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文檔簡介
煤田綜合地球物理勘探方法第1頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月報(bào)告提綱:1.應(yīng)用地球物理概述2.煤田地球物理勘探3.煤田火燒區(qū)探測現(xiàn)狀4.總結(jié)第2頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月(一)什么叫應(yīng)用地球物理?應(yīng)用地球物理學(xué)AppliedGeophysics,也叫地球物理勘探,簡稱物探。定義:用于尋找與勘探有用礦藏和解決某些地質(zhì)問題的地球物理方法。原理:地層、巖礦的物理性質(zhì)(密度、磁導(dǎo)率、電性、彈性、放射性等)存在差異,用儀器觀測由此引起物理(天然和人工)場的變化,通過處理、解釋,研究地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)和礦藏(油氣、煤、金屬與非金屬)分布以及有關(guān)工程探測與檢測問題。1應(yīng)用地球物理概述第3頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月(二)地球物理場定義:一個(gè)可度量的物理量(參數(shù))存在的空間。
在自然界,不同的物理作用產(chǎn)生不同的物理場:在自然與人工建立的電(磁)力作用的空間有電(磁)力場;在重力作用的空間存在有重力場;在地震波與超聲波傳播的空間有波動(dòng)場……1應(yīng)用地球物理概述第4頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月(三)地球物理勘探方法分類1應(yīng)用地球物理概述第5頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月礦產(chǎn)資源的調(diào)查與開發(fā)勘探。如油氣、煤、金屬與非金屬礦產(chǎn)及其有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造。如覆蓋層的厚度、目的層的起伏形態(tài)、斷層、分布范圍、巖性特征、地層層序與盆地發(fā)展歷史等。地下水資源的勘測、評價(jià),礦井水防治的研究。建筑物基礎(chǔ)勘探。如高層建筑與大型的廠房、鐵路與地鐵、公路、橋梁、水壩、機(jī)場、港口、核電站與涵洞等的基礎(chǔ)研究。洞穴、管線調(diào)查與勘測。如巖溶、人防工程、古墓穴、地下管線等的空間位置及滲漏。無損檢測。如高速公路路面、大型混凝土工程質(zhì)量檢測與評估,古代文物風(fēng)化層厚度的檢測等?;鹕健⒌卣?、滑坡、塌方冒落、放射性等環(huán)境、自然災(zāi)害的預(yù)測預(yù)報(bào)。(四)地球物理勘探應(yīng)用——領(lǐng)域1應(yīng)用地球物理概述第6頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月(五)地球物理勘探應(yīng)用——前提條件地質(zhì)地球物理特征——應(yīng)用的前提條件探測的對象與周圍介質(zhì)間存在有較明顯的物性差異;探測的對象必須具有一定的規(guī)模(探測的對象大小相對于埋深),能夠產(chǎn)生在地面上可以觀測的異常場;各種干擾場相對于有效異常場足夠?。⊿/N高),或具有不同的特征,易于識別。1應(yīng)用地球物理概述第7頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月(一)重力勘探重力勘探:在研究區(qū)一系列測站上觀測地球的引力場或其分量,以確定由于密度分布差異引起的有關(guān)變化與巖石的類型、大地的深部構(gòu)造、基底起伏的方法。
解決地質(zhì)問題:劃分大地構(gòu)造單元、圈定沉積盆地分布范圍、尋找油氣構(gòu)造、提取含油氣信息、普查及勘探各種金屬和非金屬礦藏。2煤田地球物理勘探第8頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月第9頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月第10頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月無人區(qū)高精度重力勘探野外試驗(yàn)第11頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月工程實(shí)例某礦區(qū)重力異常第12頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月德州凹陷寧津凸起無棣凸起磁鎮(zhèn)洼陷林樊家洼陷東營凹陷重力異常重力資料反演結(jié)果109.0地震剖面-234.6km第13頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月(二)磁法勘探磁法勘探:通過分析巖礦石的磁性差異,探測和研究天然磁場及人工磁場的變化(磁異常),探查地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)資源。解決地質(zhì)問題:探查磁鐵礦、含磁性礦物的各種金屬礦與非金屬礦,以及不同比例尺地質(zhì)填圖,勘查含油氣構(gòu)造、煤田構(gòu)造,預(yù)測成礦遠(yuǎn)景區(qū)。2煤田地球物理勘探第14頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月磁法勘探儀器野外施工第15頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月工程實(shí)例某莊磁鐵礦Za磁異常平面及綜合剖面圖第16頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月第17頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月第18頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月(三)電法勘探電法勘探:就是以巖石或礦石的電性差異為基礎(chǔ),利用人工或天然產(chǎn)生的直流電場或電磁場在地下的分布規(guī)律來研究地球結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造及找礦的一種物探方法。常用方法:
1)直流電法:電阻率法(電測深法、電剖面法、高密度電阻率法)、自然電場法、充電法
2)不穩(wěn)定場:激發(fā)極化法
3)交流電法、大地電磁測深、頻率電磁測深、瞬變電磁測深、甚低頻法、無線電波透視
4)探地雷達(dá)法解決地質(zhì)問題:廣泛應(yīng)用于煤田、金屬及非金屬、石油、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、文物考古等勘探研究工作中。2煤田地球物理勘探第19頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月可控源音頻大地電磁測深瞬變電磁儀第20頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月第21頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月雷達(dá)第22頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月工程實(shí)例高密度電法第23頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月(四)地震勘探地震勘探:是在地表以人工方法激發(fā)地震波,在向地下傳播時(shí),遇有介質(zhì)性質(zhì)不同的巖層分界面,地震波將發(fā)生反射與折射,在地表或井中用檢波器接收這種地震波。通過對地震波記錄進(jìn)行處理和解釋,可以推斷地下巖層的性質(zhì)和形態(tài)。解決地質(zhì)問題:探查油氣田地質(zhì)構(gòu)造、煤田盆地,深部構(gòu)造和區(qū)域地殼構(gòu)造,水、工、環(huán)境地球物理調(diào)查。很少用于金屬礦勘探。優(yōu)勢:地震勘探在分層的詳細(xì)程度和勘查的精度上,都優(yōu)于其他地球物理勘探方法。地震勘探的深度一般從數(shù)十米到數(shù)十千米。2煤田地球物理勘探Coal3#Q巷道陷落柱第24頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月第25頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月第26頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月第27頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月第28頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月第29頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月第30頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月第31頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月3煤田火燒區(qū)探測現(xiàn)狀第32頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月正確選擇探測方法是能夠有效查清煤層火區(qū)范圍,火燒深度和燃燒狀態(tài)。①地質(zhì)普查方法。這種方法確定火區(qū)范圍與實(shí)際誤差太大。②鉆探方法。確定邊界、火燒狀態(tài)和燃燒深度。由于探火區(qū)鉆孔少,工程量有限,只能以點(diǎn)代面的在報(bào)告中交待火情和火燒區(qū)的大概邊界??茖W(xué)的辦法是用鉆探去證實(shí)其他方法探測煤層火區(qū)工作成果的可靠性。③自然電場法。煤層高溫燃燒區(qū)有明顯的自然電位負(fù)異常,煤自燃是一個(gè)氧化過程,在火區(qū)上能觀測到有氧化還原電場存在。煙煤的電阻比較高,當(dāng)它處于高溫或燃燒時(shí),使有機(jī)質(zhì)發(fā)生化學(xué)分解作用,熱分解的結(jié)果出現(xiàn)炭青質(zhì),炭青質(zhì)是一種電的良導(dǎo)體。因此,在火區(qū)上出現(xiàn)的自燃電場異常值比在煤層正常區(qū)的自然電位異常背景上出現(xiàn)的要高。3煤田火燒區(qū)探測現(xiàn)狀第33頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月測氡法。氡(86Rn)作為一種放射性氣體,其衰變產(chǎn)物為固體粒子,在野外一般將氡氣體作為測量對象,一般地層深部溫度越高氡值越高。采用氡析出正常區(qū)域與異常區(qū)域的異常差值,經(jīng)處理后可確定地下火區(qū)位置和范圍,是探測煤層高溫燃燒區(qū)是比較理想的方法。多適用于礦區(qū)指定范圍定點(diǎn)觀測,定期了解煤層火燒區(qū)的溫度變化。⑤紅外地面測溫法。利用紅外輻射測量物體的溫度不必接觸被測物體,也不會(huì)影響被測目標(biāo)物的溫度分布。紅外測溫的特點(diǎn)是反應(yīng)速度快,測溫范圍大,可以測量從攝氏負(fù)幾十度到千度以上的溫度范圍,但測5Om以深時(shí)可能沒有溫度異常。
⑥磁異常探測法。煤層在自燃過程中,煤層及圍巖中鐵、磷等物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)變化,煤層中的氧化鐵和氫氧化鐵受高溫作用變成磁鐵礦,隨著燃燒后溫度的降低,冷卻后形成燒變巖,產(chǎn)生溫差剩磁,其磁性和圍巖具有明顯的磁性差異。利用磁法勘探正是探測具有明顯磁性差異狀況之說,解決煤層自燃后火燒范圍及深度。3煤田火燒區(qū)探測現(xiàn)狀第34頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月某區(qū)煤層火燒區(qū)一條剖面上的磁異常與自然電位曲線3煤田火燒區(qū)探測現(xiàn)狀第35頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月圖2某區(qū)火區(qū)1號線精測剖面反演結(jié)果3煤田火燒區(qū)探測現(xiàn)狀第36頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月圖3原始磁測平面解釋結(jié)果圈定火燒區(qū)范圍圈定火燒區(qū)范圍第37頁,課件共39頁,創(chuàng)作于2023年2月我國應(yīng)用地球物理發(fā)展趨勢、目標(biāo)與優(yōu)先領(lǐng)域,可能在以下幾個(gè)方面尋求新的突破和升華:1)通過人工源地震、重、磁、電、地?zé)?、放射性探測,建立油氣、礦產(chǎn)資源、環(huán)境污染、災(zāi)害的動(dòng)態(tài)模擬、綜合評價(jià)和預(yù)測的概念性模式。2
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