基于电火花震源的地震波CT波速影像图去噪

在南京某项目深部采空区采用电火花做为震源进行地震波CT探测时,发现波速影像图上出现诸多假异常,解译成果与实际地质情况不符。鉴于存在的问题,对地震波CT波速图像开展去噪研究,探索到一种使解译的速度值更加接近于实际值一种方法。实践表明,此技术可有效去除地震波CT图像波速影像图上的假异常,提高探测精度。研究成果可为物探专业的地震波CT技术发展提供借鉴。

布桑加水电站坝址探洞地震波CT应用研究

为满足布桑加水电站混凝土双曲拱坝对地质条件的基本要求(即坝基岩体完整均一、强度高、地质构造简单等),需要研究坝址区基础岩体质量状况,并探查岩体内部是否存在地质缺陷,利用坝址区两坝肩已开挖探洞实施洞间岩体地震波CT测试,获得测试区域工程岩体的波速分布规律。依据地震波CT成像波速分布变化特点判定坝址工程岩体结构特征、工程岩体质量以及地质构造、软弱岩带等地质缺陷的空间分布等,揭示了坝址区工程岩体的基本地质条件,取得了良好的应用效果,达到了勘察测试的目的,为大坝工程设计提供了可靠的基础资料。

复杂岩溶地区跨孔地震CT反演成像研究——以贵阳在建地铁3号线为例

本文以贵阳在建地铁3号线为例,详细研究岩溶复杂地区勘察过程中跨孔地震CT技术的应用,揭露研究区岩溶发育特征。通过对不同算法的对比分析表明,相比于CGLS算法,LSQR算法对于低速异常的识别更灵敏和精确,具有更好的收敛性和可靠性。钻探验证表明,采用LSQR算法和弯曲射线追踪法进行地震层析成像反演,跨孔地震CT探测可达米级精度,获得满意的速度图像,能够查明钻孔之间岩溶埋深、规模、延伸等情况,弥补钻探的局限性,说明基于LSQR算法的地震CT技术探测岩溶是切实可行的。

主动地震波CT反演技术预测冲击地压危险的应用分析

为预防冲击地压事故的发生,亭南煤矿基于PASAT-M型CT微震探测系统,采用主动CT反演技术对309工作面未开采区域进行原位探测。根据探测结果,结合冲击危险性评价模型进行工作面冲击危险区域的预测,以指导后续卸压防冲工作。此次探测区内煤岩层总体处于中等冲击危险等级;采用综合考虑地震波波速异常系数和地震波波速梯度系数的冲击危险性评价模型进行预测,结果与现场实际基本一致。主动地震波CT反演技术与冲击危险性评价模型结合,可以有效探测回采区域内潜在冲击危险区,为下一阶段卸压防冲措施提供精准指导。

基于地震波CT探测的冲击地压危险性评价与防治

为了解决工作面回采过程中存在的冲击危险区域的不确定性和煤岩体内部静载荷分布的模糊性,采用地震波CT探测技术,对回采工作面采取静载荷探测和冲击危险性评估,对冲击危险区域进行了重新确定,并制定了有针对性的卸压方案,提高了工作面回采期间的冲击地压防治效果。结果表明,小庄煤矿40302工作面回采期间,发现中等危险区域共9处,弱危险区域14处,其他区域为无冲击危险区域。通过采用地面L型水平井分段压裂技术、煤层大直径卸压钻孔、煤层爆破及顶板预裂爆破技术对冲击危险区域进行卸压,有效降低了工作面回采期间的冲击风险,为工作面安全回采提供了保障。

基于多波勘探的跨孔CT交叉梯度联合反演算法

为了提高城市地下空间探测的准确性和可靠性,通过研究交叉梯度结构约束的联合CT反演方法,针对性地开展了跨孔电磁波CT与跨孔地震波CT的交叉梯度联合反演算法研究。通过试算结构不一致的双异常体模型,证明本算法有效降低了反演的多解性,改善了不同模型的结构一致性。

地铁地下工程中应用地震波CT技术探测孤石的参数选择

目的:地震波CT(计算机辅助层析成像)技术中,采用的不同探测参数(钻孔间距、检波点距、激发点距),对地铁工程中地下孤石探测结果的精确度有直接的影响,需要合理选择探测参数。方法:阐述了地震波CT技术的基本原理,以福州地铁1号线某车站的工程实际为例,在相同的探测条件下采用3种钻孔间距(4.6 m、10.4 m及15.0 m)进行地震波CT探测,并对比分析探测结果。在此基础上,在钻孔间距分别为14.5 m和10.5 m两种工况下,选取了4种检波点距和检波点距的组合方式,对探测结果进行了对比分析。结果及结论:选用较小钻孔间距(取值为4.6 m及10.4 m)时更能精确地反映地下孤石的分布形态及具体分布位置。选用较大钻孔间距(取值为15.0 m)时探测得到的地下孤石分布范围与实际分布情况相比偏大,且形态特征较模糊。与激发点距与检波点距取值较大(二者均取2.0 m)相比,取值较小时(二者均取0.5 m或1.0 m)地下孤石的探测分辨率更高。地震波CT合理的参数取值为:钻孔间距取10.0 m,激发点距和检波点距均取1.0 m。

CT监测技术在巷道底鼓问题中的应用

冲击地压引发底鼓问题持续影响矿井正常开采,底鼓发生的原因有很多,诸如底煤厚度、工作面回采速度、巷道拐角煤应力集中、工作面“见方”、采场支架工作阻力不足等。郭家河煤矿1307工作面回采至停采线附近时,工作面巷道变形明显,以底鼓为主。以1307工作面为研究对象,应用CT监测技术对底鼓发生前后震动波速数据进行反演,研究高速波区域在底鼓发生前后位置的转移,分析底鼓产生的原因,对煤矿冲击地压危险起到了预警作用,为矿井安全高效生产提供了保障。

地震波CT技术在高铁岩溶勘察中的应用

在岩溶发育区域进行高铁地质勘察工作时,为了解决传统的钻探勘察方法周期长、成本投入高等问题,基于跨孔地震波CT成果和钻探成果进行综合分析,得出了可靠的勘察资料。研究表明,(1)将地震波CT技术应用于沪昆高速铁路桥梁工程的桩基勘察中,岩溶结果符合率达到75%以上;(2)采用该方法可以快速揭示岩溶发育区域的地层情况,弥补了钻探勘察周期过长的不足;(3)综合分析地震波CT和钻探勘察成果,认为该墩台处存在较大的古岩溶槽;(4)受被探测岩土体空间赋存条件的限制,后期需要结合钻探成果进行二次或多次复解,以提高解译成果的可靠性。

基于震波CT探测的工作面冲击危险性评价及防治

为了提高工作面冲击地压防治效率,鉴于集中静载荷在冲击启动过程中的基础作用,以陕西某矿为工程背景,采用震波CT对工作面开展集中静载荷原位探测和冲击危险性评价,划分冲击危险区域,制定针对性防治方案。结果表明,煤层强冲击倾向性、开采深度大、上方厚硬顶板以及相邻工作面采空区顶板悬而不垮使工作面冲击危险性升高;工作面探测区域内煤层总体处于中等冲击危险等级,并准确划分了冲击危险区域。采用顶板爆破、煤层帮部及底板大直径钻孔卸压技术,切断力源,转移应力,由原来的“防治全巷道”转变为“防治重点危险区域”,提高冲击地压防治效率,得以保障工作面的安全回采。

基于地震波和电磁波CT联合探测的采掘巷道冲击危险性评价方法

电磁波CT能够探测掘进工作面,但无法探测掘进工作面后方的大面积区域;地震波CT能够探测回采工作面内部,但是探测不了两侧的煤柱,即基于单一CT探测手段的冲击危险性评价方法,在矿井采掘巷道存在评价盲区。针对上述实际问题,建立了一种基于地震波和电磁波CT联合探测的采掘巷道冲击危险性评价方法;将2种现场实测手段电磁波CT和地震波CT2相结合,研究了基于2种CT探测的冲击危险性评价方法的数学表达;以时间和地点为状态变量,以现场动力显现情况及CT探测结果为驱动变量,确定了评价方法的内在逻辑关系及实施流程。通过分析基于地震波和电磁波CT探测的冲击危险性评价的力学基础,建立了冲击危险性评价模型;在2种CT探测的基础上,实现了采掘巷道冲击危险等级的确定及危险区域的划分;将该评价方法进行工程实践表明,通过将2种CT探测方式联合起来,实现了掘进工作面及其后方大面积区域,回采工作面及区段煤柱区的冲击危险性评价,验证了评价方法的有效性。该方法克服了基于单一CT探测手段的评价方法在探测尺度上的局限,几乎覆盖了矿井采掘巷道所有潜在冲击危险区域,为冲击地压治理提供了较为准确的依据,具有较好的应用效果。在时间上,该方法将CT探测与矿井的采掘接续相结合,初步确定探测顺序,并根据实际的动力显现情况和之前CT探测的结果加以调整。从空间来说,覆盖了掘进面、回采工作面和煤柱等矿井采掘巷道几乎所有潜在冲击危险区域,基本保证了无评价盲区。并且,该方法充分发挥了震动波与电磁波CT探测操作过程的便捷性,能够较好的适应井下现场动力显现的突发性。

基于震动波CT技术的冲击危险预测研究

以三河尖煤矿南二采区9煤辅运上山掘进巷道为例,掘进前采用震动波CT技术反演分析了区域波速分布,得出了高应力及高应力梯度对应的冲击危险区域,通过掘进期间矿压显现验证了预测的准确性。采取针对性卸压治理措施后,进一步采用震动波CT反演技术对卸压区域波速分布进行了反演,结果表明,经卸压治理,该区域波速降低,高应力及高应力梯度区得到消除,区域冲击危险得到有效控制,保证了该巷道的安全掘进。

地震波CT在混凝土防渗墙质量检测中的应用

本文给出了一个地震波CT技术检测混凝土防渗墙质量的实例,其检测结果和部分墙体的钻孔取芯、土工试验和注水试验进行了对比,结果表明地震波CT技术在检测混凝土防渗墙质量时快速无损,准确可靠,在防渗墙质量无损检测中有广阔的应用前景。

断层构造在矿井工作面震波CT反演中的特征显现

为获得不同断层构造的CT反演特征,通过实际地质模型探测实验,对断层构造与工作面巷道不同夹角的波速重建图像进行了对比研究.结果表明:当两者之间夹角大于30°时断层构造重建效果显著,构造迹线及其特征明显.同时断层构造反演时受到不同因素的影响,断层本身的性质、观测系统、正反演方法及射线覆盖次数等都是震波CT图像重建的影响因素.

硬岩深孔爆破破坏范围地震波CT测试

硬岩巷道掘进工作效率受岩石硬度影响较大,采用深孔爆破可以对岩层产生不同程度的弱化作用。为了有效评价爆破弱化范围及特征,采用地震波CT测试技术,在不同开挖断面布置CT测试观测系统进行数据采集,利用SIRT反演方法获得断面波速分布结果,进一步划分爆破波速异常范围作为岩石弱化范围。实际应用结果表明,本次测试爆破孔弱化范围在0.4～1.2m,且影响程度沿钻孔自外向内有减小的趋势。该方法测试效果显著,可为爆破技术改进提供有效的技术参数。

应用跨孔地震CT技术检测锚基基础断裂

跨孔地震CT技术是一种实用性较强的高分辨率地震勘探手段,文章叙述了地震CT技术原理及其具体工作方法,并通过锚基基础断裂探测实例与效果,指出跨孔地震CT技术和已知地质资料相结合,将在地质工程等领域具有较好的应用前景。

城际铁路岩溶综合勘察方法研究

灰岩地区岩溶发育情况对城际铁路的施工及安全运营有重要影响,因此针对性进行高精度地质勘察十分重要。为降低复杂城区环境的影响、提高城际铁路岩溶勘察的精度与效率,依托某城际铁路,通过理论与实际探测效果对比,统计分析实际探测溶洞的大小并对比分析200 m长度试验区域跨孔地震CT、钻孔、等值反磁通瞬变电磁法(OCTEM)与微动4种方法的岩溶探测效果,研究不同孔间距对跨孔地震CT的探测效果,跨孔地震CT探测溶洞的分辨率,特定区域跨孔地震CT波速解释原则以及OCTEM、微动在不具备开展跨孔地震CT条件时的勘察效果。研究结果表明,跨孔地震CT工作中15 m孔间距相对30 m孔间距原始数据质量更高,岩溶识别率、分辨率更高,岩溶发育规模、空间位置形态的确定更准确,后期施工注浆及注浆用量的估算更可靠;15 m孔间距跨孔地震CT能够对2 m以上的溶洞进行精准揭示;在特定区域可以根据地震波速大小,将灰岩地区岩溶发育情况定量解释为风化层、溶蚀裂隙、溶洞以及较完整灰岩;在不具备跨孔地震CT工作条件时开展OCTEM和微动进行补充勘察,可以探明较大的溶洞,定性查明灰岩地区岩溶发育的程度。勘察方法具有勘察精度高以及不易受城际铁路沿线环境影响的特点,对城际铁路工程岩溶勘察具有重要意义,可在其他城际铁路岩溶勘察中推广使用。

地震波CT在塑性混凝土防渗墙检测中的应用

针对地下隐蔽工程——塑性混凝土防渗墙的特点,采用电火花作为震源的地震波CT技术对某水利工程塑性混凝土防渗墙的质量进行无损检测,并对部分墙体进行钻孔取芯和注水试验验证.结果表明:地震波CT技术用于防渗墙质量无损检测可直观地反映墙体介质分布的连续性,并可有效地分辨墙体可能存在的质量缺陷,在防渗墙质量无损检测中具有广阔的应用前景.

地震CT反演方法在井下起伏厚煤层中的应用

对于煤层底板起伏较大的综采工作面,常规的二维射线追踪及反演方法会导致矿井地震CT解释结果出现较大偏差。以大同某矿井为例,针对起伏厚煤层,采用精细定位、改进观测系统和三维空间射线追踪的方法进行地震CT反演,以解释该矿井1408工作面的构造煤赋存范围与断层。依据巷道揭露地质特征,1408工作面3个P波低速异常区解释为构造煤发育区及陷落柱,圈定的范围得到矿方验证。

综合物探方法和检测技术在大坝渗漏检测中的应用

伪随机流场法在大坝渗漏检测中应用广泛,也取得了极为突出的效果,但单一使用该方法往往无法精准找到大坝渗漏点和渗漏通道。本文在使用伪随机流场法的基础上,结合水下机器人、钻孔全景图像、地震波CT等多种物探方法和检测技术,以实现对大坝渗漏点和渗漏通道的全面、精准检测。首先,使用伪随机流场法,圈定大坝渗漏的隐患区;其次,对已检测得的大坝水下渗漏区,使用水下机器人搭载设备进行摄影拍照、二维声纳成像、喷墨示踪剂追踪检测,确定水下大坝渗漏点;最后,在地面钻孔开展地震波CT成像和钻孔全景图像,找出大坝发育的结构面、渗漏点。本文方法应用在川西某大坝渗漏检测中,精准找到了大坝渗漏点,确定了大坝存在的多条渗漏通道,在实际应用中取得了良好的效果。该应用成果对同类大坝渗漏检测具有借鉴意义。