综合物探方法在碎屑岩地区找水中的应用——以云南宣威大路边村为例

为探索地球物理方法在碎屑地区找水应用的有效性,文章以云南宣威大路边村为研究对象,选取高密度电阻率法、联合剖面法、音频大地电磁法对碎屑岩层进行找水研究。结果表明:三叠系上统飞仙关组(T1f)碎屑岩富水性中等,含水性较均匀;受地面场地狭窄限制,高密度电法及联合剖面法测线长度有限,探测深度较浅,受碎屑岩电阻率小的影响,其找水应用效果不佳,在可探测的深度范围内较难识别基岩裂隙等找水有效异常,需结合其他物探方法甄别异常;音频大地电磁法找水应用效果相对较好,具有较高的横向分辨率,可有效识别碎屑岩中的断裂破碎带及构造裂隙带,表现为相对低阻异常特征;视电阻率单支测深曲线能有效分辨不同深度的岩土层结构,具有较高的纵向分辨率,对裂隙破碎带有较好指示意义。在地面场地较为狭窄的碎屑岩地区开展找水工作,音频大地电磁法结合视电阻单支测深曲线能取得较好效果,以音频大地电磁法确定碎屑岩地区中的裂隙发育带位置,以视电阻单支测深曲线确定裂隙发育带的深度。

复频电导率探水在煤矿超前预报的试验研究

煤矿中的孔隙、裂隙、断层、破碎带、老空区和承压含水层等岩体含水构造,往往会引发突发状况,对煤矿人员人身安全和开采进度构成威胁。但传统探水技术-瞬变电磁法在掘锚一体机或掘进机的工况下使用受限。针对此类难题,以郭家湾煤矿某些巷道为工程背景,采用复频电导率法对掘进巷道进行超前探测,通过对探水仪器进行防爆隔爆改进,将其整合到掘锚一体机或掘进机上,并简述了复频电导率法的原理、施工方法及成果解释原则。研究结果表明,复频电导率法应用效果良好,探测结果得到开挖验证,为煤矿掘进巷道超前探测提供了一种新的物探手段,在保障煤矿的施工安全和开采进度方面,发挥了重要作用。

复杂地质富水条件下TBM施工隧洞综合超前预报体系实践

【目的】为了准确地对钻爆与TBM联合施工的隧洞进行综合超前预报,【方法】以秘鲁圣加旺Ⅲ水电站引水隧洞工程为依托,基于探构造与探水结合、物探与地质手段结合、预报结果与地质分析结合的超前预报思路,对现有常用超前预报技术进行研究。改进TST与CFC技术在TBM隧道中的观测系统布置方式,使之适应TBM隧道工况,并在实际开挖掘进中检验该综合超前预报体系的准确性。【结果】结果显示,建立的以地质资料为基础、以三维地震波法与CFC超前探水方法为核心、以超前钻探和超前注浆为保障的综合超前预报体系,准确性良好,预报的定性准确率为90.5%,定位准确率为82%。【结论】结果表明,在该体系的指导下,实现了对不良地质体的超前治理,进而有效避免了富水断层破碎带对TBM施工的干扰,保障了TBM高效安全掘进。该综合超前预报体系兼容钻爆法与TBM法施工隧洞,对同时开展两种施工方法的引水隧洞具有借鉴意义。

基于天然电场选频法在山区抗旱找水中的应用研究

文章主要探讨在山区抗旱找水中快速定井问题,结合工程实践,利用天然电场选频法剖面测量、选频法单点测深、音频大地电磁法开展综合探测研究。首先利用天然电场选频法剖面测量获得了低电位异常,结合地质分析确定了岩溶裂隙带的平面位置;然后对剖面70 m处开展选频法单点测深工作,推测了4个含水深度,确定了岩溶裂隙带发育埋深;最后利用音频大地电磁法对剖面70 m处异常进行佐证,探测结果与天然电场选频法一致性较好。经过钻孔验证,各出水段深度与物探推测具有较高的吻合性。综合分析表明天然电场选频法是快精准定井的一种好方法,值得进一步推广研究。

超前探测巷道灾害性含导水构造的双频激电法

针对频率域煤巷超前探测灾害性含导水构造解析数学模型研究不足这一现状,基于空间电位拉氏方程和介质电阻率cole-cole模型,建立了煤巷超前探测灾害性含导水构造双频激电法的解析数学模型。通过模型分析,结果表明:双频激电法具有自动消除探测过程中对高低频电位相同干扰因素的影响,以及巷道空腔对探测结果的影响等优点;提出了利用所建解析数学模型,通过观测的视幅频率(PFE)数据快速确定灾害性含导水地质构造的厚度及其距掘进面的距离的方法。最后通过具体实施算例对所提方法进行了详细论证。

地下水地球物理勘查技术模式

通过对音频大地电磁测深法(EH-4电导率成像系统)和激发极化法的使用条件以及勘查特点的分析研究,结合在保定市顺平县的找水实例,提出了两种方法在组合形式、工作原理以及资料解释等方面勘查地下水的技术模式,并在实际工作中进行验证,取得了令人满意的效果。

西南岩溶山区物探找水效果

在利用地球物理方法探测西南岩溶山区地下水,确定宜井孔位时,正确分析、判断引起物探异常源的性质,选择合理的方法是决定能否获得地下水勘查成功的关键。通过分析在广西隆安县多处西南岩溶山区找水的成功实例,提出了适宜本地区的音频大地电场法、音频大地电磁测深法组合的物探找水模式,并对其勘查效果进行浅析,总结出确定宜井孔位时几点经验。供从事西南岩溶山区找水工作者参考。

双频激电法在新疆戈壁滩找水中的应用

工区位于东准噶尔盆地东缘,气候干燥炎热,降水稀少。区内地表水主要接受大气降水补给,其次是构造裂隙水。然而浅地表水质硬度大,为碱性,不宜饮用。为满足当地工业及生活用水的需求,在该区开展了双频激电法找水工作。在本次工作中,数据采集选择梯度三极激电测深装置,数据处理选用IPInv1.6激电反演软件。最终结合激电测深反演成果、区域水文和地质资料进行综合解译,推断含水构造破碎带一条,设计4个探水孔,总出水量2160吨/天,并且水质较好。因此该方法解决了当地工业和生活用水问题。

花岗岩地区物探找水——以山东临朐地区研究为例

为了研究花岗岩贫水区找水难题,本文在总结花岗岩地区地下水赋存类型的基础上,对不同类型的地下水赋存特征进行了分析,并针对花岗岩地区主要赋水类型——构造裂隙水、风化壳裂隙水,选择以电阻率为观测参数的高密度电法和音频大地电磁测深法进行了探测研究。本文通过分析山东临朐县两个花岗岩地区找水的成功实例,表明该两种方法在花岗岩地区找水工作中能取得较好的探测效果。

综合物探方法在望儿山金矿勘察中的应用

介绍了在地质构造条件复杂的情况下,采用电阻率联合剖面法、电阻率测深法、频率测深法三种物探方法解决莱州望儿山金矿导水构造的规模、位置、分布、容水状态等问题的应用。实例证明,根据测区的实际情况,选择应用多种物探方法,能利用不同的物探资料进行互相验证,从而增加了资料推断解释的准确性和可靠性。

TST与CFC技术在宝林隧洞TBM掘进超前地质预报中的应用

宝林隧洞采用TBM开挖掘进,穿越断裂破碎带,地质构造极其复杂,围岩含水波动大,施工建设风险大。为了确保施工安全,减少并避免地质灾害的发生,采用综合物探法超前预报,结合TST地震波法和CFC电磁波法进行预报,震源采用TD-IS冲击震源。从而,成功地定位了断层及影响带、破碎带、含水带,为隧道施工提供科学的指导信息。

电阻率测深法在煤矿水害探测中的应用

为解决煤矿断层导水和奥灰水的水害问题,以五沟煤矿作为研究对象,通过比较瞬变电磁法、可控源音频大地电磁法、高密度电法和直流电阻率测深法4种物探方法的优缺点,最终选用抗干扰能力强的直流电阻率测深法在该区进行了探测工作。研究结果表明,在地形相对平坦、接地条件好、但存在一定地电干扰的矿区采用直流电阻率测深法能够较好地探测断层的富、导水性和奥陶系灰岩顶界面地层的富、含水性。断层富、导水表现为沿断层带有低电阻率异常条带反映;奥陶系灰岩顶界面地层富、含水表现为低电阻率异常区、带反映。依据各剖面图和平面图上视电阻率变化综合反映这两种水害的表现形式,为煤矿水害探测提供了新思路和技术。

高频大地电磁测深法与双频激电法在水文地质调查中的应用

以在新疆某金矿展开的水文地质调查为例,研究和分析高频大地电磁测深法与双频激电法相结合的方法在受人文干扰较大的矿区内找水的可行性与应用效果。研究和分析结果表明:在人文干扰较大的区域使用双频激电法对高频大地电磁测深法进行补充,可避免因人文干扰对高频大地电磁测深法观测影响而错误推断断层位置,能显著提高断层位置推断的精度;两种方法相结合,能有效地解决在受人文干扰较大的矿区内找水的问题。

双频激电法超前探测含导水构造的布极方案研究

在煤巷超前探测灾害性含、导水构造双频激电法解析的数学模型基础上,分析了双频激电法超前探测灾害性含、导水体时的二极、三极跑极的不同布极方式的优劣。对不同布极方式理论地分析了关键目标参数——含、导水体的侧偏角、厚度及其到掘进断面的距离,以及对fs-R正演曲线影响。理论研究表明:相同条件下二极跑极与三极跑极相比,前者探测效率高,不易丢失反演信息,而后者对关键目标参数的探测分辨率较高。

物探方法在侵入岩地区抗旱找水定井中的应用

侵入岩地区寻找地下水难度大,而在干旱季节找出较为丰富的地下水更难,为快速解决山东遭受严重干旱灾害的沂蒙山人民急需的人、畜用水问题,通过先进的、有效的物探方法及合理的工作布置大大提高了在侵入岩地区抗旱找水定井的速度,且保证了成井率,经所施工钻孔验证物探推断成果符合实际、定井成功率达96%,单井涌水量均大大超出估算水量,为当地找到了较为丰富的地下水资源,解决了群众急需的水源问题,得到了老区人民及当地政府的高度评价.实践证明,在沂蒙山侵入岩地区根据不同物探方法的特点和定井区域难、易程度分别选用CSAMT法和电阻率测深法寻找地下水源既提高了定井速度和成功率,又取得了较好的水文地质效果,值得在类似地区推广应用.实际工作中的具体做法,一是在地面地质调查无法确定钻井目标范围且定井难度较大的地区,利用可控源音频大地电磁法快速、有效的特点,进行扫面工作,推测岩体中的构造破碎带、圈定低阻区范围即岩石破碎、含水地段,确定钻井井位和井深;二是在地面地质调查确定的范围内,采用电阻率测深法,利用单条曲线反映岩石破碎、含水段直观的特点确定含水层与井深.

基于GSM的直饮水机远程网络化控制平台设计

针对直饮水机普遍存在的饮用水水质安全隐患、不易管理等问题,提出了一种基于GSM和Internet的直饮水机远程网络化控制平台的设计方案。分别设计了上位机模块、通信模块和下位机模块,设计了一种网站形式的信息交互平台,实现了可视化和人性化的操作与信息反馈;充分发挥了GSM和Internet网络两种通信手段的优势,通过采用短消息与网络通信相结合的信息传输方式,实现了信息的远程传递;根据双频电导率测定法原理,设计了一种基于CS5460A测量芯片的可集成饮用水水质检测模块,结合下位机各子模块的设计,实现了对直饮水机的水质监测与自动控制功能。研究结果表明,直饮水机远程网络化控制平台可方便地实现对直饮水机的水质监测、预警、实时维护、信息管理和远程控制等功能,确保直饮水机的饮用水水质安全。

基于MATLAB多元非线性特厚煤层导水裂隙带高度预计

为解决特厚煤层待采工作面导水裂隙带运用现有规程条件难以计算的问题,依据导水裂隙带与各主要影响因素之间的关系,结合正交试验法,构建不同影响因素下的工作面组合方案,利用3DEC软件模拟分析各工作面开采后的最大导水裂隙带高度,将其计算结果运用MATLAB软件进行多元非线性回归拟合,得到特厚煤层综放工作面导水裂隙带高度的计算模型。以大平矿已采工作面导水裂隙带高度监测数据为例,研究结果表明:计算模型预计结果与实测结果的最大相对误差为6.47%,最小相对误差为0%,平均误差为2.93%,误差结果较小,计算模型可用于特厚煤层待采工作面导水裂隙带高度的预计。

音频电穿透技术在探查工作面顶板富水性的应用

为查明乌兰木伦煤矿松散含水层下采煤工作面顶板岩层导水构造,采用音频电穿透仪探测工作面顶板岩层的电性变化特征,得到高分辨的音频电穿透视成果图,进而分析采煤工作面顶板岩层导水构造水的分布范围及发育特征。结果表明:12421工作面顶板上覆松散含水层和基岩孔隙裂隙含水层的含水性相对较强;31411工作面顶板受到上覆工作面采空区积水影响较大;对探测结果进行钻探验证,验证结果较为吻合,表明音频电穿透交汇物探法能够较为准确地探测采煤工作面顶板岩层导水构造情况。

浅海水平变化波导下低频声能量传输特性

针对浅海水平变化波导下的低频声能量传输问题,基于有限元方法,在柱坐标系下,以声能流为研究对象,结合具体仿真算例讨论了楔形海底、海底山及海沟三类典型复杂海底地形对声场能量传输特性的影响规律及机理.仿真结果表明,利用有限元方法可以准确计算各类水平变化地形情况下的声场分布.对于楔形上坡海底,海底倾斜角度越大,声能量向海底“泄漏”效应越强,水体层中声能量也相应衰减越快,而楔形下坡海底的影响则正好相反.小型海底山的存在会提高其上方声能量,但同时阻碍其后方声能量的接收.小型海沟对声传播的影响与声波的掠射角相关,仅当海沟水平夹角小于各阶简正波掠射角时才影响声能量的传输.

综合物探技术在河北某县水源地调查中的应用

电法勘探是探测地下水资源的一种重要方法,音频大地电磁测深(AMT)具有探测深度大、分辨率高、轻便高效的优点。为了查明河北省某县水源地范围内控水导水断层破碎带和储水碳酸盐岩的空间展布,并找出富水带的位置。在测区内布置了2条AMT测线及数条电测深测线,通过对采集的数据进行处理及二维反演,获取了地下1 km内的电性分布特征。结合区内的地质、水文及钻探资料,确定了碳酸盐岩含水层的顶板埋深、厚度,并在测区圈定出两条富水带,可作为水源地取水的最佳位置。