物探与钻探相结合在地质勘察中的应用研究

发表时间:2020/1/16   来源:《基层建设》2019年第28期   作者:李艳慧1 黄燕霞2 张洪涛3
[导读] 摘要:近年来,我国的工业化进程有了很大进展,工程建设越来越多。
        中石化地球物理胜利分公司仪修中心  山东省东营市  257086
        摘要:近年来,我国的工业化进程有了很大进展,工程建设越来越多。对于建筑工程的施工而言,需要对施工现场的环境进行勘察,通过现场的勘察,精确的找出现场的相关数据,对于建筑施工方案的制定和计划都有很大的联系。在建筑工程的地质勘察中需要通过不同的方法进行勘察,勘察出来的数据也有所区别。本文对物探方法和钻探方法进行了分析。
        关键词:物探;钻探;结合;工程地质;勘察;应用
        引言
        岩溶学主要研究以碳酸盐岩为主的可溶岩地区的岩溶作用,以及其形成的岩溶地貌、岩溶资源和岩溶环境,是地质学与地理学的交叉学科。
        1物探与钻探技术相结合的实际应用
        1.1直流电阻勘察技术
        直流电阻勘察技术是借助探测勘测设备从观测点进入,逐步深入地下进行勘察,并通过电阻率的变化了解地下岩体情况的一种技术。该技术的应用在一定程度上能够对地下岩体的规模和分布情况进行了解,因此,很多工程勘察中应用了此项技术。近年来,随着科学技术的不断发展,出现了高密度电阻率勘察技术,大大提高了地下物质的勘察效果,尤其是在城市建设中,能够有效勘测浅层地下物质,为城市建设提供信息资料支持。在地下岩层勘察中,该技术能够有效勘测地下垂直范围的岩体或小倾角范围内的岩体,如果倾斜角度变大,会增加电测探的难度,因此,可在了解岩层分布的情况下,利用电测探的方法为中小型工程项目建设提供服务。
        1.2钻探与物探相结合对水害情况进行探测
        随着工程建设规模的扩大,基坑的深度也在不断加深,水害对深基坑的影响越来越重要。因此,为了保证施工质量和施工安全,需要对施工现场的水损害进行调查,以避免出现安全问题。采用物探技术与钻井勘探技术相结合的方法,对深基坑的水损害进行了调查,对工作面的地质构造和水损害状况进行了检测和分析,保证了深基坑的安全施工。
        1.3地震CT布置方案
        地震CT(弹性波CT)法的基本原理为:在第一个孔内利用激发器发射弹性波,到达第二个孔后被检波器接收,之后在波形记录上拾取弹性波在钻孔间的传播时间,获得初至波走时,然后通过求解大型矩阵方程来反演钻孔之间的速度剖面图像,从而获得地下地层结构的速度信息。根据场地内钻孔施作情况,弹性波CT剖面在相邻钻孔之间布设,孔间距不超过30m。本次布设的CT剖面孔间距为15~26m。
        1.4瑞雷波技术
        瑞雷波技术是指在稳定状态或者瞬时状态下,对地下岩体进行观测的一种技术。由于稳定状态时,资金耗费高、设备体积大,在实际地质勘察中的应用受到了一定的限制。在瞬时状态下,该技术对设备要求不高,操作相对简单,且测定效率较高,所以,在地质勘察中得到了广泛的应用。瞬时状态下的瑞雷波技术,测试信号主要来自冲击地震波(垂直作用于地面),在该类波影响的范围内,可有效集中瑞雷波信号,并利用其反射波达到正演和反演的目的。另外,该技术具有较强的兼容性和较高的智能化程度,因此,当深度改变时,该技术依然可以测定实际钻孔深度的岩层情况。经大量实践分析表明,通过对比相关数据,发现钻孔分层位置与频散曲线的之字形拐点的位置相同,因此,进行矿山勘测时,可采用与测量、钻探资料相结合的方式对岩层的走向和钻孔的结构进行清晰的描述。
        1.5钻探与物探相结合对采空区探查
        通过钻井与地球物理勘探相结合的方法,对浅层多层采空区的充填现状进行了准确的研究,为正确评价采空区的稳定性奠定了坚实的基础。

物探与钻井相结合在工程地质勘探中得到了广泛的应用,并取得了很好的效果,对我国工程地质勘探起到了良好的促进作用。通过这两种技术的结合,使工程地质调查数据更加准确,有效。
        2钻探施工
        在60901工作面回风顺槽掘进工作面迎头采用ZYJ-1250液压回转钻机,采用的钻杆直径为42mm,开孔采用65mm钻进进行。在对采用的直流电探测以及瞬变电磁探测结果进行分析基础上,采用钻探钻孔进行验证。结合物探以及钻探结果,在60901工作面回风顺槽以160°方位角掘进时,在掘进面前方60~80m位置处会揭露落差在4~5m的断层,且该断层具有一定的导水性。巷道掘进过断层期间需要实时进行探测,并根据探测结果对掘进方案进行必要的调整,并采取必要的加强支护措施。在掘进揭露断层前,需要提前做好预备水泵等工作,并对掘进面前方是否存在其他的导水的隐伏结构进行超前探测,防治巷道在掘进过程中或者回采面在回采过程中误揭含水构造导致出现采掘工作面出现涌水、顶板冒落等安全事故。
        3提高地质勘察技术水平的相关建议
        (1)培养地质勘察专业人才。在市场经济体制背景下,人才是各个领域发展的重要因素,地质矿产勘察工作亦是如此。因此,要结合地质矿产勘察科研单位和相关院校开展地质勘察专业技能人才的培训工作,从而培养该专业的人才,增加培训人员的知识储备,提高培训人员的专业水平。另外,在实际的地质勘察工作中,如果遇到新问题、新情况,相关工作人员应积极应对,并对此展开讨论和相关内容的培训,从而提高工作人员解决问题的能力,进而满足地质矿产勘察的发展需求。(2)对地质矿产勘察理论和技术进行创新。地质矿产勘察理论在地质矿产勘察工作中发挥着重要的指导作用,是该工作开展的重要基础。在科学技术不断发展的背景下,应充分利用现代网络技术、计算机模拟技术、专业辅助技术等,对地质矿产勘察的理论和技术进行创新,并大胆应用新技术、新方法,从而实现地质矿产勘察理论水平及勘察结果质量的提升。(3)研究机制的创新。为了更好地进行地质矿产勘察开发工作,应构建相关机制、制订相关政策和措施还要对矿产勘察机制进行创新,从而提高地质矿产的开发效率。就矿产勘察机制创新来说,应做到以下几点:①矿产勘察前,应认真研究已有的地质环境和结构,详细了解矿产的成矿时间和地质事件等;②在上述基础上,结合待探测区域的地质坏境,绘制详细的探查信息图,并在图上标注该区域的地质结构构造、矿产资源分布等信息;③对于一些重要的地质构造区域,应进行重点探测,为后续的矿产开发打下坚实的基础。
        结语
        综上所述,随着矿井开采深度的不断增加,煤炭开采时面临不安全因素增多,地质构造复杂程度增加、瓦斯、水、地应力、软岩等都会对给矿井生产带来不利影响。强化对矿井采掘工作面地质勘探,是确保矿井生产安全的重要手段。物探以及钻探是矿井地质勘探常用的技术手段,将物探与钻探相结合,可以避免单一地质勘探手段存在的弊端,提高地质勘探的准确性。
        参考文献
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        [5]李德俊.掘进巷道断层超前钻探施工技术研究与应用[J].山东煤炭科技,2017(09):26-27.
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