NUMERICAL SIMULATION FOR MEASURING ATMOSPHERE CARBON POTENTIAL BY ELECTRIC RESISTANCE METHOD

According to computer numerical simulation for measuring atmosphere carbon potential by electric resistance method (hot-wire method) and the experimental data, the paper point out that the measuring result dose not directly reflect the atmosphere carbon potential (Cg) but the average carbon content, and as a result, the change of electric resistance obviously lag to that of the atmosphere carbon potential. In order to correctly control the carbon potential by electric resistance method, the authors bring forward a function which is a better expression for the relationship between the average carbon content of the wire and the atmosphere carbon potential and ensures good carbon potential control.

Electric potential and apparent resistivity in rocks containing non-uniformly distributed cracks

In this paper, the formula of electric field distribution and ground apparent resistivity of high resistance rock medium containing low resistance crack are deduced and simulated. The result shows that interstitial parameters, such as buried depth, scale, strike, and real resistivity, etc, have influence on observation and computing result of apparent resistivity. This study provided a useful foundation for earthquake prediction using apparent resistivity method.

False anomaly recognition with horizontal differential field lines method in high-density electrical technique and its application in Xinlei Quarry,Jiuquan

As an important geophysical tool,high density electrical technique infers the underground geological structures by processing and inverting the apparent resistivity data.Currently,the false anomalies have been frequently occurred in the graph of apparent resistivity pseudo-section or inverted geoelectrical section obtained from high-density electrical technique,and are difficult to remove.In this study,the authors explain the mechanism of the false anomalies and put forward the horizontal differential field method to identify the false anomalies.Based on the analysis of modeling results,this method is applied in the surveying data in Xinlei Quarry of Jiuquan,and the results confirm the effectiveness of the horizontal differential field method.

基于深度学习SSD算法的高密度电法智能解译方法技术研究

高密度电法在探测灰岩区地下溶洞病害体方面得到广泛应用,但高密度电法反演结果依赖于初始模型,存在多解性,地质解译容易受专业人员主观因素影响。为此,本文从具有唯一性的视电阻率数据出发,研究了基于深度学习的SSD(Single Shot Multi-box Detector)目标检测算法的视电阻率异常智能解译方法技术。针对岩溶地质病害,设计了不同填充类型、形状、规模、数量的溶洞电性异常模型,利用Res2dmod软件进行视电阻率正演计算,构建了包含1400个样本的高密度电法视电阻率智能解译学习样本库(样本和标签)。基于TensorFlow框架,建立了基于深度学习SSD算法的高密度电法视电阻率异常智能解译方法技术,使用学习样本库训练网络权值,训练结束后对高密电法温纳装置视电阻率异常进行智能解译,单个视电阻率剖面异常智能解译耗时不到1 s,各类目标(填充型溶洞、未填充型溶洞)平均准确率为90.68%。研究结果表明:基于SSD算法的高密度电法视电阻率异常智能解译技术可显著提高高密度电法视电阻率解译效率,避免专业人员主观因素影响。

物探综合方法在某铅锌矿矿山建设超前预报中的应用探讨

该铅锌矿位于贵州省南部,属于典型的喀斯特地形地貌,矿体埋深500 m以内,围岩主要为灰岩、白云岩。对矿山建设及生产构成威胁的主要因素为断层裂隙、富水区块、不稳定岩体等,本文通过使用音频大地电磁法(AMT)、瞬变电磁法、高密度电法三种物探测量方法进行地表和井巷测量,结合地质钻孔、建设巷道等已知条件,对矿山建设生产提供长期的跟踪和服务工作,总结了从面到线、从线到点的超前预报方法,较好地指导了矿山建设和生产工作,该方法具有一定的推广意义,能够为掌子面开挖、井中灾害预报等提供较为客观的评价依据。

煤矿采空区积水瞬变电磁法探测方法优化

应用矿井瞬变电磁法进行含水异常体的探测效果明显,但容易受到巷道复杂工程地质条件和设备环境的干扰,需要进行针对性优化以提高矿井瞬变电磁法信号采集质量和解释精度。基于“烟圈”扩散理论,阐述了矿井瞬变电磁法探测原理及视电阻率纵向微分解释方法;通过对已知积水采空区进行瞬变电磁法探测试验,分析对比了主要采集参数对瞬变电磁法电场响应特征的影响;结合视电阻率纵向微分解释方法,提出了矿井瞬变电磁法采空区积水探测的数据采集与处理优化方案并对其进行了效果评价。结果表明:线圈与巷道围岩之间距离越近,两者耦合程度越高,且该距离存在合理范围,超出该范围线圈接收到的电压响应值过低,不满足数据对信噪比的要求;增加叠加次数可提高信噪比,并有效压制电压衰减曲线尾支畸变;适用于高家梁煤矿的合理距离范围为0~0.5 m,叠加次数为64次。

担水沟煤矿特厚煤层开采底板导水破坏带深度实测研究

为了研究特厚煤层开采对工作面底板破坏深度的影响,通过在担水沟煤矿9204工作面底板2个观测钻孔,运用直流电法观测分析工作面回采过程中底板岩体视电阻率的变化特征,结合工作面与测点的空间位置关系,得出采动影响下的底板破坏深度,并将其与未考虑煤厚因素影响的统计公式和理论公式的计算值进行比较分析。结果表明,工作面实测底板破坏深度为17.3 m和18.3 m;实测底板最大破坏深度小于统计公式值7.81%~12.90%,大于理论公式值24.81%。探讨其机理认为,相对于工作面斜长、采深等因素,煤厚因素对底板破坏深度影响较低;且工作面底板下17 m赋存有一厚层隔水砂质泥岩,不易产生导水裂缝,降低了底板导水破坏深度。

EH4高频大地电磁法探明地下水埋深的应用

采用EH4高频大地电磁法,通过二维反演处理,确定低阻异常区,进行定量解释,进而根据物探测试剖面确定基岩界面、埋深和地下水水位埋深情况。结果表明,EH4高频大地电磁法能够有效探明地下水埋深情况,结合水文地质、钻孔资料可较大提高解释精度,可为区域地下水环境调查提供理论依据。

电法勘探在抗旱找水工程中的应用

电法勘探是物探技术的一个分支,以不同岩、矿石间的电性差异为基础,通过观测和研究天然电磁场和人工电磁场的空间与时间分布规律进行地质勘查。地下岩石的电阻率受含水率的影响较为明显,因此电法勘探广泛应用于抗旱找水工程。通过实例讲述如何利用电法勘探判断物探异常区、划分潜力含水区,可供工程技术人员参考。

高密度电法在地下水勘探中的应用

地下水在矿区的赋存状况、渗流迁移、酸碱性等方面对岩土性质、工程结构、边坡地层安全稳定具有重要影响,在不破坏和影响地层原有结构的情况下采用高密度电法进行勘探是一种十分可靠的方法。根据工程实例,对高密度电法技术原理及后期的数据处理、推断解释进行梳理;该方法精度较高,施工方便,能快速直观地划分地层结构与圈定地下含水构造。通过高密度电法勘探结果分析布设的2个工程钻孔出水量均满足工程设计要求,为该地区下一步工程开采和地下水使用提供了可靠的地球物理数据支持。

多种地球物理法在磷石膏堆场渗漏探测中的应用研究

为了精确查明磷石膏堆场防渗膜下方渗水原因,找出地下水源渗流通道和方向,采用并行高密度电阻率测深、自然电位、电阻率穿透3种物探方法进行探测对比。结果表明:研究区内的背景电阻率值为36~50Ω·m,将小于背景电阻率的相对封闭低阻区划分为渗漏通道影响范围,研究区外围的低阻渗漏区,并推断了研究区可能存在的渗流通道。通过自然电位的大小确定了研究区内的电位梯度,分析了地下电化学场的方向,并划分了3处低电位汇集区。研究区内电阻率值的分布范围为30~170Ω·m,根据电阻率异常平面分布图和研究区内北低南高、西低东高的地形特征,划分了5个异常区,且电阻率值均小于55Ω·m。自然电位与电阻率穿透的结果在平面位置上具有高度的重合性,也进一步验证了该方法的可行性。综合3种物探结果,并结合现场地形分布情况,确定了堆场下方渗水的原因和地下渗流场的通道及方向。

井地电位法的异常电位边值问题及其等价的变分问题

井地电位法是地下井中供电,并在供电地表观测的一种充电法。该方法在煤气田压裂成像、城市地下空间成像等地下动态导体的监测与成像领域应用广泛。井地电位法一般采用具有较高精度的异常电位有限单元法进行正演数值模拟。本文从电磁场论出发,推导了地下点电流源的总电位和异常电位的边值问题,并针对地下点电流源在无穷远边界上边界条件的解析表达式进行了详细的理论推导和论证;基于变分原理从地下点电流源的边值问题出发,推导、论证并得到了与之等价的变分问题,并结合地下任意线电流源正常电位的解析公式,推导得到地下任意线电流源异常电位的变分问题;基于互易定理验证了对上述结果的正确性。

微动探测方法和高密度电法在地灾调查评价中的综合应用

随着物探技术方法在地质灾害调查评价中应用越来越广泛,对其物探方法的选择即决定了探测效果的好坏。近年来,迅速发展起来的微动探测方法将环境噪声作为信号源,实现了将干扰信号变废为宝,具有抗干扰能力强、施工条件受限少等优势;高密度电法因采样密度高、叠加观测,具有观测精度和分辨率高的特点。本文从实际出发,将微动探测方法和高密度电法综合应用于延安宝塔区地质灾害风险调查评价项目中,工程钻探验证结果显示,该两种方法综合对比研究推断的结果准确可靠,说明了微动探测方法和高密度电法在地灾调查评价中综合应用的可行性和有效性,具有一定的借鉴意义。

高密度电法在公路滑坡勘探中的应用

探讨公路滑坡勘探中的物探应用技术,采用高密度电法对公路滑坡进行勘探,结果表明高密度电法在本次滑坡勘探中所揭示出的覆盖层与钻探所揭示底层基本吻合,达到了勘探目的。说明高密度电法作为物探手段在公路滑坡勘探中是经济且高效的。

地球物理勘查在耐火粘土矿采空区勘查中的应用

为探究高密度电法物探手段在耐火粘土矿采空区勘查中的应用,在研究区进行了物探勘查工作,基本查明研究区30 m深度内的采空区分布及地层岩性、结构等情况。勘查发现,研究区内地层浅部主要为第四系粉土、粉质粘土、砂(砾石)等,厚度较薄,下伏石炭系的粘土岩、砂岩、泥岩及灰岩等,下部为奥陶系的灰岩。共完成高密度电法剖面线12条、20个排列,总计长度2.966 km,物理点1496个,将推断划定的56处采空区位置分别投影至平面图上,做出了物探推断解释采空区范围平面图;发现采空区影响范围较广,尤其是研究区的中部和东北部,影响程度较强,推测研究区采空区范围影响面积合计约为5.4795万m 2。该研究可为研究区采空区及储量核实分析工作提供借鉴。

Electrical Resistivity Sounding for Groundwater Investigation around Enugu Metropolis and the Environs, Southeast Nigeria

This report evaluates the use of electrical method and borehole data to investigate the subsurface to delineate the groundwater potential in Enugu metropolis and the environs, south-eastern Nigeria other than rely only on resistivity method which could lead to interpretation error. Integrating these 2 data sets is key in this study. The study area is located in the Anambra Basin and is underlain by Nkporo/Enugu Shale which is overlain by the Mamu Formation. It is bounded by Latitudes 6°2 0'00"N to 6°30'00"N and Longitudes 7°25'00"E to 7°35'00"E and covers surface area of about 342 m2. Thirty-one vertical electrical soundings (VES) were carried out across the area using the Schlumberger electrode array with current electrode separation from 2 to 500 m to identify the depths and resistivity values of the identified geo-electric layers. Through data analysis using WinResist software, the apparent resistivity, thicknesses and depths and the thicknesses of the aquifers were generated. The resistivity and depths were modelled to generate resistivity map and depth map. The resistivity of the aquiferous zone within the study area varied from 20.55 - 427.8 ohm-m at depths of between 10.7 - 40.05 m. Depth to the water table appears to be shallow at the south western part of the map. The interpreted geo-electric layers show a sequence of lateritic top soil, shale, sand and shale. The frequency distribution of the VES curves generated shows the presence of 3 to 5 layers with HK type as the highest. Also, a 2D model was generated using the correlation of VES to VES data and borehole data to VES data to show the underlying stratigraphy beneath the study area as well as the direction of ground water flow. Result of the VES curve analysis reveals that the sub-surface is underlain by three lithological layers namely: lateritic top soil, shale, sand and shales with NW direction of groundwater flow from the 2D model. Groundwater prospective zones can be seen along NW, SW and central parts of the study area which have low resistivity values.

高密度电法在尾矿库排洪隧道注浆效果检测中的应用

注浆效果的优劣直接影响着施工的质量进而影响着工程项目的整体安全和效能,对注浆效果进行检测具有重要意义。但是由于注浆施工区域特有的隐伏性,注浆效果难以轻易检测或者评价效果不佳无法为施工提供可靠的参考。以头石山尾矿库排洪隧道脱空注浆加固施工为例,分析了高密度电法的工作原理,布置方式及操作流程,介绍了使用高密度电法对一期注浆效果进行检测分析,取得了良好的应用效果。结果表明:高密度电法能快速、有效的在较大范围内对隧道注浆效果进行检测,把关施工质量,为后续施工提供参考。

矿井掘进工作面富水区多点电源高分辨电法探测

为准确探查矿井掘进工作面富水区空间分布,提出了多点电源高分辨电法探测技术。在掘进工作面后方一次布置多道电极观测系统,从掘进工作面向后1/4测线电极依次作为供电点电源电极,采用单极−偶极装置采集数据,得到的视电阻率值视为多点电源电测深数据。利用多点电源电测深成像结果,快速判别掘进工作面是否存在相对富水区,判断富水区是在掘进工作面前方还是后方;将探测范围划分出一系列目标单元,对多点源电测深数据,采用异常目标匹配滤波处理方法,得到探测范围相关度成像结果,其中高相关度值范围准确地反映了掘进工作面前后富水区的分布位置;利用实测多点电源电测深数据拟合一条理论模板曲线,采用比值法校正得到的多点电源测深比值数据能够有效消除巷道空腔及层状地层等因素的影响。在淮南矿业集团潘三矿掘进工作面探测实例表明,多点电源高分辨电法能够准确探查出掘进工作面富水区的位置,有效指导巷道掘进水害防治工作。

利用高密度电法勘探盐边县格萨拉巨型滑坡堆积体

探讨盐边县格萨拉巨型滑坡堆积体的滑动面的位置和形态并分析滑坡稳定性进而为拟建高速公路路线设计提供有效的建议。采用高密度电法作为初步勘察阶段的滑坡勘探手段,建立不同采集装置的滑坡正演模型进行数值分析,初步了解拟勘探滑坡的视电阻率拟断面图并确定采集装置类型,结合地质调查结果,确定主要的反演参数,并根据反演结果修正正演模型进行对比判别。结果表明,研究所用的反演参数效果较好,正演模型修正之后的视电阻率剖面与反演结果相匹配,使反演解译成果能够较好地反映出真实滑动面的位置和形态,且通过钻探得到了验证,计算结果表明该滑坡处于不稳定状态。最终,拟建高速公路的选线设计采纳了研究成果,对该巨型滑坡堆积体采取绕避措施,说明高速公路初步勘察阶段采用高密度电法作为巨型滑坡堆积体滑动面勘察的地球物理勘探手段是经济且高效的。

高密度电法在加萨台隧道出口滑坡勘查中的应用及效果分析

滑坡是一种常见地质灾害,长期以来一直存在并威胁着人们的生命与财产安全,工程建设加剧地质环境的恶化,滑坡灾害时有发生。高密度电法集电测深和电剖面装置于一体,具有观测精度高,数据采集量大,地质信息丰富,生产效率高,以及探测深度较大等特点,在工程地质和水文地质勘查中被广泛应用。将高密度电法技术应用于加萨台隧道出口滑坡勘查中,通过地电成果图和钻探资料获得滑坡体空间发育及分布特征,总结分析滑坡体的性质、厚度及滑动面位置,验证实施高密度电法调查滑坡体的可行性。通过对滑坡区的地层结构、滑床位置及深部地层情况的分析解释,证实高密度电法应用效果良好,为进一步认识滑坡及其勘查治理提供地球物理依据。