煤田綜合地球物理勘探方法

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月報告提綱：1.應用地球物理概述2.煤田地球物理勘探3.煤田火燒區(qū)探測現(xiàn)狀4.總結第2頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）什么叫應用地球物理？應用地球物理學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)構造形態(tài)和礦藏（油氣、煤、金屬與非金屬）分布以及有關工程探測與檢測問題。1應用地球物理概述第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場……1應用地球物理概述第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)及其有關的地質(zhì)構造。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，礦井水防治的研究。建筑物基礎勘探。如高層建筑與大型的廠房、鐵路與地鐵、公路、橋梁、水壩、機場、港口、核電站與涵洞等的基礎研究。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，古代文物風化層厚度的檢測等?；鹕?、地震、滑坡、塌方冒落、放射性等環(huán)境、自然災害的預測預報。（四）地球物理勘探應用——領域1應用地球物理概述第6頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月（五）地球物理勘探應用——前提條件地質(zhì)地球物理特征——應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變化與巖石的類型、大地的深部構造、基底起伏的方法。

解決地質(zhì)問題：劃分大地構造單元、圈定沉積盆地分布范圍、尋找油氣構造、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第11頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月工程實例某礦區(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，勘查含油氣構造、煤田構造，預測成礦遠景區(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，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)律來研究地球結構、地質(zhì)構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）探地雷達法解決地質(zhì)問題：廣泛應用于煤田、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月雷達第22頁，課件共39頁，創(chuàng)作于2023年2月工程實例高密度電法第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，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)構造、煤田盆地，深部構造和區(qū)域地殼構造，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，只能以點代面的在報告中交待火情和火燒區(qū)的大概邊界?？茖W的辦法是用鉆探去證實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異常，煤自燃是一個氧化過程，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，當它處于高溫或燃燒時，使有機質(zhì)發(fā)生化學分解作用，熱分解的結果出現(xiàn)炭青質(zhì)，炭青質(zhì)是一種電的良導體。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，也不會影響被測目標物的溫度分布。紅外測溫的特點是反應速度快，測溫范圍大，可以測量從攝氏負幾十度到千度以上的溫度范圍，但測5Om以深時可能沒有溫度異常。

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)生復雜的化學變化，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月我國應用地球物理發(fā)展趨勢、目標與優(yōu)先領域，可能在以下幾個方面尋求新的突破和升華:1）通過人工源地震、重、磁、電、地熱、放射性探測，建立油氣、礦產(chǎn)資源、環(huán)境污染、災害的動態(tài)模擬、綜合評價和預測的概念性模式。2