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微动探测在铜陵某金矿采空区勘查中的应用
鲁杏;郭信;罗传华;丁丹;余敏;崔先文
【期刊名称】《工程地球物理学报》
【年(卷),期】2023(20)1
【摘要】近年来,采空区塌陷事故时有发生,采空区勘查的重要性越来越高,物探方法能快速、高效地查明采空区的位置、范围和边界等,可以为综合治理提供基础依据。
本文以铜陵市某工程场地金矿采空区为研究对象,选用微动探测方法对该金矿地下采空区进行了探测。
工作中,采用线性排列进行探测,对每个排列的数据采用扩展空间自相关法获取了每个测点的频散曲线,对频散曲线进行反演并通过插值计算,获得了剖面横波速度结构,圈定了4个低速异常区,根据地质和钻孔资料并经综合研究,推断为采空区或破碎,经过钻探验证得以确认。
本文微动探测结果表明,在存在严重背景干扰的城市开展采空区勘查工作,微动探测方法具有较强的探测能力和优势,可为本区的采空区地质灾害的勘查、治理提供基础资料。
【总页数】6页(P50-55)
【作者】鲁杏;郭信;罗传华;丁丹;余敏;崔先文
【作者单位】安徽省勘查技术院;安徽省地质矿产勘查局321地质队
【正文语种】中文
【中图分类】TD7
【相关文献】
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2010年第5期0引言当前常用的地震解释(包括交互工作站解释实质上是三维资料的二维平面解释,从三维数据体中沿主测线inline和联络线crossline抽取若干个剖面进行解释。
这样不仅使大量的地震资料未能有效利用,而且成果精度较低,难以发现小的构造和地层特征,造成小断层和小构造的漏失,大大降低了对地下地质体的认识精度,同时也降低了三维地震的应用效果。
利用常规的地震解释技术,将不能很好的进行小断层的解释,甚至会出现假断层的现象[1]。
随着三维勘探技术的迅速发展,三维地震勘探的资料解释方法和技术也向着更真实、更准确、更清晰地反映地下地层各种地质信息的方向突飞猛进。
目前,在三维地震勘探中发展最快的是全三维地震资料解释技术,该技术不仅提高地震资料解释的准确性而且能够提供较准确的钻探井位,利用先进的解释软件打破常规的三维资料二维解释,充分利用三维数据信息,获得更精细的构造形态。
因此,三维地震精细解释技术受到高度重视。
1三维地震勘探的精细解释技术1.1小断层的正演模拟对地质模型进行波场正演计算可以模拟地震波在地下介质中的传播规律,以明确地质体地震记录的特征,同时也能提供地下地质体地震波岩石物理响应特性,为正确研究地下地质环境提供地震波波场证据,以便对解释工作起到一定的指导作用。
设计一个三层介质的地质模型进行正演模拟实验,图1(a是小断层的地质模型。
模型参数:煤的断距为5m,煤层厚度为8m,煤层速度为2000m/s,围岩地层速度自上而下分别为1800m/s、3200m/s、3200m/s;图1(b为小断层正演模拟的地震响应。
根据正演模拟后的地震响应分析,断距为5m的小断层,地震剖面有一定的变化,为后期的地震资料解释工作提供了依据。
(a地质模型(b地震响应图1正演模拟doi:10.3969/j.issn.1672-9943.2010.05.005能源技术与管理三维地震的精细构造解释方法及应用秦晶晶1,李德春1,程慧慧1,王空前2(1.中国矿业大学资源学院,江苏徐州221008;2.中国矿业大学力建学院,江苏徐州221008[摘要]论述了几种三维地震资料精细解释小断层的应用方法,为了确保解释的精度,利用数值模拟进行正演模拟试验,为做好三维地震资料精细构造解释提供了物质基础。
二维地震勘探技术在煤矿采空区探测中的应用
二维地震勘探技术是一种利用地震波在地下介质中的传播和反射特性来探测地下构造
和矿藏的方法。
在煤矿采空区探测中，二维地震勘探技术可以提供关于采空区底部构造、
岩层变形、煤层剩余厚度等信息，为煤矿的安全生产和合理开采提供重要依据。
二维地震勘探技术可以帮助确定采空区底部构造。
煤矿采空区是指矿井开采后的地下
空间，其底部构造复杂多变，包括煤层剩余厚度、堆积物、断层等等。
通过进行二维地震
勘探，可以获取采空区底部的地下构造信息，帮助理解采空区的空间分布和形态变化，为
采空区的管理和治理提供科学依据。
二维地震勘探技术可以评估采空区的岩层变形情况。
在煤矿开采过程中，采空区的岩
层会发生不同程度的变形和破坏，严重时可能引发地表塌陷等灾害。
利用二维地震勘探技
术可以探测出采空区岩层的变形情况和分布规律，帮助评估采空区的稳定性和危险性，为
采空区的支护和管理提供科学指导。
二维地震勘探技术还可以判断煤层在采空区剩余的厚度。
煤层采空后，在煤层顶板和
底板之间会形成一定的剩余煤层。
通过对采空区进行二维地震勘探，可以测量出剩余煤层
的厚度和分布情况，为煤矿的合理开采和资源利用提供重要依据。
二维地震勘探技术在煤矿采空区探测中也存在一些挑战和限制。
采空区地质条件复杂，波阻抗变化大，地震波传播路径复杂，会导致勘探结果不准确。
采空区常常存在大量的瓦
斯和矿水等干扰因素，会影响地震波信号的传播和反射。
在进行二维地震勘探时，需要制
定合理的勘探方案和采集参数，提高勘探的精度和可靠性。
相干体及蚂蚁追踪技术在卫360块的应用作者：胡昌朱胜璋孙坤汪重庆朱淑雯杨洋来源：《科技视界》 2014年第13期胡昌朱胜璋孙坤汪重庆朱淑雯杨洋（中国石化中原油田分公司采油三厂，山东莘县 252434）【摘要】卫城气藏开发进入枯竭期，开发表现为“二高二低”：整装气田、气顶储量动用程度高，采出程度高，气井产能低，气藏压力低，面临废弃。
老区调整和措施选井日益困难，措施、工艺效果变差，由于没有新的储量接替，持续稳产基础薄弱。
因此，结合相干体提取、蚂蚁追踪技术，提高复杂断块构造解释精度，提出挖潜措施。
【关键词】相干体；蚂蚁追踪技术；蚂蚁追踪技术1 三维相干技术1.1 技术原理地震相干是对相邻地震道之间的地震属性(如波形、振幅、频率、相位等)相似程度的测量。
计算地震相干数据体的目的主要是突出那些不相干的地震数据，通过在纵向和横向上分析局部波形得出三维地震相干体的估计而生成的。
在出现断层、特殊地质体的小范围内地震道之间的波形特征可以发生变化，进而导致局部道与道之间的相关性发生突变；突出相邻道之间地震信号的差异性，使断层、相变、岩性异常体以及其他地质现象的不连续性得到低相关值的轮廓。
通过提取三维相关属性体，便可以把三维反射振幅数据体转化为三维相似系数或相关值的数据体。
1.2 三维相干技术断层解释步骤（１）应用地震资料进行相干性分析生成相干数据体，逐张浏览相干切片，了解整个工区断裂系统发育的平面分布情况。
（2）在断层发育的部位提取相干体水平切片，对切片上的各条断层进行解释。
（3）沿层提取相干数据的平面展布，能反映反射层位断层的平面组合，在垂直地震剖面上选取正交断层走向的测线进行断层解释，并结合水平切片控制断层平面展布。
（4）在平面、剖面断层解释的基础上，进行断层组合。
在断层交切、转换处通过任意线及加密切片的解释密度，进一步落实断层的搭接、相交、分叉、合并，利用顺层切片验证解释的断层。
1.3 实际应用效果为了精细解释本区的断层，采用了相干体分析方法辅助对断层的解释和闭合。
煤岩识别技术发展综述贺艳军1， 李海雄2， 胡淼龙3， 薛竞飞4（1. 国能包头能源有限责任公司，内蒙古 包头 014070；2. 榆林市能源局，陕西 榆林 719000；3. 浙江维思无线网络技术公司，浙江 嘉兴 314001；4. 西安科技大学 电气与控制工程学院，陕西 西安 710054）摘要：煤岩识别技术可为采煤机自动调高提供依据，是实现煤矿智能无人化开采的关键。
现有煤岩识别技术包括图像识别、过程信号监测识别、电磁波识别、超声波探测识别、多传感器融合识别等。
详细介绍了上述几种技术原理及应用现状：① 图像识别技术目前处于实验阶段，主要涉及大规模煤岩图像数据标注和复杂地质条件下的识别问题。
② 过程信号监测识别技术可分析煤矿开采过程中的相关信号，识别潜在的煤岩界面信息，但需要解决信号噪声干扰和复杂煤岩界面识别问题。
③ 电磁波识别技术和超声波探测识别技术已在实际煤岩界面探测中应用，但仍需要提高识别准确性和可靠性，尤其是对于复杂煤岩结构和界面情况。
④ 多传感器融合识别技术需解决数据融合和匹配的难题，确保不同传感器之间的精确校准和可靠性，并验证其在实际应用中的可行性和实用性。
针对上述问题，指出煤岩识别技术发展方向：① 煤岩识别研究应着重提高算法的实时性和抗干扰能力，确保在特定条件下并兼有复杂环境干扰下也能准确识别煤岩，满足井下实际开采需求。
② 加强矿用传感器的研究，以提高其抗干扰性能，同时采用先进的视觉相机和智能设备，与传感器相结合，提高煤岩识别的精度和效率。
③ 多种煤岩识别技术交叉融合使用：对于不同硬度的煤岩，可采用过程信号监测识别和多传感器融合技术；对于硬度接近的情况，可结合图像识别和电磁波识别技术，实现煤岩壁界面和煤层厚度的准确识别。
关键词：煤岩识别；采煤机滚筒；图像识别；过程信号监测识别；电磁波识别；超声波探测识别；多传感器融合识别中图分类号：TD67 文献标志码：AOverview of the development of coal rock recognition technologyHE Yanjun 1, LI Haixiong 2, HU Miaolong 3, XUE Jingfei 4(1. CHN Energy Baotou Energy Co., Ltd., Baotou 014070, China ； 2. Yulin Energy Bureau, Yulin 719000, China ；3. Wins Wireless Network Technology Ltd., Jiaxing 314001, China ； 4. College of Electrical and Control Engineering,Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710054, China)Abstract : Coal rock recognition technology can provide a basis for automatization improvement of shearer and is the key to achieving intelligent unmanned mining in coal mines. The existing coal rock recognition technologies include image recognition, process signal monitoring recognition, electromagnetic wave recognition,and ultrasonic detection recognition, multi-sensor fusion recognition. This article provides a detailed introduction to the principles and application status of the above-mentioned technologies. ① Image recognition technology is currently in the experimental stage, mainly involving large-scale coal rock image data annotation and recognition problems under complex geological conditions. ② Process signal monitoring and recognition technology can analyze relevant signals during coal mining and recognize potential coal rock interface information. But it needs to收稿日期：2023-08-28；修回日期：2023-12-04；责任编辑：王晖，郑海霞。
物探新技术———微动探测技术介绍王洪( 贵州省有色地质和核工业地质勘查局物化探总队，贵州都匀558000)［摘要］微动探测技术是中国科学院地质与地球物理研究所副研究员徐佩芬博士等近年来在传统微动测深的基础上研究发展的一种探测新技术，并率先应用于国内多个勘探领域。
该方法是利用拾震器在地表接收各个方向的来波，通过空间自相关法提取其瑞雷面波频散曲线，经反演获取S 波速度结构的地球物理探测方法。
该方法不受电磁及噪声干扰影响，探测深度大，虽然当前仍存在一定的局限，但其显示的优越性表明该技术是一种很有前景的新技术。
［关键词］微动探测; 瑞雷面波; 反演; 地层波速结构; 测深［中图分类号］P631 ［文献标识码］A ［文章编号］1000 －5943( 2013) 01 －0075 －032012 年 1 月，在《国际地球物理期刊》第188 卷第 1 期 115 – 122 页上，发表了由中国科学院地质与地球物理研究所副研究员徐佩芬博士等撰写的一篇《利用微动排列分析方法测量隐伏地热断层》( Mapping deeply －buried geothermal faults usingmicrotremor array analysis. GeophysicalJournalInternational. 2012，188 ( 1) : 115 –122)的论文，该文例举了用微动探测方法在江苏吴江地热井位选址上的成功应用。
实测结果表明，隐伏断裂破碎带在微动视 S 波速度剖面上有明显的低速异常显示( 见图 1)［1］。
这一方法为探测深部隐伏地热构造开拓了一条新的技术途径，也为金属矿产探测、煤矿陷落柱及采空区探测、工程地质勘察( 铁路、地铁、城市地质调查) 等多个领域提供了一种新技术。
1 微动探测方法的由来地球表面无论何时何地都存在一种天然的微弱震动，被称为“微动”。
微动探测方法( The Microtremor Survey Method，简称 MSM) 是从圆形台阵采集的地面微动信号中通过空间自相关法提取其瑞雷面波频散曲线，经反演获取台阵下方 S 波速度结构的地球物理探测方法。
1.煤矿地质保障的三个层面现行的高产高效矿井地质条件保障是以物探技术为先导，钻探、巷探等基础地质手段加以配合，同时依托电脑技术实现生产地质工作的动态管理。
其工作模式可分为三个层面：(1)井田范围主要可采煤层开采地质条件评价，查明煤层构造是主要工作，主要勘查手段为二维地震勘探、电法勘探与钻孔。
(2) 采区采前地质条件勘查，主要工作是查明采区范围内的小构造，包括落差5m左右的断层、陷落柱、老窑及采空区的空间分布形态，根据采区衔接的要求，应提前布置实施。
在地表条件允许的前提下，三维高分辨率地震勘探技术是首选方法。
(3) 综采工作面地质条件超前探测，在综采设备安装或开采前，查明工作面内一切地质异常现象，为工作面持续开采提供地质保障是主要工作。
2、地震勘探的基本原理地震勘探主要是研究人工激发的地震〔弹性〕波在浅岩层、土介质中的传播规律。
其传播的动态特征集中反映在两个方面，一是波传播的时间与空间的关系，称为运动学特征；另一是波传播中其振幅、频率、相位等的变化规律，称为动力学特征。
前者是地震波对地下地质体的构造响应，后者则更多的表现出地下地质体的岩性特征，有时亦是地质体结构特征的响应。
3、地震地质条件岩土介质的岩性、物性、成分和结构以及所处环境的构造和地表条件等的不同，都会使得地震波的运动学和动力学特征发生变化。
影响地震波速度的因素：岩土介质的密度、岩土介质的孔隙度、地质埋深和地质年代、岩性和弹性常数。
浅层地震地质条件地震勘探的效果在很大程度上取决于工作地区是否具有应用地震勘探的前提，也就是工区的地震地质条件。
在浅层地震勘探中，其地震地质条件主要是指浅部岩土介质的性质和地质特征，以及地表的各种影响因素：疏松覆盖层、潜水面和含水层、地质剖面的均匀性、地质界面和地震界面的差异、“地震标志层”确实定。
4、二维地震勘探特点及能够解决的地质问题（1）查明大于十米断层（2）查明大于十米的褶曲（3）查明第四纪地层〔4〕查明大于三十米陷落柱5、三维地震勘探特点及能够解决的地质问题(1) 查明落差大于等于5m的断层，提供落差小于5m的断点，平面摆动误差小于30m；(2) 查明幅度大于等于5m的褶曲，主要可采煤层底板深度误差不大于1.5%；(3) 查明新生界(第四系)厚度，深度误差不大于1.5%；(4) 探明直径大于30m的陷落柱。
