井间电磁波CT技术在管道工程岩溶探测中的应用

地下水长期作用于灰岩裂隙往往使岩溶或破碎带更加发育,形成地下溶洞,给地下管道工程带来极大的隐患和危险。为了查明地下岩溶的发育情况,根据不同介质对电磁波的吸收（J8）存在差异,运用井间电磁波法层析技术（CT）探测地下目标地质体的结构和形状。通过在广西西气东输管道工程的应用,结果表明井间电磁波CT技术可为西气东输二线管道工程提供可靠精确的地下地质资料,经钻孔验证,效果良好。为管道工程的施工提供了安全保障。     

基于高频大地电磁法对三峡某隧道不良地质体的勘察

拟建隧道地表溶蚀风化严重、节理裂隙较发育,断层、岩溶及其赋水性是该隧道施工的隐患,本文将高频大地电磁法应用于该隧道路肩线所经过的基岩内的岩溶及断裂发育带的勘察,观测频率为0.001~100kHz的天然场源,根据勘察的视电阻率异常区和反演结果,结合工程钻探及地质资料,圈定了隐伏的岩溶和断裂发育带,根据隧道开挖的资料统计,所揭露的溶洞发育带与解释的低阻异常相对应,说明高频大地电磁法是一种勘探深度大、勘探效果好的隧道岩溶裂隙发育带勘探方法,其结果可以指导隧道开挖过程中的地质灾害的预防和处理。     

高密度电法在老山隧道勘察中的应用

应用高密度电阻率法勘察宁淮高速公路南京老山隧道工程，查明了隧道YK5＋280～ZK5＋540段的地层分布和构造特征，并推断出鹰嘴山断层的位置和产状，结合勘察资料证明该断层为高角度逆断层。预测出隧道和断层破碎带相交处为浅部裂隙岩溶含水带中的优良导水带，该处涌水的可能性很大，其推断结果在施工中得到证实。说明高密度电法是进行隧道勘察和构造裂隙岩溶富水带探测的一种可靠手段。     

钻孔电磁波CT技术在深部岩溶勘探中的应用

位于山东境内的某深部铁矿,埋深达300多米,由于地下水的作用和较复杂的地质结构,使得巷道周围岩溶和破碎带发育,严重影响地下采矿安全。为了查明地下溶洞和破碎带的具体位置,利用钻孔电磁波CT技术,采用双孔观测中的定点发射方式,共完成4个钻孔,3个CT剖面,1875对射线的测量。通过分析表明,吸收系数在大于3.4~4.6dB/m的区域为溶洞或者破碎带发育所致。共发现9处异常,与钻孔资料的结果基本一致。     

跨孔电磁波透视法在探测和评价储油罐岩溶病害地基中的应用

由于岩溶地区地质情况的复杂性,在对重要建筑物的基础详勘时,除了采用常规的勘察手段外,还需采用探测精度较高的跨孔电磁波透视技术,以查清岩溶(溶洞、溶槽及裂隙带)的分布特征。本文以广西境内的黎塘分输泵站场的地基勘探为例,介绍了跨孔电磁波透视法在探测和评价储油罐岩溶病害地基中的应用,得到了一些新的信息,为后期的场地评价、确定桩端持力层以及地基加固处理等提供详细、真实、可靠的地质资料。     

岩溶裂隙发育带地震解释方法研究

利用地震属性技术和模式识别方法预测岩溶裂隙发育带的基本原理,利用梧桐庄煤矿一采区的实际地震资料对奥陶系灰岩岩溶裂隙发育带进行预测。预测结果表明,地震属性技术及模式识别方法的综合应用为预测岩裂隙发育带提供了一种有效的方法。     

三维地震多属性融合技术在O2裂隙发育带定量预测中的应用

随着煤矿开采深度不断增加,煤层底板灰岩含水层富水特征及突水危险性预测是煤矿深部智能安全绿色开采亟待解决的问题。本文利用灰色关联性分析与多元回归分析方法,结合三维多种属性融合关键技术,对煤层底板灰岩溶裂隙带进行精准定量预测。由于奥陶系(O)灰岩溶裂隙发育抽象系统包含众多因素,笔者特引入岩石RQD指标用来模拟构建数学模型,并将该数学模型用于定量预测奥陶系灰岩溶裂隙发育带。由淮北矿业集团孙疃煤矿83采区奥陶系灰岩裂溶隙发育带定量预测结果表明,此模型经过数学运算将多种地震属性融合后,构建出奥陶系中统O₂溶裂隙发育带定量表征参量,其拟合度达88.97%,提高了灰岩溶裂隙发育带预测精度,为煤层底板灰岩发育裂隙带的定量预测提供了一种新途径。     

TSP203在灰岩地区隧道施工过程中的应用与探索

TSP203（Tunnel Seismic Prediction）系统是由瑞士Amberg测量技术公司专门为隧道施工阶段超前地质预报而研发的一套设备。通过笔者单位的TSP法隧道超前地质预报工作,发现对隧道施工掌子面前方断层破碎带及其影响带的宽度范围、节理裂隙密集带等不良地质体TSP法能较准确地预报,但是在灰岩地区针对岩溶的准确预报存在一定困难,隧道施工因为在可溶岩地区而引发的各种灾害地质情况也时有发生,对隧道内的施工作业人员及设备构成很大威胁,所以准确预报隧道内掌子面前方的岩溶发育区域迫在眉睫,通过大量的实践和总结,在针对岩溶的准确预报方面笔者积累了部分经验,本文通过TSP在灰岩地区几个不同地质模型上的成功预报案例来详细讲解灰岩地区隧道施工中对岩溶的预报情况及其在长距离预报中的指导意义。     

可控音频电磁法在野三关隧道岩溶及断裂发育带勘察中的应用

将可控音频电磁法(CSAMT)应用于宜(昌)万(州)铁路隧道路肩线所经过的基岩内的岩溶及断裂发育带。采用发射源的偶极距离为2.6km,发射机与接收机之间距离大于9km,所发射的频率为20~213Hz的14个基频以及11个谐频,接收沿测线方向的电场和垂直测线方向的磁场,采用带地形的2D平滑模型稳健的反演迭代算法获得电阻率剖面,结合工程钻探及地质资料,较为准确地推断出了隧道路肩线附近的岩溶、断裂发育带分布。     

高密度电法与跨孔层析成像在岩溶探测中的应用分析

灰岩地区岩溶发育情况直接影响工程建设。为了查明岩溶地区的岩溶发育情况,指导工程设计及施工,在某客运专线特大桥岩溶探测勘察设计阶段中利用高密度电法、跨孔地震层析成像及跨孔电磁波层析成像方法进行岩溶探测。并结合它们各自的原理特点,在普查阶段布置高密度电法,在详勘阶段利用跨孔层析成像技术进行精细探测,最终在岩溶探测中取得了良好的应用效果。结果表明,高密度电法可对工区岩溶发育情况做出整体的评价,但是探测精度有限;而跨孔层析成像技术可对钻孔间的岩溶发育强弱程度和空间分布情况做出更为精细的分析。     

基于定向声波扫描的钻孔围岩结构探测方法

在大型水利水电、能源交通等基础设施的建设中,查明岩体结构中存在的不良地质特征是保证工程顺利建设的重要基础,而常规物探方法很难探测到钻孔围岩结构的精细特征以及异常区域的范围和走向,为此,本文在实验室岩样缺陷检测方法的基础上,提出了一种基于定向声波扫描的钻孔围岩结构探测方法,该方法为了适用于钻孔围岩结构特征探测,采用了定向声波探头、旋转部件以及定位装置相结合的技术方法来实现。首先,根据扫描探测数据建立了环形扫描矩阵,提出了构建环形扫描图的数据处理方法;随后,构建了声波数据和环形扫描矩阵的映射关系,将对应的声波处理数据按照映射关系进行对应匹配,形成了钻孔围岩结构断面图,在叠加深度信息之后实现了钻孔围岩结构的立体图重建;最后,针对钻孔围岩缺陷区域的岩石声速及缺陷位置参数难确定问题,通过利用不同频率声波在岩石中传递的相位特征关系,构建了声速维和距离维二维扫描向量,采用数值分析方法来求解岩石的声速以及异常区域的位置,实现了钻孔围岩的结构特征立体呈现和参数提取,并将该方法应用到了实际工程中,验证了方法的可行性和准确性。     

武汉市轨道交通四号线一期工程洪周段岩溶工程地质评价

依据水文地质调查、工程钻探、孔间电磁波CT和弹性波CT、沿线钻孔地下水位分层观测、岩石化学分析、岩石薄片鉴定等综合勘查成果资料,对武汉市轨道交通四号线一期工程CK17+386～CK17+700段的岩溶工程地质特征进行了综合研究.研究结果表明,研究区内的岩溶分布里程自桩号CK17+386至CK17+506,全长约120m...     

岩溶区特大断面小净距隧道群综合探测成果分析

为保证某岩溶区特大断面小净距隧道群安全施工,采用高密度电阻率法勘探、钻探及声波测试对该隧道群围岩进行了综合探测。高密度电阻率法勘探成果显示测线内覆盖层厚度在0~1.3 m之间,强风化层厚度在4.0~21.0 m之间,基岩表面溶沟溶槽发育,并推测了存在溶洞的位置。声波测试结果显示隧道围岩为可溶岩,岩溶微发育;隧道围岩完整性系数在0.49~0.64之间。现场已施工的37个钻孔中,有2个遇溶洞/裂隙,钻孔遇洞率5%。高密度电阻率法勘探与钻孔及声波测试所得的地下地质体信息吻合。综合物探成果很好地解释了隧道群围岩的地质情况,可以作为岩溶区特大断面小净距隧道群隧道设计、施工的初步依据。     

预应力岩锚内锚头周围应力场的计算方法研究

考虑小孔对应力场的影响在高吨位预应力锚固内锚头设计中具有很重要的意义，利用有关经典解答及叠加原理提出了具有有限深小孔的半无限弹性体在孔底作用有集中荷载时应力场的计算方法，举例说明了小孔对应力场的影响并提出了合理化建议，为高吨位预应力锚固内锚头的设计提供了理论依据。     

跨孔超高密度电法CT在岩溶勘察中的应用

常用电阻率法的空间效应和视电阻率拟断面记录点对应深度方面的不确定性,以及对场地的要求随深度增加而增加,而分辨率却下降等等制约因素,使其工程应用受到限制,尤其是在解决孔与孔之间的电阻率情况更是一筹莫展。本文所推荐的跨孔超高密度电法是根据电场的基本理论和地震CT勘探的原理,提出了利用在平行钻孔中布设电极、然后利用一孔的两个电极供电、其余的电极同时测量的一种电法测量方式;它不仅比较准确地解决了孔与孔之间的电阻率问题,对场地无太大要求且施工较方便;本文通过对清远伦洲大桥18#、19#桥墩内岩溶发育情况进行电阻率的测试,充分证明该技术在解决此类问题的有效性和准确性。     

钻孔摄像测试围岩松动圈的机理与实践

利用全景钻孔数字摄像技术和数字图像处理与分析方法,研制了全景数字钻孔摄像煤矿巷道围岩松动圈测试系统,该系统由硬件和软件2大部分组成,硬件系统包括高压密封摄像定位磁性罗盘以及微型CCD摄像机等,软件系统则包括钻孔图像实时监视与实时处理(如图像无缝拼接、平面图展开、三维钻孔岩芯生成)以及松动圈的分析程序.在松动圈识别关键技术中,提出了用钻孔图像中围岩裂缝的圆形度指标作为判断围岩松动圈标准的新思路.首次将其应用于山东七五煤矿深井围岩松动圈的测试工作,获得了围岩松动圈厚度值在巷道断面不同部位有较大差异的分布规律,并和传统的围岩松动圈超声波测量法比较,误差在3.5%之内,验证了钻孔摄像技术测量松动圈的可靠性,为高应力地下工程围岩松动圈厚度值的测试提供了新的方法.     

测井曲线在潘一矿13-1煤层识别构造煤中的应用

为预测未揭露区煤体结构,根据钻孔测井曲线信息,结合视电阻率电位曲线与伽马伽马曲线对煤层内不同结构分层物性差异所反映的形态特征,通过对煤层内部的各分层之间的比较、煤层与邻近钻孔中同一煤层的比较和煤层与钻孔内的上、下煤层之间进行比较绘制出煤层结构柱状图。又以矿井煤层底板等高线图作为底图绘制构造煤平面分布图,判识煤层内部的构造煤分布。     

Correlation of electromagnetic radiation emitted from coal or rock to supporting resistance

More accurate forecasting of rock burst might be possible from observations of electromagnetic radiation emitted in the mine. We analyzed experimental observations and field data from the Muchengjian coal mine to study the relationship between electromagnetic radiation signal intensity and stress during the fracturing of coal, or rock, and samples under load. The results show that the signal intensity is positively correlated with stress. In addition, we investigated the change in the electromagnetic radiation intensity, the supporting resistance in a real coal mine environment, and the coal or rock stress in the mining area. The data analysis indicates that: 1) electromagnetic radiation intensity can accurately reflect the distribution of stress in the mining area; and, 2) there is a correlation between electromagnetic radiation intensity and supporting resistance. The research has some practical guiding significance for rock burst forecasting and for the prevention of accidents in coal mines.     

涡北煤矿地温分布规律及其影响因素分析

涡北煤矿存在地热异常现象,测温孔地温梯度高达3.33℃/hm。为揭示矿区地温场特征,根据测温孔资料和矿山生产地质资料对主采煤层82煤底板温度与埋藏深度之间关系及地温梯度等值线分布特征进行研究。结果表明：F26,F22断层对地温分布控制作用明显,该区地温异常的原因是深循环地下水上升引起局部地温增高。     

工作面采动应力状态电磁辐射响应规律

通过对梁宝寺煤矿3305采煤工作面与3408掘进工作面电磁辐射监测数据的分析,得到了采掘区域煤岩体内部应力的分布情况和变化规律.划分了采掘工作面高应力危险区域.分析表明,电磁辐射信号可以准确反映煤体内部应力分布情况,并且可以进一步反映工作面前方卸压区与应力集中区的范围.针对高应力危险区域,采用钻屑法与电磁辐射法两种手段进行了监测.并对监测结果进行了分析,结果表明,两种监测手段在反映煤体内部应力集中程度上具有很高的一致性.电磁辐射技术具有监测区域广,连续非接触的优点.而钻屑法则具有在某点处监测精度高的优点.