采空区勘查新技术及应用
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综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用一、引言东北地区是我国煤炭资源丰富的地区之一,随着煤炭开采的不断深入,很多煤矿在经济开采后形成了大量的采空区。
这些采空区不仅浪费了地下空间,同时还存在安全隐患,可能对地面环境造成污染。
对采空区进行综合勘查技术的探测显得尤为重要。
本文将以东北某老采空区为例,探讨综合勘查技术在该地区探测中的应用。
二、综合勘查技术简介综合勘查技术是一种结合了多种勘查手段和方法的综合性探测技术。
它包括了地面勘查、地下勘查、遥感技术、地球物理勘查、遥感技术、地球化学勘查等多种方法。
通过对地质构造、矿产资源、环境影响等方面进行全面综合的勘查,能够更加全面地了解地下的情况和变化,为后续的规划、设计和开发提供有力的依据。
三、东北某老采空区的情况东北某老采空区位于东北地区的一个小城镇,是一个曾经进行了长时间煤炭开采后形成的采空区。
由于历史原因,该地区的采空区面积较大,地下空间空洞较多,地质构造较为复杂。
由于采矿活动的停止,采空区内部可能存在有煤层火灾、地下水涌出、井筒坍塌等安全隐患。
对该地区的综合勘查显得尤为重要。
四、综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用1. 地面勘查通过对采空区周边的地质构造、地形地貌、植被覆盖等进行地面勘查,能够全面了解地表情况,为后续探测提供基础数据。
地面勘查还可以对采空区周边存在的安全隐患进行初步的评估。
2. 地下勘查采用地下勘查技术对采空区进行探测,可以通过地下探测雷达、激光扫描等技术手段获取地下空间的三维信息,包括洞穴大小、空洞位置、地下空间分布等信息。
通过对这些信息的获取,能够更加全面地了解采空区内部的情况,为后续的规划和开发提供依据。
3. 遥感技术利用卫星遥感技术可以对采空区进行全面的遥感图像获取,通过对遥感图像的分析可以了解采空区的地形地貌、植被分布、水文情况等信息,为后续的探测工作提供依据。
4. 地球物理勘查利用地球物理勘查技术,如地电、地磁等手段对采空区进行探测,可以获取地下构造、地质体分布、矿产资源分布等信息,为后续的规划和开发提供科学依据。
采空区地球物理勘探技术方法摘要:采空区是指矿山开采后留下的空洞和废渣堆积区域,具有一定的地质环境和资源潜力。
本文介绍了采空区地球物理勘探技术方法,包括电法、重力法、地震勘探、地磁法等方法。
通过对采空区的地质特征和物理性质进行分析,采用不同的地球物理勘探方法进行探测,可以有效地评估采空区的资源潜力和环境风险,为采空区的合理利用提供科学依据。
关键词:采空区;地球物理勘探;电法;重力法;地震勘探;地磁法。
随着我国矿产资源的逐步枯竭和环保意识的不断提高,对采空区的合理利用和环境治理受到了越来越多的关注。
采空区地球物理勘探技术是一种非破坏性的勘探方法,可以对采空区的地质结构、岩石性质、矿产资源和环境风险等进行综合评估,为采空区的开发和治理提供科学依据。
本文将介绍采空区地球物理勘探技术方法及其应用,以期为相关研究和实践提供参考。
1采空区概述采空区是指经过采矿或开采后形成的废弃空洞和堆积的废渣区,这些废弃物质占据了大量的土地资源,同时也对环境造成了不可忽视的影响。
采空区的开发和利用,可以有效地提高资源利用率和环境保护水平,对于推动可持续发展具有重要意义。
采空区地球物理勘探是一种非破坏性的勘探方法,通常采用电法、重力法、地震勘探和地磁法等技术手段,对采空区内部的地质结构、岩石性质、矿产资源和环境风险等进行综合评估。
这些评估结果可以为采空区的开发和治理提供科学依据,包括采空区的资源利用、地下水管理、环境风险评估等方面。
同时,采空区地球物理勘探还可以探测采空区内部存在的地下空洞、断层等地质构造,为采空区的治理和安全管理提供重要支持。
在采空区的开发和利用中,采空区地球物理勘探具有重要作用。
它不仅能够对采空区内部的地质结构和岩石性质进行综合评估,也可以为采空区的资源利用和环境保护提供科学依据。
未来,随着技术的不断进步和应用的不断推广,采空区地球物理勘探技术将会得到更加广泛的应用和发展,为采空区的可持续发展提供更加有力的支持。
采空区勘察物探技术应用研究为了保障采空区域获得更加精准高效的勘察,从而为采空管理工作提供准确而详细的管理数据参考,保障各项开采工作的顺利进行,对各类采空区勘察物探技术进行合理的选择与科学的应用尤为关键。
本文结合采空区勘察物探技术的主要方法以及基本选用原则,对采空区勘察物探技术的相关应用进行了详细的研究与分析,以期提升采空区勘察物探技术的实际应用效果,保障采空区各类管理工作尽然有序的开展,提升开采工作的安全性与有效性,同时为采空区勘察物探技术的相关研究提供部分理论参考。
标签:采空区;勘察物探技术;基本原则;具体应用1 采空区的具体特点采空区所存在的问题具有普遍性的特点,同时会直接威胁人们的生命财产安全,所以不管是国家相关部门还是开采单位,都应高度重视采空区的各类问题,并给予科学合理的应对处理。
另外,采空区还具有明显的复杂性特点以及隐藏性特点,尤其是针对煤矿采空区而言,突发性与长久性特点更为显著。
现阶段我国针对采空区各类问题的相关探索仅仅停留在表面,并没有实现深入的探索与评估,到目前为止尚未建立相对科学完善的采空区域勘探,评估以及处理和质量控制方面的相关体系。
采空区的隐藏性特点,其实质是指采空区域的各类地质情况和相关应力条件都十分复杂,并且具有明显的多样性,所以导致技术人员无法精准有效的探查到采空区的实际情况。
采空区的复杂性特点,主要是在各类因素的共同影响下使得采空区的情况具有复杂性特点,影响采空区复杂性特点的因素主要有两大类,一类是自然因素,另一类是非自然因素。
采空区的突发性特点,主要是指采空区域发生稳定性变化与沉降情况的具体时限都无法进行准确的估算,通常是突然发生的。
采空区的长久性特点,主要是指导致采空区出现活化或者失去足够稳定性特点是长期演变而来的,这个过程可以维持几年或者几十年,甚至上百年。
2 采空区物探方法的基本选用原则分析2.1 种类信息选择方面在选择物探方法时,要充分结合物探方式所提供的相应地质物理信号,保障不同地质条件下的相同元素和同类场所中的不同元素均能得到全面精准的探索与发现。
综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用
综合勘查技术是指利用地球物理、地球化学、遥感、地质等多种方法对地下资源进行综合勘查和评价的技术手段。
在东北某老采空区的探测中,综合勘查技术发挥了重要作用。
综合勘查技术可以通过地球物理勘查方法,如电法、重力法、磁法等,对老采空区进行地质构造和含矿构造的研究。
通过地下电阻率、密度和磁异常等参数的测定和分析,可以查明老采空区的空洞、破碎带以及新的矿化构造等信息,为矿床再找寻提供重要线索。
综合勘查技术还可以通过地球化学勘查方法,如岩矿元素、重金属和盐土等地球化学特征的分析,对老采空区进行大面积、高效率的化探工作。
通过对地下岩石和水体中的元素含量和组合特征的研究,可以确定老采空区的地质特征和矿床类型,并预测潜在的矿产资源。
综合勘查技术还可以利用遥感技术对老采空区进行高精度、宽幅度的探测。
通过对卫星遥感图像和航空影像的解译和分析,可以获取老采空区地表环境、植被覆盖和地貌特征等信息。
利用遥感技术还可以对老采空区进行高精度的地形测量和三维模拟,为矿床再找寻提供准确的地理参照。
综合勘查技术还包括地质勘查方法的应用。
通过对老采空区地质构造、岩性和岩石组合的研究,可以对老采空区的地质演化和成因机制进行深入分析,从而深入了解矿床形成和矿产资源分布的规律。
物探技术在采空区勘查中的应用摘要:通过对测区开展浅部采空区的地质雷达和高密度综合探测,得到了浅部采空区分布的剖面图和平面图,并划分了重点异常区,结合探测结果证实了两种方法做到了互补,互证,定位、定性准确,探测效果明显。
关键词:物探技术;瞬变电磁法;采空区引言:物探技术的特点是快速、准确、经济,尤其是在岩溶、土洞、采空区、地面塌陷、滑坡、坝体渗透等地质灾害勘查评价方面,有着独特的效果。
一、采空区探测方法与技术1、探测方法针对矿区内留下的采空区具有的大小不等、形状极不规范、形态千奇百怪,空间位置上层层叠叠、高低不同、分布复杂的特点,应用探地雷达、高密度电阻率法的综合探测方法开展工作。
在测区0m--30m深度范围内,采用具有高分辨率、高探测精度的探地雷达与高密度电阻率法相结合的形式详查浅部地段,两种方法可做到相互验证、互为补充的目的,达到对浅部采空区顶板厚度、分布方位的精确定位。
2、测量定位及测线工作布置测线布置采取高精度差分GPS测定参考点、基线坐标和高程值,再采取测绳定点的方式。
3、探测方法工作设计1)探地雷达。
本次探测工作全部采用美国GSSI公司生产的SIR-3000型探地雷达数据采集系统及3207加强型天线,仪器的各项技术指标均能满足探测要求。
为了保证雷达数据具有较高信噪比和提高分辨率的目的,雷达探测点距为0.33m,即每米采3个点,根据场地的实际情况分别选择线距为4m和2m。
2)高密度电阻率法。
高密度电阻率法测试仪器为重庆奔腾自动化研究所生产的WDJD-3型WDJD-3多功能数字直流激电仪为测控主机,配以WDZJ-3多路电极转换器构成高密度电阻率测量系统,既可按固定断面扫描测量又可按变断面连续滚动扫描测量高密度电阻率法实质上纯属直流电阻率法,其基本原理与直流电阻率法相同,不同的是它的装置是一种组合式剖面装置。
WDJ-3型多功能电测仪支持18种测量装置,其中,α²温纳排列等适用于固定断面扫描测量,MN-B电极排列适用于变断面连续滚动扫描测量。
综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用引言随着我国经济的快速发展,对煤炭等资源的需求量逐渐增加,老采空区的综合勘查工作显得尤为重要。
而综合勘查技术的应用则可以对老采空区进行全面的探测,为资源的合理开发提供有效的技术支持。
本文将从综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用进行一次详细的讨论。
一、老采空区的概念和特点老采空区是指在煤矿生产过程中,由于采空法不当或者其他原因造成的煤矿工作面的空隙,在磷矿地质中一般都会遇到老采场,在老采空区内煤矿的采矿工作已经完成。
老采空区主要具有以下几个特点:1.地面塌陷:老采空区的建筑物或者地面往往会发生严重的塌陷现象,给周围的环境带来极大的影响;2.煤层气涌出:由于老采空区内部的压力变化,往往会导致煤层气大量涌出,对周围的环境造成危害;3.地下水涌出:由于老采空区内的地下水往往会涌出来,造成地表和地下水的严重污染;4.资源浪费:老采空区内仍然蕴藏着丰富的煤炭和煤层气资源,如果不能有效开发,将造成资源的极大浪费。
二、综合勘查技术在老采空区探测中的应用1.地面实地勘查地面实地勘查是综合勘查技术的重要组成部分,通过对老采空区的地面进行全面的勘查,可以了解老采空区地貌、地理等情况,为进一步的勘探工作提供有效的数据支持。
在东北某老采空区,我们通过使用无人机、地面测量仪等现代技术设备,对老采空区表面进行了详细的勘查,并获得了高精度的地貌图和地形数据,为后续的勘探工作提供了重要的数据基础。
2.电磁法勘探电磁法勘探是综合勘查技术中使用较为广泛的一种方法,它通过对老采空区内部的电磁特性进行探测,来了解老采空区内部地质情况和资源分布情况。
在东北某老采空区,我们利用电磁法勘探设备对老采空区内部进行了全面的探测,获得了较为准确的地质结构和资源分布情况,为资源的合理开发提供了技术支持。
三、综合勘查技术在老采空区探测中的效果和意义通过对以上所述的综合勘查技术在东北某老采空区的应用,我们得出了以下几点效果和意义:1.全面了解老采空区的地质情况:通过对老采空区的地质构造和资源分布情况进行全面的探测,我们可以全面了解老采空区的地质情况,为资源的合理开发提供了技术支持;2.保护环境减少安全隐患:通过对老采空区的地质和资源情况进行全面的探测,我们可以有效的避免地面塌陷、煤层气涌出等现象的发生,减少对环境和人员安全的危害;3.有效利用资源提高经济效益:通过综合勘查技术对老采空区的资源进行全面的探测,可以有效发现和利用老采空区内的煤炭资源,提高资源的利用率和经济效益。
物探技术在采空区勘查中的应用摘要:通过对测区开展浅部采空区的地质雷达和高密度综合探测,得到了浅部采空区分布的剖面图和平面图,并划分了重点异常区,结合探测结果证实了两种方法做到了互补,互证,定位、定性准确,探测效果明显。
关键词:物探技术;采空区1. 地质物探勘查方法技术物探是地球物理勘查的简称,包括重力、磁法、电法、地震、放射性和地温等六大类方法。
据统计,物探方法在寻找和扩大能源矿产、黑色金属矿产、有色金属矿产、非金属矿产和地下水等方面,起着主要的作用。
1.1航空及地面甚低频电磁法(VLF)该方法在圈定良导断裂破碎带、蚀变带,追踪含矿构造,寻找低电阻率的岩(矿)脉,圈定矿化范围等方面具有鲜明的特点。
其仪器设备轻便,野外观测方法简单,资料处理速度快。
但应注意地形、电缆等人文干扰异常的识别和改正。
当第四系覆盖较厚时,对于埋藏较深的地质异常体所反映的有效信息较弱。
因此,VLF一般用于浅覆盖区及外围的剖面或扫面工作。
1.2地震层析成像(CT)地震层析成像(CT)就是用医学X射线CT的理论,借助地震波数据来反演地下结构的物性属性,并逐层剖析绘制其图像的技术。
在20世纪80年代以后,才将其应用于金属矿的地球物理勘查工作。
1.3大地电磁测深(MT)其具有探测深度大(可探测至上地幔),不受高阻层屏蔽,分辨能力强(尤其是对良导介质),工作成本低(相对于地震勘探)和野外装备轻便等特点,在地球岩石圈深部结构研究、地震预报、油气勘探、地热田调查中显示了重要作用。
大地电磁测深对于地下低阻层(良导电体)相当敏感,这是大地电磁测深方法能够在(隐伏)金属矿勘探中发挥作用的主要地球物理依据。
1.4瞬变电磁法(TEM)3.2瞬变电磁法原理及使用方法瞬变电磁法地球物理勘探是一种脉冲感应类时间域电磁法。
向勘探目标发送一次脉冲磁场,通过间歇期间,观察测量地下地质体在激励后引起的一段涡流产生时间段内的二次磁场变化。
地下地质体的电性会对二次场的大小造成影响,低阻地质体在感应二次磁场电压比较大,感应二次磁场衰减速度会比较慢。
瞬变电磁法在铁矿采空区勘查中的应用1. 引言1.1 背景介绍铁矿采空区是指矿床中已经开采完毕或者废弃的采矿区域,在这些区域中可能存在未被充分开采的矿物资源,因此对铁矿采空区的勘查具有重要意义。
传统的地球物理勘查方法在铁矿采空区存在着一定的局限性,因为采空区的地质环境复杂,地下矿体的形状、大小、性质等参数难以准确获取。
瞬变电磁法是一种非常有效的地球物理勘查方法,它通过在地面上进行电磁信号激发和接收,来获取地下的电磁响应,从而得到有关地下结构的信息。
在铁矿采空区勘查中,瞬变电磁法可以快速高效地获取地下矿体的信息,帮助勘探人员准确地判别矿体的位置、形状和分布规律,为后续的开采工作提供重要参考。
瞬变电磁法在铁矿采空区的勘查中具有重要意义,可以提高勘查效率,降低勘查成本,促进矿产资源的合理开发和利用。
1.2 瞬变电磁法概述瞬变电磁法是一种地球物理勘查方法,利用瞬变电磁场在地下物质中传播的特性来探测地下结构和矿产资源。
它是在传统电磁法的基础上发展而来,具有高分辨率、高灵敏度和快速成像的特点。
该方法通过在地面放置发射线圈产生瞬变电磁场,利用接收线圈接收地下介质对瞬变电磁场的响应,然后根据接收信号的变化来推断地下的电性结构和矿产情况。
瞬变电磁法在勘查领域广泛应用,在找矿勘探、地质灾害评估、环境调查等方面发挥着重要作用。
在铁矿采空区勘查中,瞬变电磁法可以有效地探测废弃矿井、矿坑、矿尾堆等地下空洞和裂隙,为防止地质灾害、保障采矿安全和合理开发矿产资源提供重要的技术支持。
通过瞬变电磁法的应用,我们可以更加全面地了解铁矿采空区的地下结构和矿藏分布情况,为矿山规划、设计和管理提供科学依据。
瞬变电磁法在铁矿采空区勘查中的应用具有重要意义,将为相关领域的发展和进步带来新的机遇和挑战。
1.3 铁矿采空区勘查的重要性铁矿采空区勘查是指对已经开采过的铁矿矿区进行综合调查和评估,旨在了解矿山开采后的地下情况、矿体残留量及分布、岩层裂隙状况等信息。
综合勘探技术在采空区探测中的应用煤矿生产过程中,安全事故时有发生,据煤监局统计,水害的危害程度在煤矿灾害中位列第二,仅次于瓦斯,其中老空水危害程度最为严重,占到水害事故的80%以上。
目前,采空区的探测方法主要分为两类:直接法和间接法。
直接法主要是通过地面和井下的钻探确定采空区位置及含水性,此种方法效果较好、准确度高,但因其原成本高、周期长,不利于提高生产进度而很少采用;间接法是采用快捷方便的地球物理的方法,如直流电法,三维地震勘探,瞬变电磁法等[1-6]。
受探测条件及多解性影响,单一方法的探测结果往往与实际情况存在较大偏差。
为此提出了在同一矿区,选用地面与井下相结合的地球物理勘探方法,并辅之必要的钻探验证。
本文以某矿区采空区勘探为例,介绍三维地震、地面与井下瞬变电磁、井下钻探等综合勘探技术的应用及解释采空区精度的有靠性。
1勘探矿区概况某整合矿井地处丘陵区,中部高,东西两侧低,地表一般高程为1076.48~1318.63m ,相对高差100~200m ,地形起伏较大。
井田大部分为第四系黄土覆盖,井田内出露的地层主要有:二叠系上石盒子组中、下段地层,主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组。
山西组厚43.32~59.40m ,平均厚49.68m ,由砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成,含煤1~4层;太原组(C 3t )厚99.67~118.44m ,平均厚107.20m ,由深灰—灰黑色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层及石灰岩组成,含煤10~12层,以下部煤层发育较好,下部灰岩稳定,且厚度较大。
目前井田内3#、15#煤层为主要可采煤层。
各矿之间矿界明确,水文地质条件相对较为简单。
井田内开采3#煤层后导水裂缝带发育高度为46.30~50.82m 。
该导水裂隙带若沟通山西组及下石盒子组下部砂岩含水层,采空区将会形成老空水,沿裂隙涌入坑道,对矿井生产造成危害。
为此在三作者简介:李学文(1971—),男,物探高级工程师,2003年毕业于中国矿业大学,硕士研究生,从事物探、地质工作。
采空区探测方案在煤矿开采过程中,产生了大量的采空区,这些采空区对矿井的安全以及后续的地质环境造成了潜在的威胁。
为了及时准确地获取采空区的信息,制定有效的采空区探测方案至关重要。
本文将介绍一种基于遥感技术的采空区探测方案。
1. 采空区探测方案的背景煤矿开采结束后,地下洞室会形成采空区。
采空区的发生将导致地表塌陷、地下水位变化等问题。
因此,及时准确地获取采空区的空间分布、形态特征以及稳定性成为了煤矿地质调查和矿山安全管理的重要内容。
2. 遥感技术在采空区探测中的应用遥感技术通过获取卫星、飞机或无人机的遥感影像,利用光谱、空间、时间信息来探测煤矿采空区。
遥感技术具有高时效性、高空间分辨率和全天候观测的优势,因此成为了采空区探测的重要手段。
3. 采空区探测方案的步骤3.1 遥感数据获取首先,需要获取高分辨率的遥感影像数据,可以通过卫星、飞机或无人机获取。
遥感影像的分辨率越高,能够获取的采空区信息越精细。
3.2 影像预处理对获取到的遥感影像进行预处理,包括大气校正、辐射校正和几何校正等。
这些预处理步骤可以提高遥感影像的质量,提供更可靠的数据基础。
3.3 采空区提取利用遥感影像进行采空区提取,可以采用目标提取算法,通过识别和分析煤矿采空区的特征来实现自动化的采空区提取。
常用的算法包括基于阈值分割、形态学处理和区域生长等。
3.4 采空区监测采空区的探测不仅仅是一次性的工作,还需要进行长期的监测。
通过定期获取遥感影像,对采空区进行动态监测和更新,以获得采空区的演变信息。
4. 采空区探测方案的意义与价值通过采用遥感技术的采空区探测方案,可以实现对煤矿采空区的快速探测和监测,提高矿山安全管理水平,减少地质环境风险。
同时,该方案也具备一定的经济价值,能够为相关部门和企业提供决策支持和技术服务。
总结:本文介绍了一种基于遥感技术的采空区探测方案。
通过遥感影像的获取、预处理和采空区提取等步骤,该方案能够实现对煤矿采空区的准确探测和长期监测。
综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用在东北某老采空区,综合勘查技术在探测中的应用具有重要意义。
采空区是指煤矿开采后留下的空隙区域,通常存在着大量的煤层气储量、地质灾害隐患和生态环境恢复等问题。
利用综合勘查技术对采空区进行探测,可以有效地解决这些问题,保障矿山安全和生态环境的持续发展。
综合勘查技术是指运用各种勘查手段和技术,对地下资源进行多层面、多角度的综合勘查和分析,以获取准确的地质信息和矿产资源储量,是实现资源勘查高效、精准的重要手段。
在东北某老采空区,我们采用了地质勘探、地震勘探、地电勘探、地表磁法勘探、地球物理勘探和环境地质勘查等综合勘查技术,取得了一系列重要成果,为采空区的综合治理和资源利用提供了重要的科学依据。
地质勘探在采空区的探测中发挥了关键作用。
我们利用地质勘探技术对采空区进行地层和构造分析,揭示了采空区的地质特征和构造特点,为后续的勘探工作提供了重要的基础数据。
地质勘探还可以对采空区进行地质灾害隐患评估,为防治地质灾害提供科学依据,保障了周边地区的安全和稳定。
地震勘探技术在采空区的探测中也发挥了重要作用。
地震勘探是利用地震波在地下介质中传播的特性,研究地下介质的物理性质和结构特征的一种技术手段。
在采空区的探测中,我们利用地震勘探技术对采空区进行了地下构造的解析和地震波速度的测定,揭示了采空区的地下构造特征和地震波速度分布,为后续的资源勘探和矿产开发提供了重要的信息和数据支撑。
地表磁法勘探、地球物理勘探和环境地质勘查等综合勘查技术也都在采空区的探测中发挥了重要作用,取得了一系列重要的科研成果和实际应用效果。
综合勘查技术的应用不仅提高了采空区的地质信息采集和分析能力,也加快了采空区的综合治理工作进程,促进了采空区的资源利用和生态环境的恢复。
综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用东北某老采空区是指过去的矿山中留下的采空区域,这些区域通常被废弃,并可能存在风险。
综合勘查技术在这种环境中的应用具有重要意义。
本文将从危险性评估、环境状况检测和资源利用等方面阐述综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用。
综合勘查技术在危险性评估中起到了关键作用。
由于老采空区域存在塌陷和垮塌的风险,需要对其进行及时评估,以确保人员和设备的安全。
综合勘查技术可以通过地质雷达、地震勘探和测量等手段实时监测地下结构的变化,预测并提前发现潜在的危险情况。
图像处理和数据分析技术也能够帮助识别出可能存在的隐患和风险地带,为采取相应的安全措施提供科学依据。
综合勘查技术在环境状况检测中具有重要作用。
老采空区通常存在地质环境变化和大量的废弃物,可能对周围环境造成污染和破坏。
综合勘查技术可以通过遥感、地球物理勘探和水文地质等手段监测和分析土壤、地下水和大气等环境元素的变化,评估环境状况并制定合理的治理方案。
综合勘查技术还可以通过无人机和遥感技术快速获取大范围的环境数据,并进行数字化处理和建模,提高环境数据的精度和效率。
综合勘查技术在资源利用方面有着广泛的应用前景。
老采空区域通常富含矿产资源和地热能源,综合勘查技术可以通过地球化学勘探、岩矿学分析和地热勘探等手段精确评估资源的质量和储量,为开发利用提供科学依据。
综合勘查技术还可以进行地质建模和资源评估,优化资源开采方案,提高资源利用效率。
综合勘查技术还可以应用于生态修复和环境保护,通过科学的资源利用和环境治理,实现经济效益和环境效益的双赢。
综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用一、引言随着我国煤矿的快速发展,采煤活动也在不断地进行,然而随之而来的是大量的采空区,这些采空区不仅对地质环境造成影响,也给人民生活带来了一定的危害。
为了有效的对采空区进行探测和监测,综合勘查技术成为了一种十分重要的手段。
本文将介绍综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用情况。
二、东北某老采空区概况东北某老采空区位于中国东北部地区,该地区煤炭资源丰富,曾经是我国的主要煤矿区之一。
然而随着煤矿开采活动的减少,许多煤矿已经逐渐停产。
而随之而来的是大量的采空区,这些采空区分布广泛,面积较大,给地质环境带来了一定的影响,也给周边村庄和居民的生活带来了一定的危害。
三、综合勘查技术在老采空区的应用1.卫星遥感技术卫星遥感技术可使用卫星传感器来实现对大范围的采空区进行监测。
通过卫星遥感技术,可以获得采空区的形态、位置、分布以及周边环境等信息,为后续的勘查提供了重要的基础数据。
在东北某老采空区的探测中,卫星遥感技术被广泛应用,使得对采空区的了解更为全面。
2.地面地质勘探技术地面地质勘探技术是指利用地球物理勘探、地球化学勘探、钻探等技术手段对地下进行详细的勘察。
在东北某老采空区的探测中,地面地质勘探技术通过地面测量、地震勘探等方法获得了采空区地下结构、岩性、构造等信息,为后续的勘查工作提供了有力的依据。
4.无人机航空摄影测量技术无人机航空摄影测量技术是指利用无人机进行航空摄影测量,获取地表影像、数字高程模型等地理信息数据。
在东北某老采空区的探测中,无人机航空摄影测量技术被广泛应用,通过无人机航拍获取采空区的地表信息,包括植被覆盖、地貌特征等,为采空区的环境评价提供了重要的资料支持。
四、综合勘查技术的应用效果综合勘查技术在东北某老采空区的探测中取得了显著的应用效果。
通过多种勘查手段获取了采空区的全面信息,为采空区的环境评价、稳定性评价提供了重要的科学依据。
综合勘查技术的应用使得对采空区的了解更为全面,为采空区的后续治理、利用提供了重要的数据支持。
综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用二、综合勘查技术的原理和方法综合勘查技术主要包括地面勘查、地球物理勘查和遥感勘查三部分。
1. 地面勘查地面勘查主要通过地勘人员实地考察和勘查,绘制地形图、地貌图等,获取老采空区的地表信息。
通过地表信息,可以初步判断采空区的边界、形状和分布情况。
2. 地球物理勘查地球物理勘查是通过测量、分析和解释地球物理场在地面上的变化情况,了解地下结构和地质体性质的一种方法。
在老采空区探测中,主要应用磁法、电法和重力法。
(1) 磁法:通过测量地球磁场和磁异常的变化,了解磁性物质的分布情况。
在老采空区探测中,可以通过磁法检测出矿体的赋存状态、大小和形状,对于找寻隐伏矿体有一定的指导作用。
(2) 电法:通过测量地下电阻率变化,了解地下不同岩石或矿体的电导率差异。
在老采空区探测中,可以通过电法检测出采空区下方是否存在洗煤废渣等导电性差异较小的地层,评估采空区的厚度和形状。
3. 遥感勘查遥感勘查是通过对地球表面上空进行感测、记录和解释,获取地球表面信息的一种手段。
在老采空区探测中,可以利用遥感技术获取老采空区的遥感影像,根据影像里的反射和辐射特征,分析老采空区的地物信息,如植被分布、地貌特征等,进一步确定采空区的位置和范围。
三、综合勘查技术的应用效果综合勘查技术可以更全面、准确地了解老采空区的位置、范围和特征,对老采空区的探测具有重要意义。
1. 更准确的界定老采空区边界通过地面勘查、地球物理勘查和遥感勘查相结合的方法,可以更准确地界定老采空区的边界。
不仅可以获得老采空区的地表信息,还可以从地下结构和地质体性质的角度进行分析,提高界定老采空区边界的准确性。
2. 更全面的了解老采空区的形状和分布情况综合勘查技术可以提供老采空区的地形、地貌、物理特征等信息,可以更全面地了解老采空区的形状和分布情况。
通过磁法、电法和重力法的应用,可以得到老采空区下方的地下结构和地质体性质信息,进一步分析老采空区的形状和分布情况。
综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用综合勘查技术是指利用多种地球物理、化学、地质和遥感等科学技术手段对地下资源进行系统、全面地勘查和评价的技术。
东北地区是我国重要的资源基地之一,包括煤炭、石油、天然气等多种资源。
由于历史上的采空区和地下矿山开采等原因,导致地下空洞、裂隙等地质问题,使得资源勘查面临一定的困难和挑战。
在这种情况下,综合勘查技术的应用成为必不可少的手段。
综合勘查技术可以通过磁法、电法、地震和重力等地球物理方法,对老采空区进行勘查。
磁法可以通过测量地球磁场的变化来判断地下矿藏的存在与分布情况。
电法可以通过测量地下电阻率的变化来判断地下矿产的存在与分布情况。
地震和重力则可以通过地壳的振动和引力的变化来判断地下构造、岩石性质和裂隙等情况。
这些地球物理方法可以互相印证,使勘查结果更加准确可靠。
综合勘查技术可以通过地球化学方法对老采空区进行勘查。
地球化学方法包括土壤和水体的采样分析,可以通过分析样品中的元素、矿物和有机物等成分,判断地下矿产的存在和成分。
如果土壤或水体中含有大量的金、银、铜等金属元素,就可以判断该区域可能存在金属矿床。
通过分析多个样品的数据,可以描绘出地下矿产的空间分布图,为后续的勘查工作提供指导。
综合勘查技术还可以通过遥感方法对老采空区进行勘查。
遥感技术可以通过卫星或无人机等载体,获取地表的图像和数据。
通过分析遥感图像中的地形、植被、土壤等特征,可以判断地下矿产的存在与分布情况。
如果某个区域的土壤较为干燥、植被稀疏、地表开裂等,就说明该区域可能存在煤炭等矿产。
遥感技术可以覆盖大范围的地区,快速获取数据,为后续的勘查工作提供参考。
综合勘查技术在东北某老采空区的应用不仅可以提供地下矿产的存在与分布情况,还可以评估矿产的潜力和价值,为资源开发提供科学依据。
综合勘查技术还可以指导环境保护和治理的工作,对老采空区进行合理的填埋和修复,减少地质灾害的发生。
综合勘查技术在东北某老采空区的应用具有重要意义。
综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用综合勘查技术是指利用多种勘查方法和手段进行地质勘查的一种方法。
在东北某老采空区探测中,综合勘查技术能够发挥重要作用。
本文将详细介绍综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用。
综合勘查技术可以通过地质勘查和地球物理勘查相结合的方式,对老采空区进行全面、精确的探测。
地质勘查可以通过地貌、岩性、构造等地质特征的研究,揭示老采空区的地质构造、地质变化和地质背景信息。
地球物理勘查可以利用地震勘探、重力勘探、电磁法勘探等方法,探测老采空区的地下构造、矿体分布和储量情况。
通过两种勘查方法的综合应用,可以提高勘查的准确性和可靠性,为后续的矿产资源开发提供可靠的参考。
综合勘查技术可以通过遥感技术和航空摄影测量相结合的方式,对大范围的老采空区进行调查和监测。
遥感技术可以通过卫星遥感和航空遥感获取大范围的地表信息,如地貌、植被覆盖、土壤质量等。
航空摄影测量可以通过航空平台获取高精度的图像数据,用于对老采空区进行详细的调查和监测。
通过两种技术的融合应用,可以及时了解老采空区的地表变化和环境状况,为环境治理和生态修复提供科学依据。
综合勘查技术可以通过核技术和化学分析相结合的方式,对老采空区进行地下水和土壤污染的监测和评估。
核技术可以利用同位素示踪技术和放射性物质探测技术,对老采空区的地下水和土壤进行监测和评估。
化学分析可以通过化学试剂和仪器设备,对老采空区的水样和土样进行分析和检测。
通过两种技术的综合应用,可以全面了解老采空区的污染程度和污染来源,为环境治理和资源保护提供科学依据。
综合勘查技术在东北某老采空区探测中具有重要的应用价值。
通过地质勘查与地球物理勘查相结合、遥感技术与航空摄影测量相结合、核技术与化学分析相结合,可以实现对老采空区全面、精确的探测和评估,为后续的矿产资源开发、环境工程和资源保护提供科学依据。
希望未来能进一步推广和应用综合勘查技术,为资源勘查和地质环境保护做出更大的贡献。
综合勘查技术在东北某老采空区探测中的应用在东北某老采空区中,综合勘查技术是一种非常有效的探测方法。
该采空区是在历史上被盲目开采而形成的,地下存在着大量的采空区域和矿山废弃物,但由于采空区地下空洞复杂、地质构造繁杂,对矿区周边的地质环境和安全造成了很大的隐患。
因此,针对这一问题采用综合勘查技术进行探测是非常必要的。
综合勘查技术包括多种技术手段,如地球物理勘查、地球化学勘查、遥感勘查和测绘技术等,它们可以相互补充、相互验证,从而对某一地区的地下情况做出全面的分析和判断。
在应用综合勘查技术进行探测时,我们需要首先对采空区的地质条件进行全面的了解,并根据地质背景确定采用何种勘探方法,然后再选择合适的探测仪器进行实际勘探工作。
地球物理勘查是综合勘查技术中的重要组成部分。
通过测量地下岩石、矿藏或其他物质的电磁效应、声波反射、引力和磁场等物理现象,确定地下物质的分布和性质。
在采空区探测中,常见的地球物理勘探方法包括电阻率法、地磁法和地震法。
电阻率法通过测量地下岩石、矿藏或其他物质的电阻率变化,判断出地下物质的分布和性质。
地磁法和地震法则分别通过测量地下岩石、矿藏或其他物质对地磁场和地震波的反应,判断地下物质的分布和性质。
在东北某老采空区的探测中,我们采用了地球物理勘查中的电阻率法和地磁法。
通过这两种方法,我们可以绘制出地下的电阻率分布和磁场分布图像,并分析出地下岩石类型、厚度和物性等信息。
这些信息可以为我们揭示出采空区的具体地质情况,以及采空区周边的地下状况。
另外,综合勘查技术中的地球化学勘查也是一种非常重要的探测手段。
地球化学勘查通过在地表和地下岩石、土壤、水体等样品中进行化学成分分析、元素和同位素测定,进而揭示其地质特征和成因机制。
在采空区探测中,我们可以采集地下水样、地下岩心样、土壤样等样品,通过分析样品中的化学成分和元素含量,了解地下岩石类型、矿床特性、物质迁移、矿化体系等信息,为地下情况的综合评价提供科学依据。
采空区勘查新技术及应用采空区危害巨大,但是目前常用的物探方法都难于准确探测。
以非均匀地质模型为基础的SSP地震散射技术作为一种新的地震勘探方法,通过波场分离、速度分析、偏移成像技术,可获取地层波速与地质界面信息,依据低速区分布与界面形态综合判定采空区,提高了采空区勘探的准确度。
该方法还具有分辨率高、准确性好、探测深度大和图像直观等特点,适合复杂地形、地质条件的采空区勘探,并在大量应用中取得了令人满意的结果。
1采空区探测技术及发展采空区对采矿安全、交通、水利水电设施、地面建筑等构成严重威胁,目前己经成为我国隐蔽致灾的主要原因之一。
我国采空区数量巨大,并且仍在快速地增加,然而矿区的地形、地质条件往往非常复杂,再加上采空区地表变形与地面塌陷影响,使采空区勘查变得十分困难。
目前虽然有一些物探方法可用,但应用效果并不理想。
目前探测采空区使用的物探方法主要有反射地震方法和电磁方法,这两种方法都存在一定局限性。
反射地震方法基于分层均匀的地质模型⑴,层状地质结构条件下勘探效果好,但对于采空区这样的纵、横向地质条件均剧烈变化的地质体,层状模型不再适用,反射地震方法勘探效果不突出。
采用电磁方法(包括CSAMT、瞬变电磁、高密度电法、电导率等方法)勘探,对于含水低阻采空区,其勘探效果较好;若采空区不含水,则采空区表现为高阻,与高阻围岩难以区分,探测效果欠佳。
由此可见,上述两种方法都有局限性,有必要发展采空区探测新技术。
地震散射技术是以非均匀地质模型为基础的地震勘探新技术。
地震散射分前向散射与背向散射,前向散射研究非均匀地质条件对地震透射波的影响,它是地球深部构造探测的基础;背向散射是研究非均匀地质体的地震散射回波特性,是地震散射勘探技术的基础。
对前向散射的研究开始较早,始于上世纪70年代,Aki 等(1976)研究天然地震波通过地球深部构造区的走时与衰减特性,建立了利用天然地震波走时反演深部构造的地震方法。
在国际地壳与上地幔计划、地球动力学计划和岩石圈计划的推动下,全球范围内掀起了利用天然地震资料研究地球深部构造的热潮⑵。
AnderSOn等(1984)利用地震面波研究了全球上地幔的波速异常⑶。
刘福田等(1986)在中国先后完成了华北、南北带、西南等地区的深部构造层析成像叫对地震波背向散射的研究开始较晚,目的是发展工程地震勘探技术。
本世纪初,中国工程建设进入高峰期,山区铁路、高速公路项目剧增,传统的地震反射技术不能满足山区复杂地形、地质条件的工程勘察。
赵永贵(2006年)在研究地震背向散射的基础上,开发出TST隧道地质超前预报技术⑸和SSP地震散射勘探技术,在全国推广应用。
李斌、石大为等(2012年)将SSP技术应用到贵州高速公路隧道选址的采空区的探查中,为高速公路隧道选址提供了重要依据⑹;虞力、王国维等(2013年)将SSP技术应用到浅表层精细结构研究中,为消除浅表层影响提供了有效手段⑺。
采空区最显著的特征是岩体的低波速异常,无论采空区是否含水,低波速的特征都不会改变。
针对采空区的低速特征,SSP技术开发了波速成像功能,通过低速区的分布与地质界面形态来综合判定采空区的位置,大大地提高了采空区识别的可靠性。
并且该技术适合复杂地形、地质条件,具有勘探深度大、分辨率高、图像直观的优点,可用于采空区与精细地质结构的勘查。
2SSP 地震散射技术的基本原理2.1 地震散射基础理论在反射地震方法中,地质体被简化为分层均匀地质模型,即层内波阻抗不变,只在层间界面处波阻抗突变。
波的传播遵循SneI1定律,层间界面作为边界条件,层内地震波沿直线传播,在边界上满足位移与应力连续条件,产生反射与透射波。
均质条件下地震波传播满足如下弹性波方程。
地震散射理论是建立在非均匀地质模型基础之上的,介质波阻抗随空间位置变化而变化。
在非均匀质弹性体内,地震波的传播十分复杂。
吴如山(1993)等用微扰法详细地研究了非均匀介质中地震纵、横波传播的散射方程⑻,表达式相当复杂,难以引用。
N.布莱斯坦等(2000年)研究地震散射使用的波动方程比较简洁,而又不失物理含义的正确性,因而常被引用。
其方程形式如下⑼:其中: U-U s Λ-U 1(3) 22、v ^v ∩ ct(r)=——y-y -(4)V 2 式中〃为地震波的总波场,由入射波卬和散射波处构成。
波速U 是空间变化量,VO 为区域背景平均波速,α⑺为波速异常(波速平方变化的百分比),在方程中的作用相当于散射强度。
(2)式为非齐次波动方程,右端项相当于被动震源。
方程的物理含义是当有地震波入射时,波阻抗变化的界面相当于散射源,向周围辐射散射波,散射波的强度与入射波的加速度和散射强度。
⑺的乘积成正比。
SSP 地震散射技术研究的是反问题,即通过在地表激发和接收地震波,重建地下波速异常。
⑺以及地层波速的空间分布,以揭示隐伏的地质结构,这就是SSP 技术的基本原理。
2.2地震散射与反射技术的比较图1地震散射与反射对地震记录理解的差异SSP 地震散射与地震反射理论都是建立在弹性波理论的基础之上,但二者在地质模型以及地震波的传播方式假定的方面有巨大差别。
(I)地震反射方法将地下介质简化为分层均匀模型(如图1-(a)),而SSP 地震散射方V 2U- v 2∂t 2 =OV72 ^g(r)∂2u 1 (2)法是采用非均匀地质模型(如图1-(b));(2)地震反射理论认为检波器接收到的反射波来源于炮检距的中间点,而SSP认为接收到地震波来源于介质中的所有散射点;(3)散射波传播波遵循惠更斯原理,反射波只是散射点规则排列时相干叠加的结果;(4)反射地震要求界面的水平尺度要大于3倍波长,散射时界面的尺度可以为波长的1/3,因而对于相同的地震记录,使用散射处理技术比反射技术的分辨率提高一个数量级;综上分析,散射理论比反射理论具有更广泛的适应性。
3SSP地震散射的技术要点SSP技术是建立在非均匀模型基础之上的,因而其数据处理技术与反射方法有很多不同。
SSP的核心技术包括波场分离、速度分析以及合成孔径偏移成像三项技术。
3.1波场分离技术地震记录中散射波能量较弱,面波、声波等干扰波较强,散射数据处理的首要问题是波场分离,也称滤波,滤除干扰波,提取散射波。
SSP技术中采用基于尸-KT-P变换的技术进行波场分离,这与地震反射方法的滤波基本相同。
广K技术依据散射波、声波、面波间视速度的差异进行滤波;E-P技术基于不同地震波走时与视速度的双重差异进行滤波,与F-K滤波相比更为有效。
图2是地震记录滤波前后的比较:原始地震记录中面波、声波能量很强,滤波后信噪比提升,散射波、反射波被凸显。
(a)滤波前(b)滤波后图2FK滤波前后对比3.2地震速度分析技术波速是地震勘探中重要的分布参数,是由双程时获取准确地质界面的基础,也是判识采空区的重要依据。
地震散射方法建立在非均匀地质模型基础之上,空间波速是剧烈变化的,因而波速空间分布的获取是地震散射的核心技术。
SSP技术中的速度分析以Radon变换为基础,Radon变换以共炮点数据为对象,通过双曲线路径积分变换,将地震数据由时间-空间域转换到深度(双程时)-波速域。
如图3所示,在时间-空间域,地震反射波的能量沿双曲线分布,而在深度-速度域,反射波能量集中为一点。
当积分路径与反射波走时曲线一致时,积分能量有极大值,该极值点的纵坐标为界面深度,横坐标为上覆地层平均波速,由此获得炮点附近波速分布垂直断面图。
联合所有炮点的垂直速度剖面,可获得空间二维、三维速度分布。
RadOn变换公式如下:Ra v)=∫∫∏(χ√)^(r- ⅛2+⅞W∕(5)(a)时间-空间域的反射波(b)深度-速度域的反射波能量分布图3Radon变换提高信噪比3.3合成孔径偏移成像技术偏移成像是将地震记录的能量归位到散射点,重建地质结构图像的技术。
SSP技术采用几何偏移成像中的合成孔径技术,汇集所有地震散射记录,进行延时叠加,由地震散射波能量重建散射强度α分布的图像,它可以表征地震结构的主要特征。
与反射地震的CMP叠加相比,这里使用的数据是多孔径的,记录道数要多得多,分辨率更高。
从三种技术的优势中不难发现:这三种技术使探测结果更为准确。
通过波场分离技术,剔除地震记录中的干扰成分,增强有用信号,提高了信噪比。
通过速度分析获得地层波速图像,通过偏移成像获得地质界面偏移图像,两种图件提供了地层波速、地质界面位置和形态、地质界面力学性质三类信息,联合地下介质的多参数、多特征进行解释,探测结果能够更为准确地反映地下介质的真实情况。
4SSP技术用于采空区探测物理依据采空区内地层错断、煤层终断,这些特征可以作为地震勘探方法判定采空区的线索。
但对于构造复杂地区,仅依据界面形态判定采空区是困难的。
实际上采空区最明显的地球物理特征是岩体的低速异常,由于,三带,的影响,采空区岩体垮塌、开裂、变形,形成大范围的低波速异常区。
并且无论采空区是否充水,其低波速特点都不会改变,这为寻找采空区提供了重要的线索。
SSP通过速度分析技术获得了岩体的二维、三维波速分布图像,根据低速异常的分布,可以准确地圈定采空区范围。
另一方面,采空区的边缘波阻抗变化剧烈,散射强度α大,在偏移图像中表现为强烈的散射界面。
综上所述,SSP的偏移图像能显现出采空区的边缘轮廓,波速图像能清晰地展现采空区的位置、范围和破坏程度,这就是采空区探测与解释的物理基础。
5SSP技术在采空区勘探中的应用5.1矿区概况山西兴县苏家吉煤矿的含煤地层为石炭系和二叠系地层,其中二叠系的为山西组8号煤层,石炭系为太原组13号煤层。
矿区内原有15处民采区,其中立井3处,斜(平)胴12处。
因无序开采,无开采资料可查。
矿区内采空区引起的次生地质灾害频发,6次滑坡,1处地面塌陷,以及3处潜在崩滑点。
采空区对煤矿与铝土矿地下开采的安全构成了严重威胁,为确保矿山生产安全,决定应用SSP技术勘探采空区分布,为治理采空区提供参考。
5.2勘探工作布置与采集系统在勘探区内布置一条测线,长240m,勘探深度120m。
测线经过ZK2001和ZK2400两个钻孔,测线位置见图4。
勘探使用24道工程地震仪,锤击震源,道间距2m,炮间距4m。
炮点位于排列中点,以提高波速分析精度。
图4地震测线位置5.3数据处理与成果解释将地震记录进行方向滤波,滤除面波、声波,保留地下散射波;然后应用Radon积分变换进行速度分析,并进一步换算得到二维地层速度剖面(如图5);最后进行偏移成像,得到地质界面偏移图像(如图6)。
ZK2400立井ZK2001图5地层速度剖面地层速度剖面反映岩体波速的分布特征,其纵坐标为深度,横坐标为里程。
图中红色、黄色表示高波速,浅蓝、深蓝色表示低波速,其中深蓝色与采空区有关。
红色、黄色的区域波速在2500m∕s以上,对应未受开采影响的岩层,包括砂岩和煤层;绿色的区域,波速在1500-2500m∕s范围内,对应受开采影响较小的弯曲带,岩体结构变化不大;浅蓝色的低波速区,波速在1000-1500m∕s范围,为裂隙带,岩体结构已遭受严重破坏;深蓝色为极低波速区,波速低于I(X)Om∕s,对应冒落带的位置。