综合物探技术在断裂勘察中的应用与研究 Summary：经济的发展，社会的进步推动了我国综合国力的提升，也带动了科学技术的不断完善和创新。城市内断层受到地壳运动、人类工程活动的影响等原因，其原有地表特征被大大改变，从而成为隐伏断层。在以往的断层调查中钻探是最直接的手段，但一方面由于钻探的施工成本较大，施工不便；另一方面在钻探过程中会产生较大的噪音及造成环境的破坏，因此钻探只能作为辅助手段，而无损的地球物理技术可作为主要方法。断层由于其特殊性，在两盘岩体中存在一定的物性差异（密度、速度、磁性、电性），这些物性差异是进行地球物理勘探的基础。电阻率成像法及地震反射波法因在城市环境中具有较高的抗干扰性而被广泛地应用于城市断层追踪定位。基于此，本文主要对综合物探技术在断裂勘察中的应用与研究进行论述，系确认下。Keys：综合物探技术；断裂勘察；应用；研究引言经对矿山地质勘探状况分析发现，该项工作中应用综合物探技术勘探效果较佳，但需要注意的是矿山地质勘探过程中，容易受到多方面因素所影响，故而会暴露出相关勘探问题。针对于此，建议合理使用综合物探技术处理1物探工作原理及测线布置1.1地质雷达原理根据电磁波在有耗介质中的传播特性，发射天线向地下发射高频脉冲电磁波，当其遇到地下不均匀体或界面时会反射一部分电磁波回来，其反射系数主取决于地下介质的介电常数，雷达主机通过对此部分的反射波进行适时接收和处理，达到探测识别地下目标物的目的。1.2钻孔电视原理钻孔电视观察利用仪器探头、深度计数装置将钻孔孔壁的图像、裂隙方位及深度摄录下来，通过地面控制操纵探头的转向及焦距，利用井下高清晰摄像头探头对孔壁进行360°全方位拍摄，记录下钻孔孔壁的全断面随深度变化的图像。通过专用软件对拍摄的孔壁图像进行编辑分析处理，为保证拍摄质量，观察过程中井下电视拍摄速度一般控制在每分钟1.0～1.5m以内。1.3超高密度电法原理超高密度电法工作原理属电阻率的范畴，是一种阵列式勘探思想，野外测量时只需将全部电极置于测点上，通过多芯电缆把所有电极连接至仪器，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集，数据采集方式是分布式的，当将测量结果送入微机后，还可对数据进行处理并给出关于视电阻率等值线图或真电阻率反演剖面等各种图示结果。2综合物探技术在断裂勘察中的应用2.1综合物探技术应用过程综合物探技术在断裂勘察中的应用之一是了解综合物探技术应用过程。1）测线相关注意事项。综合物探技术可采集、设置测线位置相关参数、
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操作，然后对土质参数进行监测，比如：地质硬度、厚度、地质稳定性等参数。与此同时，使用时需重视设备布置结合折射波测点测量系统位置，然后对测量数据、图纸数据作以比较，目的为日后规划及设计方面工作奠定良好基础。2）参数设计相关注意事项。第一，技术人员需结合参数、操作细节，实行参数应用价值拓展，以便满足勘探工作的需要。与此同时，需对参数进行分析、比较，提高相关技术人员的操作意识，按照工作相关要求规范曹组，以便切实提高勘探工作的质量。第二，要求技术人员加强对操作的重视度，准确把握勘探地区水文、湿度、环境等相关参数，进而降低对勘探工作造成的不利影响。2.2矿井瞬变电磁勘探应用综合物探技术在断裂勘察中的应用之二是矿井瞬变电磁勘探应用。同地面磁性源瞬变电磁法类似，矿井瞬变电磁满足麦克斯韦方程组，通过对接收到的“二次场”进行处理分析，定性或半定量解释地层中具有电磁性差异的地质异常体的空间展布和规模，尤其对低阻的矿井水体较为灵敏。与地面瞬变电磁不同的是，矿井瞬变电磁的物理模型属于全空间模型，且巷道空腔无法像屏蔽地震波那样屏蔽电磁波。同时，矿井巷道内往往存在大量锚网、锚杆、运输铁轨、掘进设备以及高电压噪声信号以及多匝线圈的互感。因此矿井瞬变电磁的数据整理、数据处理和资料解释与地面磁性源瞬变电磁法有很大的区别。矿井工作面瞬变电磁勘探通过在巷道中同一点以一定角度对顶板、顺层、底板方向进行测量，获取同一测点观测到的顶板、煤层、底板的电磁场值，再沿着巷道移动，最终获得获取不同点位、不同层位的地电断面。矿井瞬变电磁主要用于探测煤系地层中的富含水区、采空积水区，以及地层中的隐伏含水构造，如含水断层、含水破碎带、含水陷落柱等。2.3遵循一定的解释原则综合物探技术在断裂勘察中的应用之三是遵循一定的解释原则。地下地质模型是1个复杂系统，地下介质中同1种地质体在不同的地球物理异常上的反应不尽相同，其数据采集的干扰源也不尽相同。针对矿井电法和地震等地球物理方法各自的特点及其之间的相互联系，通过运用综合地球物理多参数联合解释技术，将各类物探资料有机结合并有所侧重地运用，充分发挥各种方法的长处，对异常出现的矛盾有1个合理的解释，从而全面认识目标地质体。影响槽波地震勘探的因素很多，如震源激发的能量强弱、煤层与其顶、底板围岩的弹性差异、煤层厚度、煤层内构造和非构造地质破坏情况、裂隙发育程度等。透射波法探测可以判断煤层中地质构造异常的有无，但还无法实现异常性质和类型的识别。无线电波透视具备较好的横向分辨能力，但是由于缺乏纵向约束，因此纵向分辨率并不理想，但是由于其施工成本远低于槽波地震勘探，因此是对槽波地震勘探的补充和验证。瞬变电磁法以介质的电性差异为基础，对低阻体敏感，对于不含水的高阻体地质构造分辨能力较差，具有不同程度的体积效应，容易受到不同频率成分的电磁干扰。由此可见，矿井地震勘探与矿井电磁法对于矿井防治水物探工作是理想“合作伙伴”，前者提供地质构造的空间位置，后者提供构造中流体的属性。两者相互补充，互相验证，利用不同的参数对同一地质目标体进行综合解释，对于提高解释精度，避免地球物理方法多解性具有实质性的意义。2.4数据处理综合物探技术在断裂勘察中的应用之四是数据处理。大地电磁法数据处理首先要进行预处理,包括编辑道头、傅里叶变换——将时间序列数据转化成频率域数据、互功率谱计算等;然后进行数据去噪和静校正;最后进行反演计算和成图。直流电测深法则要确定经验系数,先结合量板法进行解译,再结合钻孔资料对解译成果进行层位标定,最后计算成图。电阻率联合剖面法需要进行剔除坏点和曲线分析,分析曲线类型,根据曲线的交点和变化趋势判断断层的位置和走向。结语总而言之，物探方法作为间接的地质探测方法，地形、电磁等干扰因素较多，多种物探方法相互结合，发挥各类方法的优势，以达到提高探测效果和解析精度的目的。Reference[1]陈长敬,黄理善,罗士信.隐伏断裂勘察中的综合地球物理方法研究[J].工程地球物理学报,2011,8(3):348-353.[2]苗高建.某铁路穿越断裂带的综合地质勘察[J].铁道勘察,2017,43(4):46-50.[3]姚衍桃,詹文欢,刘再峰,等.珠江三角洲的新构造运动及其与三角洲演化的关系[J].华南地震,2008,4(15):29-40.[4]张赓,庹先国,李彬,等.综合地球物理方法在隐伏断层探测中的技术优势[J].金属矿山,2013(1):110-112+128.[5]贺桂有,王永刚.高密度电阻率成像与联合剖面法在输电线路隐伏岩溶探测中的综合应用[J].工程地球物理学报,2019,16(1):53-60. -全文完-
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