as a new and effective exploration, detection means is more and more geotechnical engineering, design personnel to accept. But, all kinds of engineering prospecting the effectiveness of the method of detection depends on its object the applicability of the physical properties, physical properties of the conditions of the applicability is stronger, the solution to the problem of the greater reliability, therefore, in order to effectively solve some geotechnical engineering complex technical problems, must use a variety of engineering prospecting method combined, mutual complement each other, validation, namely comprehensive engineering geophysical exploration technology.

Keywords: geotechnical engineering; Geophysical exploration technique

中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:

1前言

截止2000年底,全区已开发利用的矿产82种。有矿山企业4534家。矿山企业总人数为30.5万人。2000年度实际采矿能力为1.67亿吨(全区矿山企业设计采矿能力为2.99亿吨)。实际全年生产矿石总量1.5亿吨。内蒙古地区历史遗留的煤层自燃问题较严重,主要分布在阿拉善盟古拉本矿区和鄂尔多斯市东胜煤田和准格尔煤田、桌子山煤田。

地球物理勘探是通过观测和研究各种地球物理场的变化来解决地质问题的一种勘察方法。在自然界,不同的物理作用具有不同的物理场,例如,在重力作用的空间有重力场(重力勘探);天然或人工建立的电(磁)力作用的空间有电(磁)场(电法勘探和电磁法勘探);波动传播的空间有波场(地震勘探)等。而组成地壳的不同岩土介质往往在密度、弹性、电性、磁性、放射性以及导热性等方面存在差异,这些差异将引起相应地球物理场的局部变化,对于这种与地下岩土介质局部变化有关的地球物理场的变化,称之为异常场。工程物探就是针对具体工程项目通过专门的仪器观测这些地球物理场的分布和变化特征,然后结合已知地质资料进行分析研究,推断出地下岩土介质的性质和环境资源等状况,从而达到解决地质问题

2物探方法的作用在岩土工程勘察中的优势体现

对于一个未知的勘探区域,先期投入物探方法有如下优势:①利用物探方法可准确探明复杂的基岩面起伏状况,从而可实现合理布置钻孔工作量。②利用物探方法可在岩溶发育区探测复杂的岩溶分布状况(既可是当期三维的岩溶分布状况,也可是随时间变化的四维探测成果,如岩溶漏斗的变化情况),钻探可依据物探成果灵活布置,二者结合可对勘测区域内的岩溶分布全面掌握。③利用物探方法可准确探测地下人工设施的地下赋存情况,当地下人工设施规模较小时,投入大量的钻探工作量几乎无任何经济性可言。④在水域勘察中,利用物探方法可探测水下地层变化情况,可大大降低钻探的工作量,节约成本。可见,物探方法体现在前期的物探小投入,换来后来的钻探小投入。而降低了钻探的代价,某种意义上就降低了勘探的总成本。因此重视物探方法在岩土工程勘察的前景对于提高岩土工程勘察的效率和效益是有积极意义的。

3工程物探技术在岩土工程检测中的应用

工程物探技术在岩土工程检测方面的主要作用是地基加固效果的质量检测、大坝的碾压密实度、路基的密实度、混凝土构件、基桩的质量检测和评价。常用的方法有瞬态面波法、地质雷达、弹性波速度测井等,主要通过弹性波速度和电磁波速度与原位测试试验值以及密实度之间建立相关关系,通过施工前后的检测结果进行对比分析。此外,根据弹性波和电磁波在介质中传递的速度变化可以对大坝及建(构)筑物等混凝土构件的裂缝进行检测,掌握裂缝状况和有关参数,判断对在建构筑物的危害程度及研究相应的补强措施。另外还可以检测混凝土路面、沥青路面、垫层的厚度等。桩基无损检测是工程物探技术在建设工程施工质量控制应用最为广泛的一种重要技术手段。主要的测桩方法分为动力试桩法和声波测桩法两种,它是根据弹性波传递速度变化来判断混凝土质量、桩身缺陷及缺陷的位置、桩的施工长度和桩的形状等,具有成本低、速度快,适合大面积检测,并且可以随机抽样,而在国内外被广泛采用。

4工程物探技术在岩土工程勘察中的应用

由于工程物探技术可以利用连续加密测点的资料从而获得连续的地质界面,因此能有效地解决传统钻探手段以点带面划分地质界面方法常带来的漏判、划分不准确等缺点,并且能有效地解决传统勘探手段难于解决的诸多岩土工程问题,如地下不明物体、洞穴、滑动面、软弱结构面、断层、破碎带等在地下的分布特征、形态、埋藏深度、位置。相对传统的钻探方法,工程物探技术的使用受场地、地形条件的限制较少,具有节省时间、节省费用、勘探精度高等特点。合理地选择、运用工程物探技术与传统勘探手段相结合,无疑是在激烈的勘察市场竞争中制胜的法宝之一。在岩土工程勘察工作中应用最为广泛、发展最快的是弹性波技术。由于它是利用介质传递弹性波的特点来揭示地下物体界面,当地下物体的界面物性差异较大时,弹性波就会从运动学和动力学两个方面表现出异常来;其次是电磁波技术和电法技术,其主要代表是地质雷达勘探方法和高密度电法。采用弹性波速度测井技术和场地常时微动测试可以获得建设工程抗震设计、建设场地和地基地震效应评价所需的岩土动力参数和设计地震动参数,如动剪切模量、剪切波速、动泊松比、动弹性模量、卓越周期、结构自振周期等。它们是建筑场地的类别划分、地震作用和结构抗震验算的主要依据。

5布置物探工作应注意的问题

在岩土工程勘察项目中先期投入物探工作可以大大提高钻探工作的效率和准确性,但物探方法有很多,投入物探方法需要策划和设计,而且物探方法是间接的勘探方法,物探结论是对异常的推论,因此物探方法是不能完全替代钻探的。概括而言,选用物探方法应注意如下问题:

5.1选用物探方法应有针对性

物探方法在岩土工程勘察中的作用是毋庸置疑的,但并不是说任何物探方法可包治百病,布置物探方法应该有针对性,而不应该滥用,更不能任意夸大或缩小物探方法的作用。物探方法的选择应具备主要的物性前提和场地条件,例如潮湿的地面对于地质雷达勘测会产生明显的干扰,应采取适当措施降低干扰或采用其他的物探方法;而在煤矿采空区进行勘探发现低阻异常既要考虑到可能是采空区反应,也要考虑到是否为煤层的影响。某一物探方法获得的解释成果不能简单地否认另一种方法所确定的异常的存在,即物探方法之间只是对异常的补充而不是对异常的否定。

5.2物探推论需要验证

多种物探方法综合勘测确定的异常并不能保证推论100%正确,验证仍是最需要的关键环节,在没有验证的情况下,物探异常的推论仅仅是一种理论和经验的推断。

5.3选用物探方法也要考虑经济性

通常在地质情况简单的情况下,如果由一种或一种以上的物探方法能获得较一致的异常反应,是没有必要投入更多的物探手段来重复获得同样的异常认识的,物探方法同样也需要成本。在实际工程中投入物探方法应提倡够用就行。

6结语

物探方法在岩土工程勘察中的作用正在被大多数勘察工作者接受并给予重视,物探方法在工程勘察中有一定的前瞻性。实践证明,如果投入物探方法的时机适当则可提高勘探效率,降低造价,对提高勘探成果的质量也很有益处。

参考文献:

[3]杨玉春,刘康和.试析综合物探的意义和作用[J].西部探矿工程.2005,17(11).

第6篇

关键词:地震勘探 物探技术 发展趋势

中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(b)-0237-02

物探技术是一门应用性为主的学科,不言而喻,它的应用领域十分广泛。在地质找矿、军事工程、工程物探、工程质量检测等方面发挥着重大作用,对于保障国对民经济稳定发展有着重大意义。在工程方面,物探技术更是和工程如影随形,在工程选址、工程质量检测方面,都应用十分广泛。

在矿产资源勘查过程中,我们首先需要对各种物探方法和仪器有着充分地了解,再根据具体的工作目的选择合适的物探方法和仪器,这样才能更好更准确地完成勘探任务,因此各种物探方法的特点及适用范围以及所采用的物探仪器,我们都要进行认真地比较研究。地震勘探作为一种主要的物探方法我们更要加以重视和研究。在实际工作中,经验的积累对于工作的展开也是有很重要的指导意义,所以,要在掌握理论方法和仪器设备使用的基础上,注重实践经验的积累。

1 地震勘探技术的发展历程

地震勘探技术随着现代相关技术的发展而不断发展,取得的成就也进一步丰富。事物是运动发展的,运动是绝对的。就像我们的宇宙,时时刻刻都处于之中。随着中国的崛起强大,国家对于科学技术的需求越来越高,其中也包括地震勘探技术。

回顾地震勘探技术的发展历程,地震勘探技术始终处于不断创新、飞速提高的过程之中。至今它已经形成了一个复杂、庞大而完整的科学体系。数学、物理、计算机以及地质学的各个分支都渗透到这个领域之中,因此,地震勘探变成了一门综合性的科学,它的发展可以按如下时间进行划分。

30年代,地震勘探技术第一次飞跃,由折射地震法改进为反射法;50年代,地震勘探技术第二次飞跃,出现多次覆盖技术;60 年代,地震勘探技术第三次飞跃,出现了数字地震仪及数字处理技术;70年代初期,地震勘探技术第四次飞跃,出现了偏移归位成像技术;70年代后期,地震勘探技术第五次飞跃,出现了三维地震勘探技术;90年代,地震勘探技术第六次飞跃,出现了高分辨率与三维地震结合。

2 地震勘探仪器的发展

地震勘探仪器主要是记录地震波,按地震波的记录方式,地震勘探仪器的发展已经历了6代。

第一代是电子管地震仪,一般称模拟光点记录地震勘探仪。这代地震仪大多数由电子管制成。由于光点感光方式的限制,其动态范围小,仅有20 dB,频带宽约10 Hz,采用自动增益控制,记录结果不能作数字处理。第二代是晶体管地震仪,一般称模拟磁带记录地震勘探仪。大多数采用晶体管电路,利用磁带记录,可多次回放,并可作多次叠加和数据处理。动态范围达50 dB,频带宽为15~120 Hz,采用公共增益控制或程序增益控制。第三代是集成电路地震仪, 一般称数字磁带记录地震勘探仪器。这代地震仪采用二进制增益控制方式和瞬时浮点增益控制。它把检波器输出的信号转化为数字化信息,记录在磁带上。其动态范围为120~170 dB,频带宽为3~250 Hz以上,记录的振幅精度高达0.1%~0.01%。第四代是大规模集成电路地震仪,一般称早期遥测地震仪。遥测地震仪由许多分离的野外地震数据采集站和中央控制记录系统组成。第五代是超大规模集成电路地震仪,通常称为新一代遥测地震仪,为多种数据传输模式的地震仪。第六代是全数字遥测地震仪,采用是全数字化地震数据传输与记录系统。从21世纪初(2002年)开始,主要标志是采用微机械电子技术成功制造数字地震传感器,从而从技术上解决了传统模拟地震检测器制约地震勘探发展的瓶颈问题。包含地震勘探技术的物探技术与经济发展始终处在互动的良性循环之中,工业化的生产需求推动着物探技术不断创新,物探技术的进步极大地促进了工业的发展。目前,地质勘查的难度越来越大,重大实际问题正在促进地球物理极限的延伸,向物探技术提出了新的挑战。

3 地震勘探技术的现状

3.1 地震勘探仪器设备现状

诸多的勘探新技术对勘探仪器和设备提出了越来越高的要求。宽方位角采集在成像分辨率、相干噪声衰减以及辨识定向断裂等方面的优点已经越来越引起大家的重视。数字检波器振幅校正、温度变化、时效性、可靠性和稳定性远远优于常规的机械式检波器,而且它为全数字输出,有较好的电磁兼容性能,动态范围大、信号畸变小,具有优异的矢量保真度。对于目前的地震勘探的应用已经非常成熟,软硬件的开发水平随着科技水平的提高也越来越高。其中地震勘探的仪器和设备也逐渐趋向于智能化、高速化、轻便化和特色化。

3.2 地震勘探技术现状

近几年来,随着物探装备的发展,地球物理勘探技术特别是地震勘探自从在石油工业中应用以来,始终处于不断的发展和改进中。以高分辨率地震、高精度3D地震、叠前偏移成像、山地地震、高精度重磁等为代表的勘探地球物理技术,以约束反演、属性分析、4D地震、井中地震、多波多分量地震等为代表的油藏地球物理技术正跃上新的台阶。特别是随着近些年来,电子技术、计算机技术、信息技术等相关学科的飞速发展,地震勘探已经从最初的一维勘探到现在的三维甚至是四维勘探。从单分量到现在的多分量,从简单的构造勘探到寻找隐蔽岩性油气藏。

地震相干解释技术、地震相分析技术、波阻抗反演技术、三维可视化技术等为代表的一系列新技术的出现,以及神经网络在数字处理中的应用,在实际工作中得到了全面推广应用和发展。用于地震数据处理和解释的软件,在后期的数据处理解释的过程中是必不可少的。常见的数据处理软件有Geocluster、Seimic等,常用的解释软件比如:Landmark、Jason等一些著名的解释系统,并且在实际应用中,很多功能都在不断的扩展,以适应地震数据处理。总之,随着相关学科的发展,科学技术的进一步提升,地球物理所应用的软硬件也在进一步提高。

4 地震勘探技术的未来发展趋势

4.1 地下探测趋势

科学技术的发展,使得地震资料的处理和解释的水平有了更进一步的发展。新技术和新方法层出不穷,并将投入到实际的生产和应用中。随着油田勘探开发的深入,地球物理正从一种勘探工具向油藏描述和检测工具过渡。大量的地震数据和地下的VSP测井和钻井紧密结合,使我们能够从地面数据中挖掘越来越多的地下信息。地球物理将伴随着人们对地下资源的不断需求而不断发展。

4.2 高分辨、高可靠性、实时成像趋势

在工程物探巨大市场需求的带动和计算机技术的推动下,未来几年工程物探技术与新仪器的开发将呈现良好的势头,开发水平将大大提高,新仪器将以高分辨、高可靠性、实时成像仪器为主流。

4.3 静态向动态过渡趋势

精确的油藏表征是油藏管理及生产最大效率的关键步骤。油藏的静态表征数据是地震数据孔隙度等,用作标定的数据主要是VSP测井、钻井等获取的地质数据,油藏的开发是一个动态过程,因此静态表征须向动态表征过渡。在整个油田的开采过程中,静态油藏特性如孔隙度、渗透率等和动态数据都将会得到更新。油藏模型已从最初的简单模型不断优化,指导整个油田的合理开采。

4.4 新技术勘探趋势

5 主要物探技术比较

5.1 磁法勘探

以岩、矿石间的磁性差异为基础,通过观测与研究天然及人工磁场的变化规律来解决地质问题的方法。用途:寻找磁铁矿(直接找矿);寻找含磁性矿物的各种矿产;地质填图;地质构造等。特点:理论成熟,轻便、快速、成本低,但应用范围不够广。

5.2 电法勘探

以岩、矿石间的电性差异为基础,通过观测与研究天然及人工磁场的时空变化规律来解决地质问题的方法。用途:地质构造;寻找油气田、煤田;寻找金属与非金属矿产;水、工、环地质问题等。特点:三多:参数多,场源多,方法多;二广:应用空间广,应用领域广,但受地形及外部电磁场干扰大。

5.3 地震勘探

以岩、矿石间的弹性差异为基础,通过观测与研究地震波的时空变化规律来解决地质问题的方法。用途:地层分层;地质构造;寻找油气田、煤田;工程地质问题等。特点:探测深度大,精度高,但要放炮,工作难度大,破坏环境。

5.4 放射性勘探

5.5 物探新方法

6 结语

随着中国的崛起强大,国家对于科学技术的需求也越来越高,其中也包括地震勘探技术。总之,地震勘探技术是一门以应用为主的学科,它是以不同岩、矿间物理性质的差异作为基本的和必要的前提条件,以各种设备仪器为重要手段,应用领域十分广泛,对国民经济和国防有重大影响的一门技术科学。技术的进步将推动地震勘探技术的革新,现今存在的诸多问题也将会被解决,而且对于地震勘探技术的投入也在不断地扩大,新的技术也将会不断的被应用,我们相信新技术的发展和应用将会带来更多的经济效益。

参考文献

第7篇

关键词:岩溶地区 工程地质 勘察技术

中图分类号:F407.1文献标识码:A

引言

岩溶是指水对可溶性岩石作用时,以化学溶蚀为主,水的机械作用冲蚀、潜蚀等为辅的地质作用所产生的一些现象的总称,也可叫做喀斯特。因为喀斯特作用形成的地貌,叫做喀斯特地貌。目前许多的研究者已经对其展开了多方面的研究,并且在一些领域取得了比较好的成就。但是,随着我国在岩溶地区建设的工程越来越多,在进行工程勘察时遇到的问题也就越来越多。虽然工程技术人员在勘察的过程中,也不断的总结了许多经验,但是岩溶地区的地质地貌繁杂多样,地质勘察技术还有待进一步的研究。

1岩溶地基的类型

岩溶在发育的过程中,可溶岩的表面常常会出现石芽、溶沟,并且表现的参差不齐,在底下的溶洞又常破坏岩体的完整性,岩溶的覆盖土层又受到溶水动力的变化而产生开裂、沉陷的现象。这些现象的存在不同的方面对建筑物地基的稳定性造成了威胁。因此,对岩溶地基的类型加以区分,也就显得非常重要。按照碳酸盐岩出露条件和其对地基稳定性的影响,可将岩溶地基分为以下三种:

1.1埋藏型的地基

在碳酸盐岩之上覆盖着的厚度大小不一的非可溶性岩,当其厚度和强度能够支撑起建筑物并保证建筑物的稳定性时,对于下部所发生的岩溶情况可不加以考虑。

1.2型的地基

型主要指的是由于地表只有较少的植被和土层覆盖,碳酸盐岩大部分在地表的情况。按照具体的情况细分,它又可以分为石芽地基和溶洞地基。

石芽地基:它所形成的的原因是由于大气降水和地表水沿,碳酸盐岩,在节理、裂隙溶蚀的扩展作用下形成的。这种石芽主要分布在山岭的斜坡上、岩溶洼地的边坡上和河流谷坡,石芽的表面表现的非常陡,而且溶沟和溶槽的深度有超过10米的,且与下部的溶洞裂隙相互连在一起。这就大大的导致了地基的不稳定,加重了施工的困难。

溶洞地基:它主要是由溶洞顶板的稳定性来决定的,而溶洞顶板的稳定性又主要是由岩石的性质、顶板厚度洞内充填情况以及溶洞形态和大小等决定的。

1.3覆盖型的地基

根据碳酸盐岩所覆盖的泥土,如风成黄土、残坡积红粘土等的厚度大小,可分为深、浅两种覆盖型。这种类型的存在对地基造成的影响主要是塌陷、不均匀沉降等,要稳定地基需从建筑荷载和土洞的共同作用两个方面来进行考虑。

2岩溶工程地质研究的现状

在进行岩溶地质的研究过程中,由于本身岩溶发育就存在着不确定性和隐蔽性,又常常使用随着桩基础,给工程的建设带来了极大的麻烦。在面对这些麻烦时,不少的方法和经验在一些学者和专家的总结下得以形成。比如,对于弹性体内存在的孔洞,受双向均匀应力场作用所形成的应力集中现象,有的学者采取用平面问题的有限单元法进行对溶洞的分析。有的学者和专家通过对覆盖型岩溶区的桩基础进行分析,找出适合建筑工程稳定性的最佳方式。这些研究和研究成果的出现,在对于我国进行岩溶地区工程建设地质勘察的问题上有着很大的帮助,在进行对这些资料的统计、分析上,可以总结出相应的合理的勘察方法。

3岩溶地区工程建设地质勘察的方法

岩溶地区的地质地貌情况非常的复杂,在进行勘查工作时,已经不能单凭槽探、坑探等传统的方法进行,只有在详细的了解岩溶地区的不同情况下进行才具有现实意义。因此在进行工程建设的的过程中,必须先进行地质的勘察。那么采取合理而有效的方法进行勘察就显得尤为重要。

3.1采用遥感技术

遥感技术用来探测识别目标物的整个发展过程的一种技术,主要运用电磁辐射的理论,将远距离的目标物辐射成电磁波信息,经过探测器的接受,传到地面的接收站,最后由接收站加工成具体的图像或数据资料。这个过程综合应用了现代物理学、电子计算机技术、数学和地学规律的相关原理。遥感技术的应用,能够大范围的将岩溶地貌形态显现出来,而且遥感图像能够从宏观上具体真实的将地表特征和地表的现象的关系显示出来,特别是在对岩溶层组划分和地质构造等方面特别的适用。

3.2采用地球物理勘探技术

将地球物理勘探技术应用到工程地质的勘察中,能够有效地提高工作质量,节省成本费用以及加快勘察工作的进度。它主要是对岩溶场地的各种参数进行详细的地质解释,因为人工的或天然的物具具有一定的“透视性”。这种方法也可以简称为“物探”技术,适用于地面、地下的测量和地下与地面之间的洞穴的测量。

3.3采用静力触探技术

静力触探技术的应用,可以精确的确定软土、粘性土以及砂类土的承载力,特别适用于对覆盖型岩溶工程的勘察。在进行勘察的过程中,这种技术主要是用来查明第四系的覆盖层中的隐蔽土洞的有无、规模、位置和疏松裂隙带的分布、范围。静力触探技术技术在一定的程度上可以代替物探技术,在探明隐蔽土洞和扰动土层方面具有明显的成效。

4结论

综上所述,对岩溶地区工程建设地质进行有效的勘察是非常有必要的。岩溶地区的喀斯特发育状况是一个非常麻烦的问题,它的不确定性及隐蔽性加重了技术勘察上的难度。因此,在进行岩溶地区工程建设时,我们必须针对具体的工作情况,在现实的地质地貌条件下,结合相应的地质勘察技术,详细的了解和地岩溶的相关变化情况,从而做出合理的工程建设方案。但是,在具体的勘察过程中,还有很多问题会出现,这些问题有可能是以前我们从来都没有遇见的,用现有的技术也无法加以解决的。面对这种情况时,只有不断地加强技术方面的更新以及寻找出新的技术方法,我们才能够更好的完成岩溶地质条件下的工程建设。

参考文献:

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第8篇

[关键字]地球物理 勘探技术 问题 发展趋势

[中图分类号] P631 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-3-103-2

0 引言

应用地球物理学是一门较新的技术领域,在矿床勘探中采用专门的仪器只有一百多年的历史。1870年,瑞典人泰朗和铁贝尔制成了寻找磁铁矿用的所谓“万能磁力仪”,标志着应用地球物理学开始形成。电法勘探工作最早是19世纪初英国人P.佛克斯在已知矿体上观测到了自然电场,电阻率法始于1893年在已知矿体上观测到电阻率异常,以后又相继发展了激发极化法、电磁感应法等分支方法。地震勘探开始于20世纪初,前苏联在相关理论方面取得了成功。 1940年出现多道仪器,并且仪器道数在以后不断增加,地震勘探的理论方法、技术装备都得到了高速发展。

1 地球物理勘探技术概述

1.1 地球物理勘探

地球物理勘探,是以不同岩(矿)石间物理性质的差异为基础,利用物理学原理,通过观测和研究地球物理场的空间与时间分布规律,借以实现地质勘探和找矿目标的一门应用科学。也称勘探地球物理(学),简称物探。

应用地球物理(学)是与理论地球物理学相对应的应用学科,过去被认为等同于勘探地球物理,随着地球物理技术在矿产资源勘探以外的应用,其应用领域已扩展到工程、环境、军事、考古等领域。

地球物理场是指存在于地球周围(或内部)的具有物理作用的空间,可以是天然存在,也可以是人工建立的。

1.2 地球物理勘探应用

目前在地球物理学勘探中应用的岩(矿)石的物理性质(或物性参数)有六种:密度(σ或ρ);磁性(磁导率μ,磁化率χ,剩余磁性Jr);电性(电导率σ或电阻率ρ、极化率J、介电常数ε);弹性(弹性模量,拉梅系数,密度,波速);放射性;导热性。

应用较为广泛的是前四种。

1.3 对地球物理勘探的客观认识和评价

地球物理勘探为地质研究提供了一个很好的工具,可以解决许多地质问题。但它也不是万能的,在克服钻探法缺点的同时也带有其自身的不足及应用中的限制,因此应该对其有一个客观的认识和评价,主要有:

(1)各种物探方法的物理前提是岩(矿)石间的物性差异,地质效能的高低与地质对象同周围岩石间物性差异的明显程度有关,有差异才有效果,差异越明显效果才越好,反之,差异越小,效果越差;

(2)各种物探方法都是通过观测和分析地球物理场进行地质勘探和寻找有用矿产的,因此属于间接找矿方法,与钻探取岩心提取岩石矿物成分的方法有本质的区别,可靠性降低,分辨能力降低;

(3)各种地球物理场均具有跨越介质存在的特点,可以通过物探方法研究不同深度上地质目标的信息,便于面积测量,但垂向上信息的可靠与详细程度不如钻井资料;

(4)各种地质情况千变万化,各不相同,实际工作中应根据具体的地质、地球物理条件灵活选用适当的地球物理方法,才有可能达到预期的目的,否则就有可能导致错误的结果;

(5)某一种地球物理场的分布可以与地下多种地质背景相对应,因此,当对物探资料作地质解释时是可以有多种合理的解释,即反问题具有多解性;

(6)某一地质目标可能与围岩有多种物性差异,在实际应用中,为减少多解性,提高地质效能,常采用多种物探方法进行综合研究,必要时可以做地球物理、地球化学、地质、钻井、测井等多学科的联合应用,以便能取得令人满意的结果;

(7)应用地球物理学是一门新兴的边缘学科,理论尚需发展、技术仍需改进、仪器设备也在不断更新,这些都需要随着其相邻的学科发展才能实现,不能强求现有的地球物理技术解决它所面临的所有问题。

2 地球物理勘探面临的问题

(1)提高微弱地球物理信号采集与处理水平地球物理勘探技术是依据对观测的地球物理场数据的分析来实现探测目的的。

(2)非均匀地质体的探测与描述几何形体简单、物性分布均匀、埋藏深度较浅且易于发现的矿产资源,今后将越来越少。

(3)综合利用多种信息,减少地球物理反问题的多解性

地球物理勘探是通过在地表、空中或井下局部地球物理场的观测结果,去分析推断地下不能直接观测部分物质的性质和形态。

3 地球物理勘探的发展趋势

3.1 应用范围将更加扩大

原有方法日趋完善,新方法不断形成,使物探的地质效能不断提高,应用范围不断扩大,从单纯的矿产资源勘探,发展到目前在水文、工程、城市与环境等方面的广泛应用,在军事、文化等领域的应用也在研究之中。

3.2 勘探深度将进一步加大

浅层矿产资源的开发对地球物理勘探提出了寻找深部矿产资源的需求,同时地球物理勘探方法在理论、技术、仪器等方面的发展与更新也使之具备了相应的能力。

3.3 地质效能将更趋理想

实现直接找矿是广大地学工作者长期以来的理想,目前这方面的研究已经有了一些进展,如电法、地震勘探都提出了岩性勘探方法和技术,虽然还很不完善,但代表了地球物理勘探的发展趋势。

4 结束语

地球物理勘探面临的地质任务日趋复杂艰巨,勘探目标正从构造型转向隐蔽型,探明并评价油气储层、监测油田开发过程成为物探新的研究内容。一方面要对原有方法不断完善、深化,另一方面要不断探索新的理论。大量试验证明,在多数油气藏上方存在特有的物理化学异常晕带,即“烟囱效应”产生的“还原柱”,能观测到磁化率、极化率和地球化学异常。基于类似的原理,放射性方法勘探油气的试验也取得了不少成功的案例。

参考文献

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第9篇

[关键词]煤田火灾;煤火;探测;磁法;自然电位法;高密度电阻率法

中图分类号:TD75 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0026-02

1 绪论

煤田火灾危害极大,煤炭燃烧不仅对煤炭储量造成巨大损失,而且破坏地表水土、向大气中释放大量有毒有害气体。煤火治理一直是人类面临的巨大挑战,治理工程投入巨大,而煤火探测是煤火治理的关键。煤火探测的主要内容为推断高温异常区的深度和规模,探测结果的准确性直接影响到后续施工设计的可行性及施工过程中人员和设备的安全。

论文以最新的一个火区探测实例为基础,进行了磁法、自然电位法和高密度电阻率法共3种物探方法的工作,总结了煤火的地球物理特征,分析了3种物探方法的探测特性,对3种物探方法进行了对比,并对火区的探测结论进行钻探验证分析。

2 火区探测实例

2.1 区域地层、构造

位于和什托洛盖凹陷东段,出露的地层主要有古生界的泥盆系、石炭系,中生界的侏罗系,新生界的第三系及第四系。褶皱和断裂构造较发育,构造线的方向与和什托洛盖凹陷延长方向一致,褶皱构造是华力西后期形成的山间沉积凹陷经燕山运动的改造破坏而成。地层产状为:走向250°~255°,倾向160°~165°,倾角39°~45°。

2.2 燃烧煤层及顶底板岩层特征

主要燃烧的是下侏罗统西山窑组下含煤段(J2x1)的B6煤层,煤层厚度3.36~7.67m,平均6.42m。

顶板为粉砂岩,工程分类为次坚石,厚度31.1~73.0m;底板岩为砂岩、泥岩、炭质泥岩,工程分类为普坚石,厚度27.8~79.4m。

2.3 高温异常区的地球物理特征

2.3.1 温度异常

温度升高是煤层燃烧释放热量最直接的表现。煤田火灾中的温度异常表现为高温异常。温度异常分布形式包括地表和地下,地表温度异常可被红外成像仪和热电偶测温仪观测。

2.3.2 自然电位异常

煤层燃烧会形成氧化还原环境,高温区域聚集正电荷,高温区域外部聚集负电荷。如果高温区域位于地下浅部位,在地表测线上的高温区域表现为正电位,其他区域表现为负电位;如果高温区域位于地下较深部位,在地表测线上的高温区域表现为负电位,其他区域表现为正电位。燃烧区域深度超出一定范围或者燃烧一段时间后,这种电性差异会表现微弱甚至没有异常表现。

2.3.3 磁异常

煤系地层顶底板中赋存着大量的铁矿物成份(赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、菱铁矿),这些铁矿物磁性微弱,而在煤层燃烧的作用下形成了大面积烧变岩体,冷却过程中,烧变岩中的小磁畴会按照大地磁场重新排列,从而产生较强的磁性。

2.3.4 电阻率异常

对燃烧区或高温区而言,燃烧区一般为非金属物质,严格地说非金属物质都是半导体,在此类物质中,传导电流是由受激进入导带的电子迁移引起的,激发的能量来自热扰动,因此非金属材料的电阻率一般随温度的升高而降低,而相对于围岩来说反映为低阻。并且煤层在燃烧过程中形成燃烧场,场的中央由于燃烧形成水蒸气,表现为相对于原始地层的低阻异常。燃烧过的场会变得疏松多空,在蒸汽散失后表现为高阻。对于塌陷区和采空区,电阻率表现为高阻,若充水则表现为低阻。

2.4 方法选择及野外工作技术

2.4.1 方法选择

基于地球物理特性差异,选择自然电位法、磁法、高密度电阻率法进行火区的燃烧情况勘探。

2.4.2 设备配置

2.5 野外施工方法与技术

物探线布设均匀覆盖火区范围,与煤层走向垂直,方向为近南北向。物探线线距50m,点距5m。其中磁法、自然电位法各11条,高密度电阻率法5条。

2.6 物探资料处理和解释

在煤田火区勘探中,确定火区燃烧范围和深度是勘探工作的主要目的。火区范围和深度的确定主要依据自然电位和磁异常曲线,野外勘探采集的数据,经过室内资料处理之后得到如图1所示,从上到下分别为磁异常曲线、自然电位异常曲线和地形剖面图,横坐标原点位于物探线北端点,火区煤层向南倾,故资料解释时从北向南看曲线,结合自然电位异常曲线,取磁异常曲线靠近无异常1/3处定为煤层燃烧的分界点,煤层露头到分界点的区域即为物探线上的煤层燃烧范围。磁法解释有1/2法、1/3法和1/5法,具体运用哪种方法要结合自然电位曲线来选择,不同的火区具有不同的特征。

其他剖面线的异常曲线解释以此类推,得到火区整体解释成果。根据各条剖面线解释结果,在火区平面图上展布,结合火区所处地形等情况,划定火区的燃烧区域(图2)。

图3为高密度电阻率法在火区中的反演结果,结果显示130~160m处地下14~29m处显示高阻异常,视电阻率值远远大于100Ωqm,推断为火烧高温区域。

3 物探方法对比分析及钻探验证

钻探位置分布图如图4红色点所示。由图4和相应钻孔测温数据分析可知,高温异常区域主要位于5线~9线之间区域,横向分布约150m,沿物探线方向分布范围从5线到9线由小到大变化,最大处约40m。

按物探线号将不同物探方法解释结论对比结果,并将异常位置附近的钻孔测温数据整理,如表2所示。

对比分析可知,高温区域主要位于5线到9线之间,根据5、6、7、8线分析,钻探最深位置穿过物探解释的最大深度位置,测量到的高温位置位于最大深度之上,相比自然电场法和磁法,高密度电阻率法的解释结论与钻探深度吻合。4线解释的高温异常位置附近没有钻探验证,但是根据现场情况调查,4线位置附近往西没有钻孔,而是采取鱼鳞坑方式注水降温,4线高密度电阻率法解释深度16m,相比东边其他物探线解释异常深度较浅,因此高密度电阻率法解释深度是合理的。9、10、11线自然电场法和磁法解释深度比钻探验证深度大,而此方法是将火区内煤层倾角取某个固定值,实际情况中煤层产状往往是变化的,因此这种方法对解释深度的精度影响较大。综合分析可知,利用高密度电阻率法解释成果确定高温区域深度是可靠的。4、5、6、7、8线由高密度电阻率法推断的高温异常区域如表3所示。

22号钻孔最高温度73℃,位于划定的火区范围之外,因此火区边界的划定是可靠的。

从钻孔测温数据还可以分析得出,高温区域由西往东是逐渐变深的,而且高温异常体的温度分布是不均匀的,甚至是没有规律的,这可能与煤层产状、煤质、围岩矿物成分及分布情况和燃烧过程中通风通道结构等因素有关系。另外,可以分析得出燃烧是从地表向地下蔓延的,如30#钻孔钻探描述如表4所示:

4 结论

相比自然电场法和磁法,高密度电阻率法的解释结论与钻探深度更吻合;对于燃烧中期的煤层,自然电场法、磁法和高密度电阻率法解释成果吻合且准确;磁法和自然电位法在确定火区边界上具有优势,而高密度电阻率法在确定火源深度上更准确;高温异常体内的温度分布不均匀,变化规律不明显。建议对地质条件(主要是指地形和煤层产状)复杂的火区采用多种物探方法相互验证分析。

参考文献

[1] 高云辉.浅谈大空间古建筑火灾探测技术方法的有效选取[J].黑龙江科技信息.2009(10)

[2] 张勇,刘军.火灾探测技术[J].消防技术与产品信息.2009(06).

[3] 魏巍.火灾探测技术研究[J].黑龙江科技信息.2010(11).

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