微动勘探技术在煤矿隐蔽致灾地质因素探测中的应用

微动勘探技术凭借其无需人工激发震源、出色的抗干扰能力、高分辨率以及便捷环保等诸多优势,在面临复杂物探环境,特别是附近干扰强烈或不允许破坏的场地条件下应用广泛。本文以山西高阳煤矿采空区探测为例,开展了微动在煤矿隐蔽致灾地质因素探测中的应用研究,采用线性台阵进行微动数据采集,利用骄佳面波处理软件提取微动频散曲线,进而反演得到横波速度剖面,识别异常16处;结合16处异常,分别对采空区、陷落柱、断裂带等隐蔽致灾地质因素的波速特征进行分析,认为线性台阵微动方法在该矿区识别以上隐蔽致灾地质因素方面具有较好的应用效果。

基于微动勘探技术的断裂带堆积层滑坡滑动面提取分析

选择舟曲县东山镇牙豁口滑坡作为研究对象,采集滑坡体的微动信号进行后期处理,通过与钻孔数据对比发现,单点反演获得的S波速度结构与视S波速度剖面均能清晰显示滑动面位置.微动探测结果显示新滑坡的滑动面埋深在10~35 m,平均埋深为9.1 m,钻孔揭露新滑动面平均埋深为10 m;微动探测结果显示老滑坡滑动面埋深在15~52 m,平均埋深为19.6 m,钻孔揭露新滑动面平均埋深为20 m.测试不同的采集时间、不同频率的检波器对探测深度和精度的影响,发现对该类滑坡应选取三重圆台阵, 4.5 Hz检波器, 90 min的采集时长.表明微动勘探方法是探测断层破碎带堆积层滑坡滑动面的一种有效方法,对于白龙江流域广泛分布的断层破碎带堆积层滑坡滑动面的探测,具有很好的技术优势以及应用前景.

微动勘探在查明采空区空间分布中的应用

陕北矿区煤炭资源大规模开发利用时的煤矸石外排,诱发了地表沉陷、地下水位下降、土地沙漠化加剧、土壤污染等一系列生态环境问题,而井下充填是最有效的煤矸石处置方式之一。为指明煤矸石在采空区的充填靶区,以小保当煤矿112201工作面为工程背景,采用微动勘探法查明采空区沉陷和地下空间分布规律。利用5条微动测线的横波速断面处理结果,以插值方法对该区域进行空间重构,得到勘探区横波速度立体图及地下空间分布断面图,再通过切片方式对采空区发育及影响范围进行分析。结果表明,深度350~400 m处为冒落带强裂隙发育带,距离两帮50~100 m处、深度350 m处为最佳注浆靶区;此外,根据裂隙带和冒落带发育特征,深度范围在250 m时大量裂隙发育,开始具备注浆潜力。

微动勘探技术在地铁勘察中的应用

文章介绍了微动勘探技术的基本原理和工作方法,通过实例分析微动勘探技术在地铁勘察中的应用效果。实践证明,地铁勘察采用微动勘探与现有地质资料相结合的方法,是行之有效且适宜的,能够快速准确地进行地层划分和不良地质探测。

微动勘探法在人防工程封填质量检验中的应用

本文以赣州市健康路、大公路等早期人防工程封填质量验收项目为契机,将微动勘探法应用在人防工程封填质量检验中,充分发挥微动勘探法无需人工震源、抗干扰能力强、工作效率高及经济环保的特点,查明场地内地下存在的空洞、疏松、不密实区域,反映地层的均匀性,为城市地质防灾减灾提供依据。实践证明微动勘探法在城市地质工作中能够得到一定的应用。

城市地下空间资源地质调查中微动勘探排列方式研究

微动勘探是城市地下空间资源地质调查中的热门研究方法。为选择高效的数据采集排列方式,我们对三角型、直线型和“L”型三种常见排列方式采集的数据进行了对比分析,结果显示,三种排列方式均能获得一致的Rayleigh面波相速度频散曲线,对街道狭窄和交通发达的城市区域,更建议使用直线型和“L”型排列结合方式的观测系统开展工作。

比较分析微动勘探与高密度电法在地表基质分层特征研究中的应用

在地质勘探领域中,地表基质分层特征研究具有极为重要的意义,为提高研究的效益和研究成果客观性,常采用高密度电法和微动勘探两种方式展开。本文从方法原理,优点缺点等角度,对微动勘探和高密度电法在地表基质分层特征研究中的应用情况展开对比分析,探索其应用成果,深度探究在地表基质分层特征研究中的有效性和可行性。

浅部地层微动勘探关键影响因素探讨

本文简要介绍了微动勘探法的进展和基本原理,以圆形台阵和嵌套式三角形台阵为主介绍了微动勘探的台阵布设方式和工作方法,通过试验研究了台阵中台站的数量、台阵的规模、台阵中拾震器的自然频率及采样时长等几个因素对探测结果的影响,总结了浅部地层微动勘探的关键参数设置原则。

微动勘探方法探测林南仓煤矿岩浆岩侵入体

为了在村庄覆盖、第四系地层厚度较大的测区有效探测井田岩浆岩侵入体,首次采用微动勘探方法探测,利用微动测深获得的S波速度结构,结合实测视S波速度剖面特征,综合分析解释岩浆岩侵入体情况。在林南仓煤矿西四采区实测2条剖面,各测点下方的S波速度结构相似,视S波速度剖面上未见高速异常体穿插煤系地层,分析表明该采区无大规模岩浆岩侵入体。实际应用也证明,微动探测结果与探巷验证情况吻合,微动勘探方法利用岩浆岩与煤层的S波速度差异,能有效探测煤田岩浆岩侵入体。

微动勘探法圆形阵列台站数量和分布方式研究

对于微动勘探法常用的圆形阵列,讨论圆周上不同台站数量和分布方式对实测结果的影响。以10个台站的圆形阵列为例,对场地实测微动数据估算其空间自相关系数;并对比分析不同台站数量和分布方式情况下空间自相关系数的差别。结果表明:当圆周上只有1个台站时,难以得到准确的空间自相关系数;当等间隔分布3个台站时,能得到准确的空间自相关系数;当不等间隔分布3个台站时得到的空间自相关系数会有一定的扰动,且在第一个最小值附近有很大的偏差。结论是圆周上等间隔分布3个台站的圆形阵列最具适用性。

一种高精度微动勘探同步时钟的研究及实现

针对现有微动勘探台阵中各观测仪对数据采集具有高精度同步的要求,提出了一种基于GPS与恒温晶振互补协调工作的高精度时钟方案。该时钟方案的作用是产生数据采集同步脉冲和协调世界时(UTC)信息,通过频移键控(FSK)将信息进行调制和解调。各观测仪对解调后的信息进行相位延时修正,得到数据采集同步脉冲和UTC信息。测试和实验结果表明,UTC信息能够准确的对数据采集进行时间记录,数据采集同步脉冲精度优于200 ns,解决了各观测仪对数据采集高精度同步的要求,大大提升了微动勘探的准确性。

微动勘探方法技术研究及其应用

微动探测技术以其无需人工源、抗干扰能力强、便捷环保等优点,在城镇附近干扰较强、不可破坏的物探环境中优势突出。我们对微动理论及野外工作方法进行了系统的研究,自主编制了高分辨率频率-波数法处理软件,本文介绍了微动勘探技术应用的案例,通过提取频散曲线及视S波速度分层,刻画了地层的速度结构和地热异常特征,证实了微动勘探在地热资源勘查上有着较好的勘探效果,具有一定的方法优势和广泛的应用前景。

微动勘探技术在城市地面沉降检测中的应用研究

城市地面沉降极易导致地面裂缝甚至塌陷,引发安全事故。城市环境中,人文干扰强烈,安全、环保要求高,导致传统物探方法无法在城市中有效开展。微动勘探技术是一种无源、高效、环境友好的物探方法,且能够在城市强干扰环境下对地下地质情况进行探测。选取合肥市谢岗小学作为研究场地,重点探究微动方法在地面沉降原因探测方面的适用性和有效性。根据采集到的微动数据,采用F-K法进行频散曲线提取,再进行反演得到地下横波速度结构,进而了解地下地质情况,最后采取钻探进行验证。研究结果表明:微动勘探技术可以有效地探测出地下不密实土体的位置、规模等信息,从而排除沉降区二次事故的发生。

微动勘探方法在地热勘查中的应用

利用物探方法圈定含水破碎带和热储水层的区域分布,是地热勘查的有效手段。采用微动勘探技术,取得了某地块地热勘查视S波速度剖面,其中低速异常表征的破碎带判定为热储含水构造。结果表明,微动勘探方法对深部低速层的分辨能力较高,对破碎带等低速异常体探测效果良好,能有效圈定含水破碎带区域,有助于提高地热勘查精度,可为地热井位选址提供重要依据。

微动勘探与高密度电法在小尺度老采空区探测中的应用

栾川县赵庄村一带的油页岩老采空区对当地人居环境产生了一定威胁,但其规模小、分布复杂,人员聚居干扰多,探测难度大。为了有效探测该采空区,提出了将微动勘探与高密度电法结合的综合探测方法。通过数据采集与处理获得二维视速度与电阻率剖面,结合实际地质情况,将电阻率剖面上近似层状分布的中等电阻率层推断为油页岩富含层位,将视S波速度剖面上对应该层位处的横向上的低速异常区解释为油页岩采空区。钻探验证结果表明物探解释结果与实际情况基本相符,证明该组合方法可有效探测小尺度老采空区,且抗干扰能力强,施工效率高。

等值反磁通瞬变电磁和微动勘探在浅部岩溶探测中的应用

隐伏岩溶常会导致地面塌陷、水库渗水、坑道涌水等灾害的发生,提前查明岩溶的分布及发育情况对岩溶区的工程设计和施工具有重要的指导意义。地球物理方法是探测岩溶最有力的方法之一,针对山东龙口港储罐区岩溶发育、场地有限以及电磁干扰严重等问题,采用等值反磁通瞬变电磁和微动勘探联合探测的方法,开展了浅部岩溶探测。首先选择等值反磁通瞬变电磁法开展了10 m×5 m网格的扫面工作,获得了场地3D地电模型;然后在反演解释的岩溶发育区上方补充3条微动勘探短剖面,弥补等值反磁通瞬变电磁无法通过中高电阻率异常分辨出填充空气溶洞的不足。结果表明:基岩层的低电阻率异常区同样表现出视S波低速异常,2种不同参数的异常对应良好,推断为岩溶所致;同时,在基岩层中也存在部分视S波低速异常区在电阻率剖面上表现为中高电阻率的情况,后经钻孔验证此类异常为空气填充的岩溶所致。经过2种方法联合推断解释,后期钻孔验证钻遇溶洞的成功率达到了70%,证明了这2种方法联合探测的有效性。研究成果可有效解决在复杂环境条件下探测浅部岩溶的难题,具有良好的推广应用价值。

微动勘探技术在城市地质工作中的应用

城市地质是城市建设的基础,为了更好地建设城市,需要进行城市地质调查弄清城市地质条件。在常规物探手段难以适用于复杂城市环境的情况下,该文结合实例,探讨了一种高效方便、高精度的微动勘探方法。

联合微动勘探与瞬变电磁法的滑坡探测分析

滑坡是工程施工中常见的地质灾害,发生频率高、危害大,严重制约施工进度,威胁施工安全,因此准确地查明滑坡影响范围和滑动面埋深对滑坡治理和路基施工具有重大意义。为了对滑坡体进行准确的刻画和分析,避免单一物探方法的多解性及局限性问题,本文结合了微动勘探和瞬变电磁法,对滑坡体进行探测,通过两种方法的对比分析并结合既有钻孔资料,详细刻画了岩土分界及滑坡体的走向、埋深,为滑坡治理和路基施工提供了有效的物理依据。同时,为了消除微动数据频散分析中线性混叠的影响,突出微动数据中有效信息的能量,首次在滑坡探测中利用波长域扫描的滤波方法消除线性混叠的影响,效果良好。实验证明:瞬变电磁法反映地下介质电磁差异,微动反映地下介质的横波速度差异,两者的联合探测可有效地刻画滑坡体的走向及分布,为滑坡治理和路基施工提供良好的地球物理支持。

微动勘探方法在武汉轨道交通岩溶勘察中的应用

微动勘探方法是一种基于天然源的面波勘探方法,该方法受地形条件干扰小、无破坏性,是一种绿色勘探方法,适合在强电磁干扰的城区开展,在城市轨道交通岩溶探测中得到了广泛应用。以武汉地铁5号线岩溶勘察为例,通过小台阵采集微动数据,运用SPAC法提取频散曲线并反演地下地质体视S波速度,开展单点频散曲线反演分层,多个单点反演成果形成视S波速度断面,成果分析认为,微动勘探十分适合于城区狭窄、强电磁干扰地区地下岩溶探测,地层速度分层,在城市轨道交通探测中可优先选择。

微动勘探技术及其在土木工程中的应用

介绍阵列微动勘探这一新的勘探方法,并结合现场试验数据探讨该方法在土木工程地质调查领域中的应用。在土木工程、地震防灾等领域,地下的横波速度分布是一个重要物性参数,通常是通过钻孔,利用P-S波测井取得。这一方法虽然能获得较精确的速度值,但由于需要钻孔,成本高,费时长,而且对环境有一定的破坏作用。近年来在日本开发了一种新的勘探方法——阵列微动勘探(array microtremor survey),该方法通过布置于一定范围内的数台地震仪同步地记录微动信号,然后以平稳随机过程为理论依据,从微动信号中提取瑞雷面波的频散特性,最后通过对频散曲线反演来推测地下的横波速度分布。通过现场试验数据分析,探讨该方法在土木工程领域的应用可能性。试验结果表明,由微动勘探获得的地下横波速度模型与传统的P-S波测井结果整体上具有很好的一致性,虽然阵列微动勘探的分辨率差一些,但对于较厚的地层,求得的横波速度及界面深度有较高的精度。该方法与传统的利用钻孔的P-S波测井方法相比,施工简单、成本低、费时短、对环境无任何影响,特别适用于人口密集、交通繁忙的市区。如果该方法与钻孔相结合,可以通过少量钻孔快速、准确地把握地下的三维横波速度模型。