综合地球物理勘查技术应用

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1、综合地球物理勘查技术的应用探讨综合地球物理勘查技术的应用探讨摘要：随着经济的迅猛腾飞，大规模的工程建设如城市改造、规模扩大，公路、桥梁等建筑物的建设在飞速发展，煤矿采空区对其路基、地基的稳定性带来了很大的危害。迫切需要高精度、高时效的勘探方法，查明采空区的分布范围、埋藏深度、巷道走向、宽度和高度等地质情况，为工程设计提供较准确的基础资料。本文结合采空区勘查的实例探讨了综合地球物理勘查技术的应用。关键词：地震法；瞬变电磁法；密度；采集一、采空区地震勘探原理和瞬变电磁勘查原理1.采空区地震勘探原理地震勘探所依据的是地质体的弹性波，不同密度的地质体有不同的弹性，

2、会产生不同的弹性波；以人工激发的弹性波在地壳中传播，当遇到不同密度的分界面时，其路径、振动幅度和波形将随所通过介质的弹性性质和几何形态的不同而变化，当地下存在采空区等不均匀的地质体时，就会影响波的旅行时间和速度，使同相轴发生畸变异常，煤矿采空区及采空塌陷区所表现出的地震波场特征有：1）同相轴连续性较差;2）同相轴形成下凹及上凸；特征;3）反射波能量强弱变化大。分析此异常在曲线的相应位置，即可确定采空区的范围、埋深及形态。2．采空区瞬变电磁勘查原理瞬变电磁法是以地壳中岩（矿）石的导电性与导磁性的导电性与导磁性差异为基础，根据电磁感应原理观测和研究人工脉冲电流

3、场源激励大地而产生的瞬变电磁场的空间与时间分布规律来解决各种地质问题的一支时间域电磁法。其实质是利用地面铺设不接地的发送回线向地下发送一次场，在一次场的间歇期间，用电探头（感应式线圈）测量地下介质产生的瞬变电磁场（二次场）随时间变化的电流归一化电压值（v（t）/i）。该瞬变值是与地下地质体的几何参数及电性参数有关，因此由瞬变场的时间特征可以判断被探测的地质体的现模及导电性。二、资料采集与处理技术1资料采集1.1地震地震波在不同的密度层其传播方式（速度，方向）有区别，如空气，水，岩层。地振波在水平层状介质中的传播路径是折线而不是直线，经验表明，沉积岩中波速与

4、岩石密度有密切关系，从公式vp=可看出（1）又根据大量的资料，对某些石灰石和砂页岩来说地震波在其中传播的速度与密度可近似表示为v=6-11v2=km/s：8g/cm3（2）通过岩石密度特性研究，在对大量数据分析整理的基础上砂岩、泥岩、石灰岩、白云岩等岩性，又可总结归纳得出如下表示式：=0.31×v1/4v：m/s:g/cm3此分式对岩盐和硬石膏不适。这步经验公式具体地反映了速度与密度之间的关系，为参数之间的换算提供了方便。例如:在计算人工全盛地震记录时，如果已知v，但没有密度参数，这时可利用这步公式进行换算。而在油、气、水等流体中地震波的传播速度比岩矿的速

5、度低，所以当岩石空隙中充满着油、气、水时岩石中波的传播速度就会降低。在砂泥岩剖面中，由于空隙中充填的介质不同，而形成明显的速度就分界面在砂碉中、油、气、水之间以及油、气、水及底围岩之间均能形成良好的物性界面。且这些界面的反射参数比一般岩性界面的反射参数大得多，因而含油砂岩，特别是含气砂岩在地震剖面上将亮点形式出现。由于煤层采空后，上覆地层可能塌陷或不塌陷，正常情况下，地层塌陷所造成的波场异常要大于或多于未塌陷时的情况，但由于采空层的纵横向尺度相对较小，一般井巷式开采宽高尺度不超过10m，房柱式开采宽高尺度不超过30×10m，因此影响带范围相对有限；此外，由

6、于采空区勘查的区域往往是矿区、居民区或工程建设场地，环境干扰因素相对较大。为获得信噪比和分辨率较高的野外采集资料，在资料采集过程中应根据现场地震地质条件、地表环境等因素，选择最佳观测系统参数以及激发与接收参数等。1.2瞬变电磁电磁波在不同的密度层其传播方式（速度，方向）有区别，如空气，水，岩层，加以举例说明。电磁波在各种介质中的传播速度可由v=c/n来计算，其中c是真空中的光速，n是介质的折射率。[电磁波在真空中以3.00×10-8m/s（光速c）传播,在有媒介的地方小于3.00×10-8m/s，因为，能量在媒介中传播时包括波能被媒介原子的吸收和重新发射。

7、这就使电磁波的传播受到延缓，延缓时间取决于介质的光学密度。根据煤层采空区的结构及影响变化特征，影响瞬变电磁法资料采集质量的因素除仪器性能和环境因素外，主要有采集装置和参数。2资料处理2.1地震资料处理根据煤层采空区地层变化特征及可能存在的波场异常特征，资料处理的主要任务是正常煤系地层和采空区域地层的准确成像，并保持正常煤层和采空层的波场特征。因此，按常规处理思路进行资料处理是不够的，实际中，主要考虑采用下述技术：(1)地表一致性处理技术分析认为，地表变化不仅会对记录产生时移，而且还会使地震反射波的振幅、频率和相位发生变化。故必须对地表的滤波作用进行反滤波，

8、在振幅、频率和相位等方面进行多方位的补偿。(2)静校正技术在地表条