期刊简介

期刊名称:工程地球物理学报
主管部门:教育部
主办单位:中国地质大学(武汉)
长江设计集团有限公司
主编:何继善
创办时间:2004年 刊期: 双月刊
电话: 027-67883681,027-67883682
E-mail :cjeg@cug.edu.cn, cjeg001@163.com
国内统一刊号(CN):42-1694/TV
国际标准刊号(ISSN):1672-7940
极复杂地震地质条件下富水地质异常体综合探测方法研究
马明;为解决龙王沟煤矿61603工作面内地质异常体探测难题,突破常规三维地震在厚黄土覆盖、采空塌陷及砾石层散射等极复杂地表条件下识别精度不足的限制,本研究采用全数字高密度三维地震与瞬变电磁法相结合的综合勘探方法。通过将观测系统横纵比由0.28提升至0.85,覆盖次数由20次提高至63次,并配合数字检波器高保真信号接收,有效克服了波场畸变,实现了地质异常的高清成像;进而利用瞬变电磁法对三维地震圈定的YC7异常区进行富水性评价。研究查明YC7异常区并非原先认定的陷落柱或破碎带,而是受挠曲带及裂隙系统控制的富水构造带。电阻率断面显示在马家沟组存在明显低阻响应,指示其为主要含水层位。后期定向钻孔、及探放水钻孔验证结果与综合解释结论吻合,为工作面安全回采提供了可靠依据。实践表明:全数字高密度三维地震技术在极复杂地区具有优越的异常识别能力,结合瞬变电磁法的富水敏感性,可有效实现构造形态与富水性的精准探测本技术路线,为类似地质条件下的富水异常区探测提供了可靠借鉴。
基于三维地震格架与槽波修饰的工作面微小构造定量判识
马明;针对酸刺沟煤矿黄土塬复杂地表条件下,地面三维地震对小微构造探测精度不足、难以满足大型智能化综采工作面高精度地质保障需求的问题,提出并应用了“地面三维地震构建格架+井下槽波地震精细修饰”的立体综合探查技术体系。该方法首先利用地面三维地震建立区域宏观构造骨架,进而利用井下槽波地震反射成像技术,对工作面内部进行靶向加密探测;最终采用“槽波定平面位置与延展、三维地震定断层性质与落差”的综合解释策略,对多源数据进行交叉验证与模型修正。研究结果表明,综合解释有效修正了原三维地震的平面位置偏差,将原解释为零散分布的微小断层合并为一条连续的构造带,其实际延展长度由原解释的324 m大幅修正为750 m;结合地震时间剖面动力学特征,实现了对工作面内微小构造落差的定量判识。该技术体系遵循“分级控制、优势互补”原则,有效降低了地球物理反演的多解性,显著提升了地质资料的可靠度与精度,为复杂地质条件下矿井巷道布置及综采工作面的安全高效回采提供了坚实的地质依据。
微动探测技术在煤矿隐蔽致灾因素探测中的应用
郭辉;原文涛;陈楠;岳杰;赵健;为保障煤矿安全、高效开采,查明矿区采空区、断层破碎带等隐蔽致灾因素的空间分布特征至关重要。微动探测技术以其探测高效、不受场地条件限制、探测深度大且分辨率较高等优势,是煤矿隐蔽致灾因素探测的重要手段之一。本文基于某煤矿已知采空区微动探测试验,验证了该方法的准确性,建立了采空区低速异常识别标志;并以阳泉市某煤矿采空区探测和霍州市某煤矿断层破碎带探测为例,分别布设直线型台阵和三重圆台阵进行微动探测。结果表明,微动探测技术对采空区、断层破碎带等反应敏感,能较好地刻画其大小、形态、埋深等特征,与钻探验证结果较吻合,采空区呈现出圈闭状低速异常,而断层破碎带通常为下凹状低速异常;但对部分低速异常的解释存在一定的技术局限性,可结合瞬变电磁法对微动探测结果进行补充验证。微动探测技术对埋深400 m以内隐蔽致灾因素具有较好的探测效果,为矿区灾害治理提供可靠的地球物理依据。
基于大地电磁-微动联合探测的煤矿地下水患识别研究—以湖南沙坪煤矿为例
黄建权;刘中元;羊春华;李波;周杰;徐军伟;针对煤矿地下水患空间定位精度不足的问题,以湖南涟源市沙坪煤矿为研究区,探索大地电磁法与微动勘探联合探测技术在矿山水害识别中的应用效果。采用大地电磁法对中深部含水体电阻率结构进行成像,结合微动勘探精细刻画浅-中部地层横波速度结构,建立"低阻+低速"空间叠合的综合判识准则。大地电磁法识别出测水组含煤地层中3处关键低阻含水构造;微动勘探揭示了5号煤层采空区和断裂破碎带的低速异常特征;两种方法在100~300m深度范围内形成有效探测重叠区,异常响应主要分布于巷道采区上部及四方桥逆断层附近,与矿区渗水现象高度吻合。联合探测技术通过交叉验证,使中深部水患识别准确率提高至85%以上,可为煤矿水害防治提供可靠的地球物理依据。
基于MEMS的地震仪应用于槽波探测的可行性分析
赵朋朋;针对微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)数字检波器在煤矿井下槽波探测领域实践不足的问题,本文开展系列试验以挖掘其应用潜力。研究采用“实验室模拟-地面试验-井下实测”的递进式方案:实验室阶段重点模拟槽波特性及加速度-速度转换过程;地面试验中,将自研MEMS地震仪与传统动圈检波器+数字地震仪进行对比,所有数据统一转换至速度域分析;井下阶段则开展实地数据采集,系统评估信噪比、相关性及反演效果。试验结果表明,MEMS地震仪接收速度信号时展现出显著优势:信噪比平均提升8.0dB,与动圈检波器数据的相关性系数相比,提升了0.48~0.68;二者接收同一信号的频谱中,MEMS信号高出动圈检波器15Hz,且井下反演成像分辨率较动圈检波器提升了10%~15%,在部分复杂地质段的成像效果更优。综上所述,MEMS地震仪在煤矿井下槽波探测中具备良好的可行性,其在信噪比、数据相关性及特定场景成像方面的优势显著,应用前景广阔。
论探地雷达现状与发展
陈义群,肖柏勋探地雷达在水文、工程、环境等领域已得到广泛的应用,且其应用范围还在不断扩大。探地雷达的现状和未来目前是一个备受关注的问题。本文简要回顾了探地雷达技术发展的历史和当前的现状,分析了其研究与应用状况,主要有探地雷达资料处理方法和理论正演计算研究,着重分析了现行单发单收探地雷达存在的一些问题,并提出了相控阵探地雷达的思想,其基本思路是将目前军事上成熟的相控阵技术应用于探地雷达,以此来克服现行雷达存在的不足。文章指出,相控阵探地雷达可能是一种很有发展前景的技术。
Surfer 8.0等值线绘制中的十二种插值方法
陈欢欢;李星;丁文秀;美国GOLDEN软件公司的Surfer软件是一套在Windows操作环境下运行的二维和三维图形绘制软件,可以利用它绘制等值线图、3D立体图、阴影地貌图、矢量图等。目前,该软件的最高版本是Surfer8.0,其中提供了包括克里格法、距离倒数加权法、多元回归等十二种插值方法,可以满足不同应用的插值需求。本文主要介绍了该软件中的十二种插值方法,并以月球表面铀的属性数据为例进行了简要分析。
正余弦变换的数值滤波算法
基于正余弦变换是汉克尔变换的特例 ,运用成熟的快速汉克尔变换理论 ,导出了正余弦变换的数值滤波算法 ,并给出了各 2 5 0个滤波系数。以有解析解的李普希兹积分为例 ,与现有的算法作了试算对比 ,证明该算法的计算精度高 ,值得推广
矿井涌水量预测方法的发展
陈酩知;刘树才;杨国勇;对矿井涌水量的多种预测及计算方法进行分析和总结,将各种方法的应用范围与限制进行综合分析,探讨各方法的改进,进行实用性的评价;确定性数学模型法和不确定性方法相结合的方法将是矿井涌水量预测计算的主要发展方向;提出与一些发展迅速的新技术相结合进行矿井涌水量预测的可能性。
航空磁力梯度张量测量——航空磁测技术的最新进展
张昌达;评介了澳大利亚BHP比利顿矿产勘查公司和矿产发现技术公司的航空矢量磁测,美国地质调查所研制的地面张量磁梯度仪(用磁通门磁力仪),德国耶拿物理学高技术研究所的航空全张量磁力梯度仪系统(用LTS—SQUID),美国橡树岭国家实验室和特瑞斯坦技术公司(Tristan Technologies,Inc.)研究和开发的航空全张量磁力梯度仪系统(用HTS—SQUID),澳大利亚联邦科学工业研究组织(CSIRO)正在研制的航空张量磁梯度仪GETMAG和MAGSAFE(用HTS—SQUID),后者由CSIRO和澳大利亚国防科学与技术组织(DSTO)共同研制。提出了关于研究和开发我国航空磁测技术的建议.
论探地雷达现状与发展
陈义群,肖柏勋探地雷达在水文、工程、环境等领域已得到广泛的应用,且其应用范围还在不断扩大。探地雷达的现状和未来目前是一个备受关注的问题。本文简要回顾了探地雷达技术发展的历史和当前的现状,分析了其研究与应用状况,主要有探地雷达资料处理方法和理论正演计算研究,着重分析了现行单发单收探地雷达存在的一些问题,并提出了相控阵探地雷达的思想,其基本思路是将目前军事上成熟的相控阵技术应用于探地雷达,以此来克服现行雷达存在的不足。文章指出,相控阵探地雷达可能是一种很有发展前景的技术。
模拟退火算法及其改进
蒋龙聪;刘江平;借鉴遗传算法中的非均匀变异思想,用非均匀变异策略对当前模型扰动产生新的模型,对传统的模拟退火算法提出了改进,通过多峰值函数数值优化测试结果表明,该算法在高温的时候能够进行大范围的搜索,随着温度的降低,逐渐缩小解的搜索范围,大大加快了收敛速度,证实了该改进算法的有效性和高效性。
Surfer 8.0等值线绘制中的十二种插值方法
陈欢欢;李星;丁文秀;美国GOLDEN软件公司的Surfer软件是一套在Windows操作环境下运行的二维和三维图形绘制软件,可以利用它绘制等值线图、3D立体图、阴影地貌图、矢量图等。目前,该软件的最高版本是Surfer8.0,其中提供了包括克里格法、距离倒数加权法、多元回归等十二种插值方法,可以满足不同应用的插值需求。本文主要介绍了该软件中的十二种插值方法,并以月球表面铀的属性数据为例进行了简要分析。
几种时频分析方法的比较及应用
董建华;顾汉明;张星;地震信号属于非平稳信号,常规傅立叶变换方法不能刻画任一时刻的频率成分,无法对其进行全面的分析。时频分析方法将一维时域信号变换到二维的时频平面,全面反映地震信号的时频联合特征。本文介绍了短时傅立叶变换、连续小波变换、Wigner-Ville分布、Cohen类分布四种时频分析方法,通过理论合成信号试算,从时间分辨率、频率分辨率,以及对多频率成份信号适应能力等方面阐述了这四种方法的优缺点,进一步分析比较了这四种方法的特点及应用效果。