电磁法在煤矿水害隐患探测方面的综述

煤矿水害是安全生产的重大隐患,如何精准探测隐蔽致灾体是解决这些隐患的前提。电磁法对低阻体反映灵敏,方法类型多样,适应性强,是探测富水致灾体的有效方法之一。传统的地面电磁方法包括可控源音频大地电磁法和回线源瞬变电磁法,在煤矿隐蔽致灾体探测方面发挥了重要作用。随着新技术的不断发展,近源电磁勘探方法得到了快速发展,包括广域电磁法和短偏移距瞬变电磁法,提高了勘探效率和信噪比,拓宽了观测区域。地空电磁法是新发展起来一种大功率快速勘探方式,具备航空电磁法快速采集和地面电磁法大功率发射两个优势,特别适合于复杂地形条件的煤矿灾害隐患探测。分析了煤矿典型致灾体的形成机理、时空分布及物性特征,其中,隐蔽型导水构造是造成煤矿安全隐患的重要因素,需要重点关注;回顾了各种电磁方法的主要特征、适用性以及在煤矿水害探测中的应用现状,总结了不同方法的技术参数和观测模式等,为相关技术人员从事煤矿灾害隐患探测提供了参考;最后对煤矿电磁法发展进行了展望:广域电磁法和短偏移距瞬变电磁法等近源电磁勘探方法将会在煤矿勘探中进一步扩大应用;三维反演技术和基于深度学习的神经网络反演算法等将是未来电磁法的主要发展方向;地空电磁勘探会快速发展,有取代传统地面电磁法勘探的趋势。

塔里木盆地顺9井区柯坪塔格组下段沉积微相与储层展布

近期在塔里木盆地顺托果勒地区顺9井发现了下志留统柯坪塔格组下段原生油藏。通过岩心、测井和三维地震综合解释认为:柯坪塔格组下段沉积期间,顺托果勒地区经历了半深海-浅海-三角洲沉积过程,油层砂岩属于柯坪塔格组下段上部的由北向南的三角洲河口坝与分流河道沉积。南部附近的塔中隆起虽然距顺9井较近,但并未提供陆源碎屑物质。由于后期构造南抬北降,所以油藏区现今构造属于北倾缓坡背景,其上局部发育低幅度构造。圈闭类型主要为三角洲砂体岩性圈闭,其次为低幅度构造圈闭和岩性构造复合圈闭。有利圈闭区位于三角洲前缘主砂体发育带和局部构造圈闭叠合区。

基于虚拟仪器技术的自然电位测量系统设计

本文详细阐述了基于虚拟仪器技术的自然电位测量系统的软硬件开发的具体过程,针对大地自然电场信号的基本特点和勘探技术的需要,将传统依赖于简易数字万用表单点手工测量的方法更新为计算机程控技术下多通道自然电场时间序列并行测量方法,通过LabWindows／CVI软件开发平台,用户可以通过修改虚拟仪器的软件来改变测量系统的功能和规模。

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区中元古界断陷—坳陷层地层特征

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区二维地震剖面揭示该区古生界之下存在一套断陷—坳陷构造层序。在前人研究的基础上,结合杭锦旗地区和盆地内其他钻井资料和二维地震资料,并对比野外露头测量和分析化验资料,对该断陷—坳陷层序的地层格架、时代、沉积特征和油气地质特征等进行了详细研究,提出了杭锦旗地区油气勘探思路。研究区元古宇地层受近南北向塔木汗正断层和道劳正断层控制,分别在研究区西部和中部形成两个半地堑断陷。断陷层与下伏太古宇呈角度不整合接触,坳陷层与上覆古生界呈角度不整合接触。根据断陷层未变质陆源碎屑岩和构造层序特点推测其时代为中元古代长城纪。断陷层为粗砂岩、细砾岩局部夹浅海泥岩,扇三角洲—滨浅海陆源碎屑沉积,分布局限;坳陷层为杂色砂岩、细砾岩夹褐色泥岩,扇三角洲—混合陆棚沉积,分布广泛,将两个断陷区连成一片。断陷层中发现的天然气可能来自于上古生界煤成气。

等效偏移距在垂直地震剖面中的研究及应用

基于散射理论的等效偏移距方法在地震资料数据处理中具有独特的优势,尤其在速度分析和偏移成像方面。笔者将该理论应用到垂直地震剖面(VSP)数据处理中,研究了基于该理论的VSP数据共散射点道集的形成方法,并试验了VSP共散射点道集在速度分析和成像方面的应用效果。理论模型和实际资料测试结果表明,该方法能方便有效地为VSP提供不受初始速度和地层倾角影响的有效偏移速度,除了能在常规成像方法的成像区域内准确成像外,还能在常规成像方法的盲区外有效成像,在一定程度上扩大了VSP方法的成像范围,具有有较好的研究意义和应用前景。

层次分析法在大庆市地质环境质量评价中的应用

建立适宜的地质环境评价体系,对区域地质环境保护具有重要的理论和现实意义,由于地质环境信息多源性,模糊性、非确定性和随机性等特点,传统分析方法无法对其进行可靠评价。采用层次分析法(AHP)确立权重,进行多指标优选的综合评价,使得复杂的多信息综合分析过程相对便于实现,以大庆市地质环境质量评价为例,建立基于GIS平台的地质环境评价系统,在水环境和土壤环境评价方面实现地质环境监测信息的采集、处理、存储、分析一体化,提高城市环境地质工作的反应速度和应变能力。

塔北地区柯坪塔格组下段储层特征

在顺托果勒地区顺9井的志留系柯坪塔格组下段首次发现了致密砂岩油藏,其孔隙类型及储层致密的原因成为认识该新油藏的重要方面。通过钻井剖面、岩心、铸体薄片、扫描电镜等资料的综合分析,对塔北地区柯坪塔格组下段储层特征进行了研究。结果表明:重点层段柯坪塔格组下段为潮坪—潮控三角洲微相砂岩储层,岩石类型为细粒岩屑砂岩,结构成熟度为中等—较高;整体上属于低孔、特低渗储层,孔隙类型以残余粒间孔为主,其次为粒缘和粒内溶孔,主要为硅质矿物的2次溶蚀作用所形成。强烈压实和胶结作用是孔隙性变差的主要原因;平面上由于北部的托甫台地区未遭受二叠纪热液对原油的沥青化及高岭石向伊/蒙混层转化的作用,所以砂岩物性较好。

隧道瞬变电磁克希霍夫偏移成像与地质灾害探测

隧道绿色施工不仅需要预报工作面前方突水突泥等低阻异常,更需要查明灾害体的地质构造,为灾害预警与防治提供保障。传统的瞬变电磁解释方法仅能够提供单一电阻率信息不能满足隧道地质灾害治理要求。因此,将虚拟波场成像技术引入到瞬变电磁隧道探测技术中,期望实现灾害体电性与结构综合解释。首先,根据波场变换原理将瞬变电磁数据转换到虚拟波场;然后,利用电阻率成像算法计算工作面前方电阻率建立虚拟波场速度模型,利用波动方程克希霍夫积分解进行波场延拓实现瞬变电磁虚拟波场偏移成像;最后,综合电阻率与偏移成像结果对工作面前方地质体进行解释,判断地质灾害体的电性与构造特征。分别采用充水溶洞、充水断层两类常见灾害模型对算法进行验证。充水断层模型电阻率成像结果可以识别工作面前方低阻异常,但是异常分布范围略有增加,且不易判断倾斜角度;而偏移成像结果有效地识别异常的边界位置且对应准确,更易容判断异常倾斜方向。充水溶洞模型电阻率成像结果可识别溶洞的低阻异常与位置,但是异常形态与实际模型略有偏差;偏移成像结果圈定了模型的前后边界且与模型吻合较好。实测数据偏移成像结果有效圈定了低阻异常位置与裂隙形态,预测结果与已知出水孔情况相符。理论模型与实测数据结果表明,虚拟波场克希霍夫偏移成像结果既包含地质灾害体的电阻率分布,又能识别灾害体电性分界面,为地质灾害预警与防治提供了丰富的地质信息。

大庆市环境地质问题及防治对策研究

通过统计、对比等方法,在大庆市环境地质问题调查研究的基础上,分析、归纳了大庆市存在环境地质问题的类型、规模、产生原因、危害程度等;并有针对性地提出了相应的防治对策。

E-E_(x)广域电磁法横向约束反演

针对E-E_(x)广域电磁法反演剖面横向不连续性问题,在原有Occam反演的基础上添加了相邻测点约束项,使得在模型反演过程中不仅仅考虑到了反演模型的纵向光滑性,同时尽可能使横向相邻测点反演剖面具有连续性。当存在测井先验资料时,该约束项可实现对钻井附近测点的纵向约束,其余测点则通过上一测点进行约束,从而改善反演剖面的横向连续性。为了充分利用先验资料及减小剖面反演误差积累,采用测井附近的点或电场值较稳定的测点为剖面分割点,对整条剖面进行分段反演,可减小累积误差。采用一维横向约束反演目标函数,先后通过进退法和黄金分割法求取拉格朗日乘子。一维模型测试结果显示,采用参考点约束的反演收敛速度更快,反演电阻率在中间层更趋近于模型本征电阻率。二维模型测试结果表明:采用横向约束反演得到的剖面电阻率连续性好,电阻率剖面更光滑。基于横向约束的反演对于地层的精细分层和定量解释优于广域视电阻率解释断面。实际数据反演时,可首先对实测数据进行预处理和光滑,计算广域视电阻率,以此作为反演的初始模型,能够快速收敛到真实模型。最后,对山西某处广域电磁法野外实测资料进行了反演,结果表明:一维横向约束反演比广域视电阻率在横向上连续性更好,纵向分层能力强,该结果和实际出水点以及已知采空区吻合较好,与实际地质情况符合,表明该方法能够改善实测资料的反演效果,提高广域电磁法在煤矿水文地质方面的勘探精度。

云南个旧锡铜多金属矿集区稳定同位素特征

云南个旧锡铜多金属矿集区为中国最重要的锡、铜多金属矿集区之一,经过同位素统计分析得出:硫的来源以生物地层沉积硫和海水硫酸盐为主,并可能混入了岩浆硫源;铅的来源复杂,并含有过量的放射性成因铅,明显有上地幔物质参与,且经过了均匀混合,组成稳定;碳来源由海相碳酸盐衍生而来,并主要与碳酸盐溶解作用有关,且可能有部分直接来源于深源碳;氧来源于浅部地壳经部分熔融形成.

考虑关断时间的地面瞬变电磁三维带地形反演

起伏地形和关断时间对地面瞬变电磁响应影响严重,这给传统基于水平地表模型和理论阶跃波形的瞬变电磁数据解释技术带来很大困难.为此,本文开展考虑起伏地形和关断时间的地面瞬变电磁三维反演算法研究.正演采用基于非结构网格和后退欧拉隐式时间离散格式的时间域有限元算法,快速模拟起伏地表模型瞬变电磁响应.反演采用L-BFGS算法,减少每次反演迭代的计算量.针对发射线圈随地表起伏变化的特点,利用基于偶极子离散的场源处理技术模拟发射源的实际形状,采用瞬时电流脉冲技术实现考虑关断时间的地面瞬变电磁三维正演模拟.我们首先将本文开发的三维反演算法应用于理论模型的反演计算中,检验本文算法的可靠性,并分析地形和关断时间对反演结果的影响特征.在此基础上,进一步将本文算法应用于实测数据反演,验证本文算法的实用性.

时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演研究

各向异性介质模型电性结构复杂,如何进行合理的网格剖分成为获得高精度正演结果的关键,为此本文开展时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演算法研究.通过结合非结构时间域有限元算法和自适应网格优化技术,实现各向异性介质条件下三维时间域航空电磁自适应正演.考虑到时间域航空电磁响应随时间的衰减特性,为了综合评价不同时刻的后验误差,本文将时间作为加权因子,调整各个时刻后验误差的相对权重,进而实现对浅部和深部网格的同步优化.通过与一维解析结果进行对比验证了本文算法的可靠性.数值实验结果显示电导率各向异性对自适应网格影响严重,其最大主轴电导率的数值及其分布特征直接决定了网格加密效果.此外,各向异性对时间域航空电磁三分量响应的分布形态和异常幅值也会产生严重影响,利用全域视电阻率极性图,可以很好地识别各向异性主轴方向.

塔里木盆地顺托果勒地区柯坪塔格组下段勘探新发现及其启示

依据钻井及地震资料综合解释,奥陶纪末期由于海平面下降,其顶面遭受侵蚀下切,形成一个大型东西向的侵蚀谷。谷底多处零星分布了一套30m左右的玄武岩、凝灰岩。后期该侵蚀谷被志留系下统柯坪塔格组下段填平补齐。柯坪塔格组下段主要分布在塔中I号断裂带以北和塔北隆起之间,东西向展布,最大厚度约1000m,据其厚度和在古沉积斜坡的超覆特征,可分为北部缓坡带、中央深陷带和南部陡坡带三个古构造单元。柯坪塔格组下段早—中期物源受侵蚀谷充填控制主要来自塔东地区,晚期物源则主要来自塔北地区,I号断裂以南的塔中隆起没有提供物源。柯坪塔格组下段经历了从半深海泥到潮控三角洲的过渡型沉积环境,发育三角洲储层和低幅度构造,形成了良好的油气成藏区域。

电性源短偏移距瞬变电磁地形影响特征分析

电性源短偏移距瞬变电磁法是进行山区矿产资源勘探的一种有效手段,然而地形起伏对观测数据影响严重,给瞬变电磁数据精细化解释带来很大困难。为此,本文基于三维非结构时间域有限元正演模拟方法开展电性源短偏移距瞬变电磁地形影响特征分析。首先利用非结构网格对起伏地形进行精细剖分,结合矢量有限元和后退欧拉离散技术实现复杂地质模型快速正演。然后通过模拟大量典型起伏地表模型,系统分析了三维地形响应的空间分布特征,结果表明地形对电性源短偏移距瞬变电磁响应影响严重,而且影响特征十分复杂。在此基础上,我们进一步分析了复杂地形对地下目标体探测的影响,结果发现复杂地形与地下目标体相互耦合导致无法对地下目标体进行有效分辨,这给地下目标体的准确探测带来了巨大困难。

基于非结构网格三维有限元堤坝隐患时移特征分析

土石堤坝的内部隐患是造成堤坝事故的主要因素,严重威胁到坝体的安全和稳定。由于堤坝隐患会随时间发生形态与尺寸的改变,表现出明显的电性结构变化,因此通过时移电阻率成像方法可以实现对土石堤坝的实时监测,进而达到堤坝隐患快速预警的目的。目前的时移电法堤坝隐患监测技术主要基于一维或二维介质模型,无法准确描述三维堤坝结构的时移电性变化特征,为此,基于高密度直流电阻率法探测理论,利用三维非结构有限元数值模拟正演方法,精细模拟典型堤坝隐患模型直流电场的时移变化特征,分析响应变化规律。数值模拟结果表明,时移监测结果对堤坝隐患变化趋势具有良好的反映,堤坝隐患尺寸、位置和形态的改变能够引起监测异常幅值和位置的规律性变化。本文的研究成果可为堤坝隐患时移监测异常识别和灾害预警提供理论指导。

基于时移高密度电法的堤防隐患探测技术

为实现隐患险情的快速定位、预警,在对堤防隐患探测方法总结的基础上,介绍了时移探测技术的发展历程;从观测方法、数据采集与处理、反演成像、异常评判方法上对时移高密度电法的工作原理进行了阐述;通过构建数字模型对洞穴和渗漏2种常见堤防隐患开展三维正演数值模拟分析,研究了时移高密度电法在堤防隐患探测技术上的有效性;结合堤防工程实例对时移高密度电法动态探测技术开展了方法技术示范验证;针对堤防线路长和隐患具隐蔽性、突变性、持续性及低可探性,从观测系统、反演成像技术角度评估了时移探测技术在隐患险情灾变动态探测中的可能性。结果表明时移高密度电法在堤防隐患探测方面是可行的。

用劣质土生产合格红砖

利用西双版纳分布广,土质差的红壤生产合格的烧结粘土砖,是本文研究的主题.1 开发利用西双版纳红壤的起因;景洪农场第二机砖厂(十一分场主办)始建于1986年,由于建厂时对该厂土壤资源未做充分的物理、化学性质分析以及工业试验,仓促上马,从1987年投产至1989年初,产品质量一直上不去,经试压强度仅达2.26MPa,有的甚至低于1.96MPa(20kgf/cm^2),销路打不开,砖厂濒临倒闭.