采矿地球物理学概论 (经典缩印)
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地球物理学方法在矿产资源勘探中的应用研究地球物理学是研究地球内部物理性质及其与地球表层相互关系的学科,是矿产资源勘探的重要手段之一。
在矿产资源勘探中,地球物理学方法被广泛应用于寻找矿体的位置、形态、大小和性质等方面,并为矿产资源的开发提供了可靠的科学依据。
本论文将介绍地球物理学方法在矿产资源勘探中的应用研究。
一、地球物理学方法在矿产资源勘探中的意义和作用地球物理学方法在矿产资源勘探中具有重要的意义和作用。
首先,地球物理学方法能够对地下物质进行快速、高效的非破坏性探测,避免了传统勘探方法对地表环境的破坏。
其次,地球物理学方法能提供矿体的空间分布和形态特征,为矿产资源的开发和利用提供可靠的科学依据。
此外,地球物理学方法还能够帮助识别矿体的成因类型,为深入研究矿产资源的生成机制提供线索。
二、地球物理学方法在矿产资源勘探中的应用领域地球物理学方法在矿产资源勘探中具有广泛的应用领域。
常见的应用方法包括重力方法、磁法、电法、地震方法和电磁方法等。
下面将针对不同的地球物理学方法介绍其在矿产资源勘探中的应用研究。
1. 重力方法重力方法通过测量地球表面上任意一点的重力加速度,来推断地下的密度分布,进而揭示地下物质的性质及其空间分布规律。
重力方法主要适用于密度对比明显的矿体(如铁矿、铜矿等)的勘探。
其应用研究主要包括重力异常特征的识别,重力资料的处理和解释等。
2. 磁法磁法通过测量地球磁场的变化,来获得地下物质的磁性特征及其空间分布规律。
磁法适用于具有较高磁性的矿体(如铁矿、铬矿等)的勘探。
其应用研究主要包括磁异常特征的识别,磁资料的处理和解释等。
3. 电法电法通过测量地下电阻率的变化,来获取地下物质的电性特征及其空间分布规律。
电法适用于具有较大电阻率差别的矿体(如金矿、铅锌矿等)的勘探。
其应用研究主要包括电性异常特征的识别,电资料的处理和解释等。
4. 地震方法地震方法通过测量地震波在地下传播的速度和振幅等变化,来获得地下物质的岩石性质及其空间分布规律。
一、名词1.正演(问题):根据地下地质构造的特征、地质体的赋存状态(形状、产状、空间位置)和物性参数来研究相应地球物理场的变化特征。
2.反演(问题):根据地球物理场的变化特征来推断地下地质构造特征、地质体的赋存状态(形状、产状、空间位置)和物性参数3.重力勘探:通过观测与研究天然重力场的变化规律以查明地质构造和寻找矿产的一种物探方法。
4.零长弹簧:5.零点漂移:在实际观测中,由于重力仪本身的弹性疲劳、温度补偿不完全以及日变等因素的影响,会使读数的零点值随时间而变化,这个变化称为零点位移。
6.重力场强度:在地球上某一位置上单位质量的质点所受到的重力。
7.大地水准面:人们将平均海平面顺势延伸到陆地下所购沉的封闭曲面视为地球的基本面,并称其为大地水准面。
8.重力异常:指地下物体密度分布不均匀引起的重力随空间位置的变化。
在重力勘探中,将由于地下岩石矿物密度分布不均匀所引起的重力变化或地质体与围岩密度的差异引起的重力变化称为重力异常。
9.自由空间重力异常:对所测得的重力异常只做高度和正常场校正。
10.布格重力异常:对所测得的重力异常做高度校正、中间层校正和正常场校正。
11.均衡重力异常:对自由空间异常进行中间层校正、局部地形校正和均衡校正所得。
12.三度体:要求各个方向均为有限量的地质体13.二度体:对于某一方向而言是无限延伸的,要求在这个方向上的埋深、截面形状、大小和物性特点均稳定不变的物体。
14.特征点法:利用实测重力异常曲线的半极值点或具有其他特征的点进行矿体形态和产状的计算成为特征点法。
15.磁法勘探:利用地壳内各种岩(矿)石间磁性差异多引起的磁场变化(称为磁异常)来寻找有用矿产和查明地下地质构造的一种物探方法。
16.磁异常:地壳内各种岩(矿)石间磁性差异引起的磁场变化。
17.磁场强度:单位电荷在磁场中所受到的力。
18.磁感应强度:磁化磁场T与附加磁场T’的合成量称为磁感应强度。
19.磁化率:物体被磁化的难易程度。
我国煤矿冲击地压检测预警和技术发展摘要:在实际生产过程中,工作面常有下述一系列矿山压力现象,并且习惯上用这些现象作为衡量矿山压力显现程度的指标。
冲击地压现象,冲击地压是聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放,造成巷道变化的表现形式,在井巷发生爆炸性事故,动力将煤岩抛向巷道,同时发出强烈声响,造成煤岩体振动和煤岩体破坏,支架与设备损坏,人员伤亡,部分巷道垮落破坏等。
冲击地压还会引发或可能引发其它矿井灾害,尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾,干扰通风系统,严重时造成地面震动和建筑物破坏等。
因此,冲击地压是煤矿重大灾害之一。
合理的开拓布置和开采方式是防治冲击地压的根本性措施,及时对冲击地压检测预警也是减少危害的有效措施。
关键词矿山压力冲击地压开采方式检测预警减少危害一.冲击地压现象形成特点及分类冲击地压是聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放,在井巷发生爆炸性事故,动力将煤岩抛向巷道,同时发出强烈声响,造成煤岩体振动和煤岩体破坏,支架与设备损坏,人员伤亡,部分巷道垮落破坏等。
冲击地压还会引发或可能引发其它矿井灾害,尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾,干扰通风系统,严重时造成地面震动和建筑物破坏等。
因此,冲击地压是煤矿重大灾害之一。
冲击地压的特点:突发性、瞬时震动性巨大、破坏性、复杂性冲击地压按其显现强度、释放的能量等进行分类。
根据冲击的显现强度,可分为四类:(1)弹射。
一些单个碎块从处于高压应力状态下的煤或岩体上射落,并伴有强烈声响,属于微冲击现象。
(2)矿震。
它是煤、岩内部的冲击地压,即深部的煤或岩体发生破坏。
但煤、岩并不向已采空间抛出,只有片帮或塌落现象,但煤或岩体产生明显震动,伴有巨大声响,有时产生煤尘。
较弱的矿震称为微震,也称为“煤炮”。
(3)弱冲击。
煤或岩石向已采空间抛出,但破坏性不很大,对支架、机器和设备基本上没有损坏,围岩产生震动,一般震级在2.2级以下,伴有很大声响,产生煤尘,在瓦斯煤层中可能有大量瓦斯涌出。
采矿地球物理学概论考点采07-4班内部资料往年版本仅供参考1.名称解释(1)P1 地球科学:以整体的地球作为研究对象,包括自地心至地球外层空间十分广阔的范围,如固体地圈、大气圈、水圈和生物圈等。
(2)P1 采矿地球物理学:采矿科学中的一个新的分支,是利用岩体中自然的或人工激发的物理场来监测岩体的动态变化和揭露已有的地质构造的一门学科。
(3)P57 矿山震动:由于采矿作业引起的岩体内聚集的能量突然动力释放的现象。
(4)P90 岩石的声发射:是岩石的变形与破断,颗粒之间的相位错动,岩石颗粒间摩擦滑动等产生的弹性波。
(5)P103岩石的电磁辐射:是指岩石受载破裂过程中向外辐射电磁能量的过程或现象。
(6)P90 采矿声发射法:就是以脉冲的形式记录弱的、低能量的岩体声发射的弹性波,来监测岩体的动态破坏特征。
(7)P95 激发地音法:是局部较小应力的变化(例如少量炸药的爆炸),将引起受压岩体微裂隙的产生,从而根据地音可确定应力的高低和冲击的危险。
(8)P125重力法:是根据地层中岩石介质质量分布的不均匀性来测量重力异常变化的方法。
(9)P81 声波法:是根据声波在岩体中的传播特性来解决采矿技术问题和地质问题、测定煤岩物理力学参数。
(10)P132采矿电法:是利用岩石中电特性的变化来解决地质、采矿技术、预测预报等方面的问题。
(11)P21 纵波:是在胀缩力的作用下,周围介质只产生体积变化而无旋转运动,质点交替发生膨胀和压缩,质点的振动方向与波的传播方向一致。
(12)P21 横波:是在旋转力的作用下,周围介质只产生转动而体积不发生任何变化,质点间依次发生横向位移,质点的振动方向与波的传播方向垂直(13)P18 地震:是地下某处在极短时间内释放大量能量的结果。
(14)P91 Kaiser记忆效应:对于循环加载,声发射对前一循环的载荷有记忆效果,称为Kaiser效应。
(15)P44 冲击矿压:是压力超过煤岩体的强度极限,聚积在巷道周围煤岩体中的能量突然释放,造成煤岩体振动和破坏,巷道垮落,支架与设备损坏,人员伤亡等的现象。
地球科学:以整体的地球作为研究对象,包括自地心至地球外层空间十分广阔的范围,如固体地圈、大气圈、水圈和生物圈等.采矿地球物理学:采矿科学中的一个新的分支,是利用岩体中自然的或人工激发的物理场来监测岩体的动态变化和揭露已有的地质构造的一门学科。
矿山震动:由于采矿作业引起的岩体内聚集的能量突然动力释放的现象。
岩石的声发射:岩石变形与破断,颗粒之间相位错动,岩粒间摩擦滑动等产生的弹性波。
岩石的电磁辐射:是指岩石受载破裂过程中向外辐射电磁能量的过程或现象。
采矿声发射法:就是以脉冲的形式记录弱的、低能量的岩体声发射的弹性波,来监测岩体的动态破坏特征。
激发地音法:是局部较小应力的变化(例如少量炸药的爆炸),将引起受压岩体微裂隙的产生,从而根据地音可确定应力的高低和冲击的危险。
重力法:是根据地层中岩石介质质量分布的不均匀性来测量重力异常变化的方法。
声波法:根据声波在岩体中的传播特性来解决采矿技术问题和地质问题、测定煤岩物理力学参数。
采矿电法:是利用岩石中电特性的变化来解决地质、采矿技术、预测预报等方面的问题。
纵波:是在胀缩力的作用下,周围介质只产生体积变化而无旋转运动,质点交替发生膨胀和压缩,质点的振动方向与波的传播方向一致。
横波:是在旋转力的作用下,周围介质只产生转动而体积不发生任何变化,质点间依次发生横向位移,质点的振动方向与波的传播方向垂直地震:是地下某处在极短时间内释放大量能量的结果。
Kaiser记忆效应:对于循环加载,声发射对前一循环的载荷有记忆效果冲击矿压:是压力超过煤岩体的强度极限,聚积在巷道周围煤岩体中的能量突然释放,造成煤岩体振动和破坏,巷道垮落,支架与设备损坏,人员伤亡等的现象。
简述地球的物理场:地震、地磁、重力、温度简述地球的内部构造:地壳、地幔、地核矿山震动现象的特征是什么?弱地震、频率、能量,卸压和冲击论述矿山震动对环境的影响:巷道、人员、地表在采矿巷道中发生震动和冲击矿压会造成哪些方面危害:巷道破坏,人员伤亡,其他灾害论述冲击矿压对矿工的影响:伤亡(撞击、共振)、心理作用岩石的声发射特点有哪些:弱矿震、频率、能量、反映的问题声发射在矿山工程中有哪些应用:反映的问题、煤岩破裂、冲击、突出声波法与其他方法相比有什么优越性:被动法、构造、应力、特别是物理参数煤岩动力冲击的发生需要哪些条件:强度条件、能量、冲击倾向性井下地电法主要用来解决哪些问题:方法(电阻、电磁波),解决岩像\应力应变\动力现象重力法能解决采矿中的哪些问题:概念、空洞、岩层变形、冲击危险煤岩变形破裂的热红外辐射有哪些特征:概念、低温前兆、高温前兆、持续高温前兆论述采矿地球物理方法的特点及应用前景。
名称解释P1 地球科学:以整体的地球作为研究对象,包括自地心至地球外层空间十分广阔的范围,如固体地圈、大气圈、水圈和生物圈等。
P1 采矿地球物理学:采矿科学中的一个新的分支,是利用岩体中自然的或人工激发的物理场来监测岩体的动态变化和揭露已有的地质构造的一门学科。
P57 矿山震动:由于采矿作业引起的岩体内聚集的能量突然动力释放的现象。
P90 岩石的声发射:是岩石的变形与破断,颗粒之间的相位错动,岩石颗粒间摩擦滑动等产生的弹性波。
P103岩石的电磁辐射:是指岩石受载破裂过程中向外辐射电磁能量的过程或现象。
P90 采矿声发射法:就是以脉冲的形式记录弱的、低能量的岩体声发射的弹性波,来监测岩体的动态破坏特征。
P95 激发地音法:是局部较小应力的变化(例如少量炸药的爆炸),将引起受压岩体微裂隙的产生,从而根据地音可确定应力的高低和冲击的危险。
P125重力法:是根据地层中岩石介质质量分布的不均匀性来测量重力异常变化的方法。
P81 声波法:是根据声波在岩体中的传播特性来解决采矿技术问题和地质问题、测定煤岩物理力学参数。
P132采矿电法:是利用岩石中电特性的变化来解决地质、采矿技术、预测预报等方面的问题。
P21 纵波:是在胀缩力的作用下,周围介质只产生体积变化而无旋转运动,质点交替发生膨胀和压缩,质点的振动方向与波的传播方向一致。
P21 横波:是在旋转力的作用下,周围介质只产生转动而体积不发生任何变化,质点间依次发生横向位移,质点的振动方向与波的传播方向垂直P18 地震:是地下某处在极短时间内释放大量能量的结果。
P91 Kaiser记忆效应:对于循环加载,声发射对前一循环的载荷有记忆效果,称为Kaiser效应。
P44 冲击矿压:是压力超过煤岩体的强度极限,聚积在巷道周围煤岩体中的能量突然释放,造成煤岩体振动和破坏,巷道垮落,支架与设备损坏,人员伤亡等的现象。
简答题P3 采矿地球物理学中哪些方法属于主动性的,哪些属于被动性的,举例说明。
P18 简述地球的物理场:地震、地磁、重力、温度P15 简述地球的内部构造。
地壳、地幔、地核P3 简述采矿地球物理学的基本任务。
P57 矿山震动现象的特征是什么?弱地震、频率、能量,卸压和冲击P57 采矿微震有哪些特点?P75 论述矿山震动对环境的影响。
巷道、人员、地表P75 在采矿巷道中发生震动和冲击矿压会造成哪些方面的危害?巷道破坏、人员伤亡、引发其他灾害探测矿井动力灾害的地球物理方法有哪些?论述冲击矿压对矿工的影响。
伤亡(撞击、共振)、心理作用P90 岩石的声发射特点有哪些?弱矿震、频率、能量、反映的问题P102声发射在矿山工程中有哪些应用?反映的问题、煤岩破裂、冲击、突出P103什么是煤岩破坏的电磁辐射现象?P81 声波法与其他方法相比有什么优越性?被动法、构造、应力、特别是物理参数P44 煤岩动力冲击的发生需要哪些条件?强度条件、能量、冲击倾向性P132井下地电法主要用来解决哪些问题?方法(电阻、电磁波),解决岩像、应力应变、动力现象P125重力法能解决采矿中的哪些问题?概念、空洞、岩层变形、冲击危险P143煤岩变形破裂的热红外辐射有哪些特征?概念、低温前兆、高温前兆、持续高温前兆P141简述动力学方程及其物理意义论述题论述采矿地球物理方法的特点及应用前景。
地球物理学之一;特点是许多现象只能用采矿地球物理方法来探测、非破坏性的无损监测、信息量大成本低;解决问题的多样性、有效性、先进性,优越性;应用前景广泛。
论述煤岩变形破坏的主要特征。
煤岩材料在载荷作用下产生破坏;稳定与破坏、破坏的缓慢性和突发性、冲击破坏的突发性和延时性;破坏过程中产生声发射和电磁辐射等。
论述矿山震动特征及其对环境的影响。
矿山震动由于采矿作业引起的岩体内聚集的能量突然动力释放的现象;弱地震、频率、能量,卸压和冲击;巷道、人员、地表论述岩石的声发射以及其研究的目的和解决的问题。
岩石的声发射是岩石的变形与破断,颗粒之间的相位错动,岩石颗粒间摩擦滑动等产生的;目的是研究岩石的变形破裂过程;可用来评价冲击矿压及煤和瓦斯突出的危险性,并检测其采取的防治措施的效果;评价边坡稳定性;确定采掘面周围的应力应变等。
论述微震、声发射、声波三者间异同点。
说明微震、声发射、声波的概念;相同点都是研究弹性波的传播规律;不同点:主动方法和被动法、记录频率、能量大小等的不同。
论述研究声发射的意义及作用论述煤岩变形破裂过程中的声发射和电磁辐射的异同.声发射、电磁辐射概念;相同点:研究煤岩的微破裂过程、动力灾害局部预测方法;不同点:波类型不同,几句的能量形式不同,声发射探头需耦合而且干扰大,电磁辐射非接触、可屏蔽定向.论述煤岩应力变形破坏与电磁辐射的耦合规律。
煤岩变形破坏过程中会产生电磁辐射;电磁辐射是煤岩体受载变形破裂过程中向外辐射电磁能量的一种现象,与煤岩体的变形破裂过程密切相关;电磁辐射强度主要反映了煤岩体的受载程度及变形破裂强度,脉冲数主要反映了煤岩体变形及微破裂的频次;电磁辐射还可用于检测煤岩动力灾害防治措施的效果;评价边坡稳定性;确定采掘面周围的应力应变,评价混凝土结构的稳定性等。
名称解释P1 地球科学:以整体的地球作为研究对象,包括自地心至地球外层空间十分广阔的范围,如固体地圈、大气圈、水圈和生物圈等。
P1 采矿地球物理学:采矿科学中的一个新的分支,是利用岩体中自然的或人工激发的物理场来监测岩体的动态变化和揭露已有的地质构造的一门学科。
P57 矿山震动:由于采矿作业引起的岩体内聚集的能量突然动力释放的现象。
P90 岩石的声发射:是岩石的变形与破断,颗粒之间的相位错动,岩石颗粒间摩擦滑动等产生的弹性波。
P103岩石的电磁辐射:是指岩石受载破裂过程中向外辐射电磁能量的过程或现象。
P90 采矿声发射法:就是以脉冲的形式记录弱的、低能量的岩体声发射的弹性波,来监测岩体的动态破坏特征。
P95 激发地音法:是局部较小应力的变化(例如少量炸药的爆炸),将引起受压岩体微裂隙的产生,从而根据地音可确定应力的高低和冲击的危险。
P125重力法:是根据地层中岩石介质质量分布的不均匀性来测量重力异常变化的方法。
P81 声波法:是根据声波在岩体中的传播特性来解决采矿技术问题和地质问题、测定煤岩物理力学参数。
P132采矿电法:是利用岩石中电特性的变化来解决地质、采矿技术、预测预报等方面的问题。
P21 纵波:是在胀缩力的作用下,周围介质只产生体积变化而无旋转运动,质点交替发生膨胀和压缩,质点的振动方向与波的传播方向一致。
P21 横波:是在旋转力的作用下,周围介质只产生转动而体积不发生任何变化,质点间依次发生横向位移,质点的振动方向与波的传播方向垂直P18 地震:是地下某处在极短时间内释放大量能量的结果。
P91 Kaiser记忆效应:对于循环加载,声发射对前一循环的载荷有记忆效果,称为Kaiser效应。
P44 冲击矿压:是压力超过煤岩体的强度极限,聚积在巷道周围煤岩体中的能量突然释放,造成煤岩体振动和破坏,巷道垮落,支架与设备损坏,人员伤亡等的现象。
简答题P3 采矿地球物理学中哪些方法属于主动性的,哪些属于被动性的,举例说明。
P18 简述地球的物理场:地震、地磁、重力、温度P15 简述地球的内部构造。
地壳、地幔、地核P3 简述采矿地球物理学的基本任务。
P57 矿山震动现象的特征是什么?弱地震、频率、能量,卸压和冲击P57 采矿微震有哪些特点?P75 论述矿山震动对环境的影响。
巷道、人员、地表P75 在采矿巷道中发生震动和冲击矿压会造成哪些方面的危害?巷道破坏、人员伤亡、引发其他灾害探测矿井动力灾害的地球物理方法有哪些?论述冲击矿压对矿工的影响。
伤亡(撞击、共振)、心理作用P90 岩石的声发射特点有哪些?弱矿震、频率、能量、反映的问题P102声发射在矿山工程中有哪些应用?反映的问题、煤岩破裂、冲击、突出P103什么是煤岩破坏的电磁辐射现象?P81 声波法与其他方法相比有什么优越性?被动法、构造、应力、特别是物理参数P44 煤岩动力冲击的发生需要哪些条件?强度条件、能量、冲击倾向性P132井下地电法主要用来解决哪些问题?方法(电阻、电磁波),解决岩像、应力应变、动力现象P125重力法能解决采矿中的哪些问题?概念、空洞、岩层变形、冲击危险P143煤岩变形破裂的热红外辐射有哪些特征?概念、低温前兆、高温前兆、持续高温前兆P141简述动力学方程及其物理意义论述题论述采矿地球物理方法的特点及应用前景。
地球物理学之一;特点是许多现象只能用采矿地球物理方法来探测、非破坏性的无损监测、信息量大成本低;解决问题的多样性、有效性、先进性,优越性;应用前景广泛。
论述煤岩变形破坏的主要特征。
煤岩材料在载荷作用下产生破坏;稳定与破坏、破坏的缓慢性和突发性、冲击破坏的突发性和延时性;破坏过程中产生声发射和电磁辐射等。
论述矿山震动特征及其对环境的影响。
矿山震动由于采矿作业引起的岩体内聚集的能量突然动力释放的现象;弱地震、频率、能量,卸压和冲击;巷道、人员、地表论述岩石的声发射以及其研究的目的和解决的问题。
岩石的声发射是岩石的变形与破断,颗粒之间的相位错动,岩石颗粒间摩擦滑动等产生的;目的是研究岩石的变形破裂过程;可用来评价冲击矿压及煤和瓦斯突出的危险性,并检测其采取的防治措施的效果;评价边坡稳定性;确定采掘面周围的应力应变等。
论述微震、声发射、声波三者间异同点。
说明微震、声发射、声波的概念;相同点都是研究弹性波的传播规律;不同点:主动方法和被动法、记录频率、能量大小等的不同。
论述研究声发射的意义及作用论述煤岩变形破裂过程中的声发射和电磁辐射的异同.声发射、电磁辐射概念;相同点:研究煤岩的微破裂过程、动力灾害局部预测方法;不同点:波类型不同,几句的能量形式不同,声发射探头需耦合而且干扰大,电磁辐射非接触、可屏蔽定向.论述煤岩应力变形破坏与电磁辐射的耦合规律。
煤岩变形破坏过程中会产生电磁辐射;电磁辐射是煤岩体受载变形破裂过程中向外辐射电磁能量的一种现象,与煤岩体的变形破裂过程密切相关;电磁辐射强度主要反映了煤岩体的受载程度及变形破裂强度,脉冲数主要反映了煤岩体变形及微破裂的频次;电磁辐射还可用于检测煤岩动力灾害防治措施的效果;评价边坡稳定性;确定采掘面周围的应力应变,评价混凝土结构的稳定性等。
名称解释P1 地球科学:以整体的地球作为研究对象,包括自地心至地球外层空间十分广阔的范围,如固体地圈、大气圈、水圈和生物圈等。
P1 采矿地球物理学:采矿科学中的一个新的分支,是利用岩体中自然的或人工激发的物理场来监测岩体的动态变化和揭露已有的地质构造的一门学科。
P57 矿山震动:由于采矿作业引起的岩体内聚集的能量突然动力释放的现象。
P90 岩石的声发射:是岩石的变形与破断,颗粒之间的相位错动,岩石颗粒间摩擦滑动等产生的弹性波。