高分辨率三维地震勘探采探对比及效果评价分析

结合冀中股份东庞矿生产实际,分析了高分辨率三维地震勘探技术采勘对比效果评价,及其在地质安全保障、采矿设计和构造预测中的必要性和重要性。实践表明,该技术对井田开采新区进行了全面补充勘探,准确控制了主要构造形态,收到了良好的勘探效果,对安全和生产起到了有效指导和保障作用。

漳平矿区吾祠井田采探对比研究

为了加强对漳平煤矿矿区地质条件及其变化规律的认识,对漳平矿区吾祠井田的煤层、构造及储量3个方面进行了采探对比分析。分析结果表明,吾祠井田实际采掘所揭露的地质情况与不同阶段的勘探资料存在较大差异,且存在工程量不足、构造和煤层控制程度低、高级别资源量比例低、地质规律研究不足等问题,提出了今后井田勘查、矿井生产和地质工作的相应建议。

青龙煤矿采探对比及构造分析

通过对青龙井田两次勘查进行采探对比分析,认为存在工程量不足、构造和煤层控制程度低、高级资源量比例低、地质规律研究不足等问题。青龙井田构造以断层为主、褶曲为辅,小断层、小型紧闭褶曲极为发育,断层具有落差大、密度大、延展长度大、相互切割、下盘牵引破坏明显等特点,断层总体以NE向为主,可分为NE向正、逆断层组,NW向正、逆断层组4组。井田F4、F22断层附近及F4断层以南、F22断层东南为构造复杂区,井田深部为构造较复杂区,综合评价井田构造复杂程度为较复杂—复杂类型。目前矿井生产被动局面是由于地质构造复杂、煤层稳定性差和前期勘查程度低造成,通过分析构造和煤层对采区和工作面设计、工作面回采等影响,提出了今后井田勘查、矿井生产和地质工作建议,对贵州煤矿地质工作具有一定的借鉴作用。

通过标贯和静探对蚌埠某变电所液化计算的研究

文章以蚌埠淮上区某变电站的岩土工程勘测为背景,分别采用标准贯入和双桥静力触探测试进行场地液化判别计算,得出标贯法计算的液化指数ILE为静探法的1.77-2.91倍。通过分析静探法在该区域不适用的原因,提出在淮河中游漫滩区域建立新的利用静探测试值进行液化判定的构想,并指出切入点。

室内微型触探对含粘粒粉土的试验研究

本文通过对不同干重度，不同粘粒含量的粉土所进行的室内微型贯入试验，得出室内微型贯入击数随粘粒含量增加而减少；随干重度增加贯入击数增多的变化规律。为今后微型贯入试验的进一步研究和应用提供了依据。

鸡场河煤矿应用采探对比指导矿井生产

鸡场河煤矿经过多次勘查,但井田的地质构造和煤层控制程度仍然不足,导致矿井生产被动。通过采探对比,及时分析地质构造及煤层厚薄变化规律,指导采区设计和矿井生产具有重要意义。

基于静探对软土地层水平受荷桩的研究

p-y曲线法常用于水平受荷桩研究,但因其参数获取不易而制约了发展。而静力触探经研究证明可用于水平承载性状分析。因此本文通过建立p-y曲线法中的敏感参数与静探数据之间的综合对应关系,提出基于静探的p-y曲线法,并对照某近海地区软土地层的水平试桩资料及利用Abaqus进行桩土作用仿真计算,验证了基于静探的p-y曲线法的适用性。本文提供了基于静探的单桩水平受荷桩研究的简便方法,为相关工程提供了参考依据。

重型圆锥动力触探对碎石垫层承载力的应用

着重阐述了超重型圆锥动力触探的试验方法、基本原理、影响因素及试验中应该注意的问题,同时结合工程实践,简谈其在碎石地基检测中的应用,并提出一些建议。

轻便动力触探对人工砂垫层承载力的确定

对轻便动力触探和重型动力触探的测试原理进行分析比较 ,说明二者呈线性相关 ,结合工程实例 。

利用静力触探对东营地区粉土，砂土进行地震液化判别的可行性探讨

本文通过静力触探与标贯试验的相关分析，及静力触探及粉土，砂土埋深，粉土的粘粒含量三因子判别分析，试图用静力探直接对粉土，砂土进行地震液化判别，并阐述了它的可行性。

道路地下空洞探地雷达波场和时频特性

根据城市道路地下介质的分布特征和电性参数设计模型,采用时域有限差分法和广义S变换,对道路地下存在的充气空洞、充水空洞、回填不密实、埋藏金属物状态进行探地雷达正演模拟和时频特征提取。结果表明,地下空洞顶界面的反射波同相轴均呈弧形反射形态,但充气空洞的反射波能量强于充水空洞;地下空洞发育区域的中心频率集中在某个低频区间,其余频率成分分布较均匀;埋藏金属物区域出现两簇高幅值能量团,频率分布较分散;回填不密实区域频率未能显示出较明显的规律。最后,通过工程实测验证了数值模拟的可靠性。

矩形空洞探地雷达成像曲线厚度变化规律研究

由于城市基础建设不断地翻新改造,引发城市地下空洞滋生问题。通过探地雷达扫描技术,对地下矩形空洞整个探测过程进行研究,将探测过程划分为四个阶段,研究了成像曲线厚度变化规律。对探地雷达水平运行时矩形空洞的成像曲线厚度变化规律进行分析,对不同大小下的矩形空洞点测时曲线厚度进行研究,并通过实际探测案例来解释矩形空洞成像曲线厚度变化规律,结果表明探地雷达探测矩形空洞时其成像曲线厚度为先增加后减小的对称曲线,其曲线厚度最大处在图像上为水平弧段两端,位于实际矩形空洞对角线附近;雷达点测时成像曲线厚度随矩形空洞变大而增加,在图像上表现为空洞越大线条越粗。

济阳坳陷成熟探区油气精细勘探理论进展与实践

济阳坳陷作为渤海湾盆地成熟探区之一,经过了60多年勘探开发,为实现油气勘探的持续发展,亟需解决油气资源潜力、勘探方向及成藏规律等理论认识问题。通过对主力生烃层系大量烃源岩样品沉积环境、有机地球化学特征的分析测试及生排烃模拟实验,对比研究了不同类型烃源岩生排烃演化过程及生烃潜力,发现咸化环境烃源岩具有古生产力高、活化能低的特点,建立了陆相湖盆“咸化富烃”生排烃模式,突破了以淡水环境烃源岩为主力油气来源的传统认识;通过分析深层储层成岩演化过程中孔隙度与地层流体酸碱性质变化的关系,指出“早期强胶结、后期强溶蚀”是深层储层形成大量次生溶蚀孔隙的重要原因,解决了高地温背景下深层碎屑岩有效储层成因问题;基于济阳坳陷勘探实践,总结提出了断陷盆地从洼陷带到斜坡带,依次发育岩性、构造-岩性、岩性-构造及构造油气藏的油气藏类型有序分布规律。创新形成了“咸化富烃、酸碱控储、有序成藏”的成熟探区油气精细勘探理论认识,明确了剩余资源潜力,指出了深层的勘探方向,使油气勘探由被动转移转为主动探索;并创新建立了适用于精细勘探阶段的“勘探层单元”划分、优选方法,形成了成熟探区“七步走”的精细勘探评价流程。结合济阳坳陷地质新认识、最新一轮油气资源评价结果,指出今后重点勘探方向及增储领域,为油田的长期效益可持续发展提供了重要保障。

胜利探区油气共/伴生资源综合利用前景

胜利探区发现了多种油气共/伴生资源,部分为关系国防、农业、高科技等行业安全的战略资源,极具开发利用价值。针对目前研究较深入、已经工业化生产的氦气、卤水(钾盐)、铀矿等,分析了其在中国的勘探开发现状、在胜利探区的赋存特征、成矿条件及综合利用前景。研究结果表明:①氦气高异常主要分布在济阳坳陷、柴达木盆地的10余个地区,元古界—新生界的多个层位,具有与常规天然气、非烃气、页岩气等伴生的多种赋存类型。②济阳坳陷、柴达木盆地在古近纪—第四纪均具有发育卤水(钾盐)的古气候、古环境,其中东营凹陷油田水含有丰富的溴、锂、钾等,柴达木盆地的油田水中钾、锂较高,部分地区含量值达工业品位。③铀矿的主要类型为砂岩型,车排子凸起的多口井在白垩系、新近系呈现高异常自然伽马值,为最有利的伴生铀矿远景区;吐哈盆地、柴达木盆地及济阳坳陷的部分胜利探区也具有发育铀矿的铀源、构造、岩相、水文地质等成矿条件,部分井的自然伽马测井数据表现出高异常值。整体上胜利探区油气共/伴生资源具有类型多、分布层位多、异常区域广的特点。若充分利用胜利油田在勘探基础资料、地质基本认识、工程设施等方面的天然优势,尽快系统开展油气共/伴生资源成藏(矿)规律研究、资源潜力评价、提取工艺技术攻关等工作,有望将其发展成为新的业务增长极。

探地雷达在白洋淀湖底地层结构探测中的技术攻关与实践

白洋淀湖底地层调查对于白洋淀生态地质调查、湖底生态清淤及湿地生态保护具有非常重要的现实意义。为系统探明白洋淀湖底地层结构,从区域尺度对湖底地层实现完整刻画,为钻探调查提供精确的靶区数据支撑,创新了探地雷达应用范围,采用船载方式,透过水体开展了湖底地层勘查。剖析白洋淀湖底结构探地雷达勘探技术难点,分析了含底泥和不含底泥2种情形下水上勘探电磁波的传播特征和湖底原生地层的地球物理响应条件,建立了淀水+淤泥层+湖底原生地层的湖底简化结构模型。通过对比国内外主流探地雷达系统不同硬件设备的勘探能力与适应条件,优选出双皮划艇搭载50 MHz低频组合天线的工作模式,结合适用于水下电磁波弱信号提取的数据处理技术,获得了白洋淀湖底15 m深度范围的地层结构数据。结果表明,此种工作模式适用于湖区水深小于5 m的水域,原生地层电磁波整体呈现弱反射特征,湖底15 m深度范围内存在2~3组砂层反射界面。淤泥层会大大削弱湖底原生地层的电磁波反射强度。存在厚砂层的水域,电磁波会形成强反射波组,砂层展布形态刻画清晰,砂层厚度变化在0~3 m之间。本项研究实现了湖底地层结构建模分析、天线勘探模式优选、数据处理过程优化等技术集成。该技术成果为白洋淀淀区地下水与地表水三维地质建模提供了基础依据,为湖底地层钻探勘查提供了靶区支撑,有力推动了白洋淀湿地水-陆一体化探测技术方法体系的构建。

改进YOLOv5的探地雷达常见地下管线识别

针对当前探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)图像识别准确率低,且小目标识别困难等问题,本文将YOLOv5(You Only Look Once)和ConvNeXt网络相结合,提出一种适用于GPR图像的常见地下管线识别网络ConvNeXt-YOLOv5,显著提高了雷达图像中小目标的识别精度.同时,为了解决因地下管线原始信息不足而导致的模型训练精度低的问题,使用实测GPR图像、时域有限差分法(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)与混类增强算法Mixup模拟图像构建数据集.然后,在此数据集上验证了本文所提方法对常见地下管线的识别效果,并用识别后的二维GPR B-scan图像还原出地下管线的三维图像.实验结果表明,对镀锌输水钢管、PVC管、电缆线和含水塑料瓶等常见地下管线进行识别时,ConvNeXt-YOLOv5表现出优良的识别性能.尤其是对PVC管的识别精度提升明显.与YOLOv4、YOLOv5、YOLOv7和Faster R-CNN模型相比,其平均精度均值分别提高了3.83%、2.82%、1.9%和3.72%.同时,三维探地雷达图像更直观的还原了地下管线信息.

不同勘探方法对浅层小断距隐伏断裂探测效果

采用浅层地震勘探、钻孔联合剖面勘探、槽探3种方法联合探测临汾盆地郭家庄断裂的空间位置,并研究其活动特征。结果表明,不同探测方法对断层信息的揭示存在很大差异,浅层地震勘探在探测具有一定断距的断层,同时地层存在一定物性差异的情况下能取得理想的效果,且不同的工作参数探测效果不相同;钻孔联合剖面勘探能提高对小断距断层的分辨率,但受地形及地层主观认别等因素的影响,可能会遗漏断距小、标识层薄的断层;槽探能较好地识别地表断层的微小断距,但受施工深度和施工条件影响。3种方法相结合,可以精确确定断裂的空间位置和活动特征。

堤坝蚁巢综合物探技术研究进展

通过梳理不同时期土石坝蚁巢的类型与规模,阐述了蚁巢的结构特点及成灾模式,总结了蚁巢物探的物性基础;着重介绍了直流电阻率法、探地雷达技术、地震勘探法等在蚁巢探测中的应用现状,从成果维度、探测效率、工作强度、探查精度等视角论述了探测方法的适用条件,指出现有物探技术还不能有效支撑蚁巢的高精度、高效率、立体化探测,并提出了普查-详查-治理-监控的蚁患综合物探服务架构。立足于蚁巢探查技术的客观需要,提出未来蚁巢物探技术应聚焦研制蚁巢发育阶段的1∶1病害物理模拟装置及隐患图谱,研发适应堤坝地形的蚁巢探测装备及正反演算法,构建堤坝蚁害常态化巡查体系及时移电阻率监控系统。

矿井煤岩界面节点式雷达快速动态探测系统及实验研究

煤岩界面识别技术是煤矿智能化开采的关键技术之一。基于高频雷达波探测技术可实现煤岩界面的随采高精度探测,但仍存在矿井超大采高(≥6 m)片帮垮落带来设备的安全风险及采高突变(采高≤2 m)时空间限制设备通过的问题。在前期工作基础上提出了一种矿井煤岩界面节点式雷达快速动态探测系统并进行了煤岩界面探测实验研究,主要内容包括:①阐述矿井节点式雷达观测系统原理,根据矿井工作面实际环境设计煤岩界面识别观测系统方案及雷达传感单元安装方式;②研究并提出节点式采集控制系统和信息交互传输设计方案,实现数据动态采集控制及存储;③针对节点式采集方式及煤岩界面雷达反射回波特征,研究提出了节点探测数据增强处理方法、煤岩界面识别算法,可有效的实现煤岩界面智能识别与追踪、煤层厚度及空间坐标解算。为验证该方法的可行性,采用多个中心频率为1.5 GHz的探地雷达传感单元进行物理模型验证实验,并对节点式数据采集和连续数据采集结果进行了对比分析,实验结果表明:节点式采集方法与连续采集方法均可有效识别出煤岩界面,与连续采集方法相比,本文提出的节点式探测方法可实现数据的快速动态重复性采集,单次采集时长控制在10 s以内,煤层厚度探测结果平均误差为1.07 cm,最大误差为1.47 cm,平均误差百分比为7.64%。本方法为矿井智能化开采中煤岩界面的动态高精度探测提供技术支撑。

往返平飘式探空在CMA-MESO三维变分中的同化及对模式预报的影响

往返平飘式探空通过一次探空气球施放实现“上升段-平飘段-下降段”三段观测,其下降段能实现在06时(世界时,下同)和18时自动垂直加密观测大气,具备提升区域高分辨率快速同化循环预报系统在06时和18时的预报技巧潜力。为了实现往返平飘式探空在区域高分辨率模式中的同化,分析其对预报的影响,初步提出了“选取模式层最接近观测”的垂直稀疏化方法来预处理资料,深入分析了稀疏化对同化效果的影响,论证了资料垂直稀疏化对于同化应用的必要性;在此基础上,开展了为期1个月的批量同化影响试验,着重分析了往返平飘式探空在长江中下游区域的组网观测对CMA-MESO模式预报技巧的影响。稀疏化敏感性试验结果表明,同化不稀疏化的往返平飘式探空相比同化传统业务探空,分析和预报误差显著增加,降水预报评分也显著降低,相反,“选取最接近模式层”数据的垂直稀疏化方案能提高模式的分析和预报技巧,表明往返平飘式探空同化前必须进行垂直稀疏化。批量同化试验结果表明,在冷启动时刻(00时和12时,为常规探空释放时刻),同化往返平飘式探空(上升段)相对同化传统业务探空,分析误差和预报误差变化较小。但在暖启动时刻(03、06、09、15、18、21时,无常规探空释放时刻),增加往返平飘式探空下降段数据,相比控制试验,分析场精度提高了约0.4%。此外,0~12 h累计降水预报的ETS评分变化较小,但12~24 h累计降水预报在0.1、1.0、5.0、10.0、25.0 mm量级降水ETS评分提高了约0.5%,在50.0 mm量级的降水ETS评分提高了约2.3%。总体而言,同化往返平飘式探空对于区域高分辨率快速同化循环预报系统在暖启动时刻的降水预报技巧有正贡献。