煤矿地质学 第13章 煤矿地质信息技术ppt课件.ppt

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1、第十三章煤矿地质信息技术第十三章煤矿地质信息技术第一节地面物探方法第二节矿井物探第三节数学地质第四节遥感地质第一节地面物探方法主要内容：一、高分辨率地震勘探技术二、瞬变电磁法一、高分辨率地震勘探技术（一）反射波法地震勘探地震波是在岩层中传播的弹性波，在传播过程中遇到两种地层界面时就会产生反射波。人工震源反射波被仪器将其传播时间记录下来，再利用地震波传播速度，便可计算出地层界面的埋深。地震地质条件：表层条件：地表附近地质和地貌特点，主要影响地震勘探施工效率、激发与接收条件。深部条件：指地震界面与地质界面对应关系及地质构造复杂程度。（二）二维高分辨率地震勘探是以数字方式记录地

2、震信号，经数字处理获得地震时间剖面，查明煤田小型地质构造异常的技术方法。来自同一界面的反射波在一定范围内具有相对的稳定性，利用反射波相位相同，振幅增强、波形相似的特征、可以解释时间剖面所反映的地质现象。可以解决的主要地质问题：1、查明落差大于等于10m的断层，提供落差小于10m的断点，且平面摆动误差小于50m；2、查明幅度大于或等于10m的的褶曲，主采煤层底板深度误差不大于2%；3、查明第四系厚度；4、探明直径大于30m的陷落柱、无煤带、煤层分叉、合并，为采煤工作面的布置提供可靠的地质资料；5、探明火成岩对煤层影响的范围。实例：兖州隆庆井田经二维地震勘探后，查明了落差大于

3、10m的断层，发现断点206个，新发现断层32条，修正原有断层13条，控制较大的褶曲23个。为采区设计提供了可靠资料，争取了时间、节约了开支（钻探方案总费用856.08万，地震勘探费用155.84万，节约700.24万）。（三）三维高分辨率地震勘探三维地震勘探是把沿线观测的二维地震方法扩展到三维空间（由深度和平面积构成三维空间），并通过面积测量技术获及与地质体相适应的三维数据体。三维地震勘探与二维地震勘探相比具有信息量大、空间归位准确、显示灵活多样等优点，由于采区面积较小，它要求较小的时空采样间隔、高分辨率、高信噪比，高保真度，反射波准确归位，即“三高一准确”处理方法及精

4、细的人机联作解释。三维高分辨率地震勘探可以解决的地质问题：1、查明落差大于或等于5m的断层，提供落差小于5m有断点，平面摆动误差小于30m；2、查明幅度大于等于5m的褶曲，主采煤层底板误差不大于1.5%；3、查明第四层厚度4、探明奥陶系灰岩顶界面及岩溶发育情况，采空区及富水情况；5、探明直径大于20m的陷落柱、无煤带、煤层分叉合并及煤厚变化（误差小于1m）；6、探明火成岩对煤层的影响范围。实例：1997年开滦范各庄七矿进行了三维地震勘探取得以下成果1、探明了主采煤层的赋存状况；2、查明断层26条，其中新发现断层达23条，对另外3条进行了修正；3、确认12煤中无直径大于20

5、m的陷落柱；4、确定高角度大断层FO的位置、落差和产状，并发现该断层已达奥陶系灰岩内部，经瞬变电磁法研究确认其富水性较弱。二、瞬变电磁法瞬变电磁法是一种利用电磁感应原理预测地下矿产的地球物理方法。工作过程：发射、电磁感应、接收。工作原理：高频发射回线中的稳定电流突然被切断后，将产生磁场（一次磁场），该磁场如遇地下良导电矿体、则在其内部产生透应电流（二次电流，或称电流），随之出现二次磁场。它包含了与矿体有关的地质信息，可通过接收回线观测，在数据分析、处理后，能解释地下矿体并提供有关物理参数。可解决的主要地质问题：1、探测矿区地质构造，查明断层位置、褶曲幅度；2、进行水文地质

6、勘探、寻找水资源、研究断层导水性，判断地层及构造间的水力联系；3、进行工程地质勘查，查明基岩埋深，岩溶及空隙空洞情况；4、进行城市地下管线的勘查；5、探测回采工作面冒落带和裂隙缝带的形态和高度。第二节矿井物探主要内容：一、坑道无线电波透视法二、槽波地震法三、地质雷达法四、瑞利波探测法五、磁偶源电磁频率测探法一、坑道无线电波透视法1、方法原理：发射机发射的电磁波在地下岩层中传播时，由于各岩层的电阻率、介电常数不同，对电磁波能量的吸收作用有一定差异，据此可推断地质异常体是否存在。2、特点：①电阻率低的岩矿层对电磁波能量吸收大；②断层界面、岩石断裂面由于反射、折射和散射而造成电

7、磁能量的损耗；③导水断裂带能强烈吸收电磁波。3、应用：①探查矿井隐伏的陷落柱、火成岩侵入体、断层及其它地质构造；②探测工作面煤层厚度变化范围；③探测断层的导水性。二、槽波地震法（一）原理煤层密度小于围岩，地震波在煤层中形成低速槽，这种在煤层中传播的地震波叫槽波，又叫煤层波或导波。利用在煤层中激发、传播并接受槽波的方法来探测采煤工作面上断层及地质异常。在煤层中传播的槽波遇到不同介质的分界面将发生反射和透射，探测槽波的这种变化，可确定分界面的位置、规模。（二）槽波地震法分类1、透射波法在同一煤层的两条巷道中分别激发和接受槽波，根据