岩层检测方法

Ⅰ 端承桩岩层分界谁检验

验孔的步骤；1、施工单位首先确认自己已经根据施工图及勘察报告开挖，且达到了设计要求。报监理验孔（提交验孔申请表）。
2、监理工程师 应该根据施工图及勘察报告检查是否达到持力层（即否达到施工图要求的持力层：比如是中风化或者强风化岩层及图纸要求的嵌岩深度），如果认为已经达到了设计要求。报甲方（业主）可以通知地勘和设计单位来验孔。
3、地勘和设计单位来验孔，认为已经达到了设计要求，签字验收孔桩隐蔽，监理单位、甲方也必须签字。之后可以进行下部工序。
孔桩开挖是否达到要求，最终还是地勘和设计说了算。但是监理不只是验孔深，必须做好上面的第二点工作，不能出现同样的一批孔，地勘和设计来验2、3次都不合格（地质情况复杂的除外）。
地勘只是在竣工后验槽是错误的。工程竣工时地勘是应该出据持力层认定报告。

Ⅱ 如何确定岩层加固产品的质量

多看看样品，多学习一下。找个有保障的公司生产的产品 .
我之前的公司就做这种产品，产品质量你可以现场试验的，都是通过试验检测，我们那个单位出厂检验就是做小样

Ⅲ 岩性识别的主要方法

(一)用多波谱遥感资料识别岩性

用航空或卫星多波段遥感资料来识别岩性(蚀变岩及含矿地质体的多波段遥感也属广义岩性识别)是用得最多、最成熟的一种技术方法。彩版Ⅲ-左上是新疆阿尔泰半裸露地区的卫星假彩色合成图像。图像上侵入体、沉积岩层及松散的沉积物的影像特征截然不同极易区分。这是因为在半裸露区内土壤、植被以及人为干扰因素极弱的缘故。

Crowley J.K.(1984)对美国犹他州康菲森岭的志留、泥盆纪白云岩类多波段航空遥感资料的岩性识别。研究用Bendix24通道航空扫描仪的第4、6、10、12、13波段。目的是为取得①0.55μm的三价铁的吸收带②0.6μm及1.0μm处把叶绿素在0.67μm的反射值强烈上升处与岩石土壤分开,③2.2μm则是 根的吸收带的波段。然后用主组份变换矢量矩阵的PC₂(第二主组份,通道6),PC₃(第三主组份,通道10),PC₄(第四主组份,通道12),分别以红、蓝、绿作假彩色合成图像。与原有地质图件相比(图7-14右图),遥感解译出的①Gt(吉尔梅特组,D2-3),灰色块状细晶灰岩,②Si(西蒙森组,D2)浅灰、暗色白云岩互层;③Se(塞维组D1-2)风化较强的浅灰色细晶白云岩;④Lk(莱克敦组S₃)上部有浅色粗晶灰岩层的致密块状白云岩(图7-14,A)。与原有地质图相比,Lk,Se都可进一步分出层组。但在图幅西南部的划分不佳。断裂与原有资料都有较大改动。

图7-14 美国犹他州康菲森岭地质图(A)及据主成份分析增强资料解译出的影像地质图(B)

(二)利用岩石热惯量识别岩性

热惯量是物体(包括地质体)阻止温度变化的热反应的一种量度,单位是卡/厘米²· ·度。热惯量值大,则地物周日地表温度变化幅度小;反之则温度变化幅度大。表7-3煤层周日变量为47℃,而灰色灰岩为20.2℃。煤层热惯量值小。由于求热惯量的相对大小只需测得岩石的反射率。及地面昼夜温差值(△T)即可计算出热惯量值。技术方法比较简便,因而是一种有发展前景的岩性识别方法。河北洡源木吉村一带碳酸盐岩实测热学性质的结果成功地将未蚀变白云岩、硅化白云岩、鲕状灰岩、泥灰岩夹页岩区分开来。如果利用热惯量值作为新图像的象元值,制成热惯量图,用它来区分岩性。这是一种有发展前景的方法,但当前还处在试验应用阶段。表7-6是一些矿物及岩石的热惯量数据(崔承禹,1992)

表7-6 三大岩类的热性质

(据崔承禹,1992;其中*据Jadza)

(三)用高光谱分辨力多通道成像波谱仪资料来识别岩性

通过地物波谱来识别岩性常常因为植被、土壤的掩盖,岩石风化与人为破坏、或者岩体岩层出露面积较小等种种因素而增加识别难度。提高图像的光谱分辨力和应用更多通道的成象仪器是克服上述困难的一种技术选择。即用窄波段、多通道、高光谱分辨力的遥感器来获取地物波谱。如美国地球物理环境研究(GER)公司研制64通道机载高光谱分辨率扫描仪(AIS)。其中0.4-1.0μm分为24通道,1.0-2.0μm分7个通道,2.0-2.5μm分32个通道,另一道用储存陀螺仪信息。在6000m高成像时其地面分辨率为12×22m。机载可见光-红外成象波谱仪(AIS-2)划分成高达220个波段,工作范围为0.43-2.42μm,平均波谱分辨力为10nm。这样的遥感资料,使得定量检测单种或多种矿物存在以及编制相应图件成为可能。其原理是:

第一,各种岩性和矿物都有一些可做为标志性的矿物,而这些矿物又都各有自己的波谱特征(表7-7)。图7-15是高岭石、蒙脱石、伊利石和明矾石(它们都与热液蚀变有关的标志性矿物)的波谱曲线。四种矿物的吸收谷都在2.2μm附近,其中高岭石曲线的“肩部”在2.18μm处,明矾石的吸收谷在2.21μm,都落在TM-7波段内。根据石榴子石Fe³⁺离子在0.770.87μm处吸收的特征,D.S.WindelerJr(1993)利用VNIR图像数据,识别出石榴子石辉-石蚀变带来。

第二,利用多通道的机载高光谱分辨力成像波谱仪获得波谱曲线,与某些标志性矿物的实验室实测的典型曲线对比,能半定量地确定标志性矿物的存在。由于AIS可以取得多达220个波谱数值,由它测得的波谱曲线更接近实验实测得到的曲线。图7-16是AIS的反射波谱曲线,其波长从2.0-2.3μm,波长间隔为0.01nm,共分为30个波段。其取样点的位置见图右侧。从图上方两条波谱曲线与实验室内测得明矾石的波谱曲线相比较,其形态很相似。可知这两处分别是明矾石与高岭石含量较高的地段。

第三,通过某些标志性矿物的检测,来达到找矿和编制分布图的目的。

表7-7 波长范围和矿物标记

(据薛重生等)

图7-15 2.0-2.5μm大气窗口的实验室波谱曲线

图7-16 AIS反射波谱曲线

(四)用图像的影纹和结构来解译岩性

合成孔径雷达(SAR)图像的空间信息非常丰富。空间信息包括结构(纹理)、局部组织及形状三类。影纹(或称影纹图案)是遥感图像上很细小的几何形状。因为不同岩性的抗风化能力不同,发育其内的节理等构造裂缝的优势方向,长度与密度不同,微水系(末级支流、冲沟等)的发育特点也不同。因而产生的影纹图案也不一样。广西等地大片碳酸岩岩溶发育区,其TM、MSS图像上影纹呈核桃状、蠕虫状、花生壳状等。可以根据各种影纹图案不同,通过目视解译来区分岩性。

通过付利叶滤波,根据遥感图像结构进行岩性识别。R.G.Blom等人(1982)对雷达图像增强处理研究认为岩性(岩类)识别,以付利叶带通滤波较为有用。朱亮璞等人(1991)用付利叶功率谱法(即频谱分析法)对岳阳地区SAR样区进行连续频谱取样分析,得到频谱功率谱曲线和功率分布曲线(图7-17)。通过对曲线的研究分析,认为从曲线中可取得四点地学信息:①从功率谱角分布曲线的峰值确定能代表坡面、层面、断裂面产状的,产生最大散射的面的方位角,②确定两个散射较强的面的夹角,③推算出样区水系密度,④用功率谱角分布曲线与功率谱曲线两者总的形态特征,可以分析样区的地形基本特征。

(五)用多源地学信息资料识别岩性

利用遥感资料来识别岩性最基本的方法仍然是目视解译。上述五种方法中,以多光谱遥感资料解译岩性比较常用,技术也比较成熟。高光谱分辨力多通道成像波谱仪的应用,实际上是前者的发展,很有发展潜力。方法(三)、(四)则完全处在试验应用的阶段。多源地学信息资料识别岩性,近年来不断取得进展。这部分内容将留在第十章第二节内述明。

图7-17 岳阳冷家溪群板岩频谱功率谱角分布曲线

Ⅳ 地质灾害监测方法技术现状与发展趋势

【摘要】20世纪末期以来，监测理论和技术方法有长足发展，常规技术方法趋于成熟，设备精度、设备性能已具较高水平，并开发了部分高精度（微米级位移识别率）、自计、遥测、自动传输的监测设施。未来，将充分综合运用光学、电学、信息学、计算机和通信等技术（诸如光纤技术—BOTDR、时域反射技术—TDR、激光扫描技术、核磁共振技术、NUMIS、GPS技术、合成孔径干涉雷达技术—InSAR及互联网通讯技术等），进一步开发经济适用、有效可行的地质灾害监测新技术，提高精度、准确性和及时性，最大程度地减小地质灾害造成的损失。

【关键词】地质灾害监测技术方法新技术优化集成

20世纪80年代以来，我国地质灾害时空分布特点呈现新的变化。随着人类工程活动越来越强，人为地质灾害日趋严重，规模、数量和分布范围呈增加趋势；人口密集、经济发达地区地质灾害造成的损失越来越大。崩塌、滑坡和泥石流等突发性地质灾害发生频度和造成的损失不断加大，地面沉降、海水入侵等缓慢性地质灾害的范围逐渐增加。据相关统计资料显示，1995～2002年，地质灾害共造成9000多人失踪或死亡，突发性地质灾害共造成直接经济损失524亿元，缓慢性地质灾害造成直接经济损失590亿元，间接经济损失2700亿元。地质灾害已经成为严重制约我国经济发展的重要因素之一。

为了摸清我国地质灾害的分布情况，我国系统地开展了地质灾害调查工作，先后出台了《地质灾害防治管理办法》和《地质灾害防治条例》，明确指出：防治地质灾害，实行“以人为本，防治结合，统筹规划，突出重点，分期实施，逐步到位”的方针。并于2003年4月启动了全国性地质气象预报。对已经查明的地质灾害体，特别是对生产建设、人民生命财产安全构成严重威胁的地质灾害，若能运用适当、有效、经济可行的监测措施，作出科学的监测预报，则可最大程度地减小灾害损失。

滑坡监测在不同条件、不同时期其作用不同，总的来说有以下几个方面：

（1）通过综合分析多种监测方法的监测数据，确定地质灾害稳定状态及发展趋势，及时作出预测，防止或减轻灾害损失。

（2）研究导致灾害体变形破坏的主导因素、作用机理，为防治工程设计提供依据。

（3）在防治工程施工过程中，监测、分析灾害体变形发展趋势及工程施工的扰动，保障施工安全。

（4）施工结束后，进行工程效果监测。

（5）综合利用长观监测资料，分析灾害体变形破坏机制和规律，检验在防治工程设计中所采用的理论模型及岩土体性质指标值的准确性，对已有的监测预报理论及模型进行验证改进，改善、提高监测预测预报技术方法。

1地质灾害监测技术综述

地质灾害监测的主要任务为监测地质灾害时空域演变信息（包括形变、地球物理场、化学场）、诱发因素等，最大程度获取连续的空间变形数据，应用于地质灾害的稳定性评价、预测预报和防治工程效果评估。

地质灾害监测是集地质灾害形成机理、监测仪器、时空技术和预测预报技术为一体的综合技术。地质灾害的形成机理是开展地质灾害监测工作的基础；监测仪器是开展工作的手段；更为重要的是只有充分利用时空技术，才能有效发挥地质监测的作用；预测预报是开展地质灾害监测的最终目的。

崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害，具有爆发周期短、威胁性及破坏性显着、成因复杂等特点，因此，当前地质灾害的监测技术方法的研究和应用多是围绕突发性地质灾害进行的。1.1监测方法

监测方法按监测参数的类型分为四大类：即变形、物理与化学场、地下水和诱发因素监测（见表1）。

表1主要地质灾害监测方法一览表

1.1.1 变形监测

主要包括以测量位移形变信息为主的监测方法，如地表相对位移监测、地表绝对位移监测（大地测量、GPS测量等）、深部位移监测。该类技术目前较为成熟，精度较高，常作为常规监测技术用于地质灾害监测。由于获得的是灾害体位移形变的直观信息，特别是位移形变信息，往往成为预测预报的主要依据之一。

1.1.2物理与化学场监测

监测灾害体物理场、化学场等场变化信息的监测技术方法主要有应力监测、地声监测、放射性元素（氡气、汞气）测量、地球化学方法以及地脉动测量等。目前多用于监测滑坡等地质灾害体所含放射性元素（铀、镭）衰变产物（如氡气）浓度、化学元素及其物理场的变化。地质灾害体的物理、化学场发生变化，往往同灾害体的变形破坏联系密切，相对于位移变形，具有超前性。

1.1.3地下水监测

地下水监测主要是以监测地质灾害地下水活动、富含特征、水质特征为主的监测方法。如地下水位（或地下水压力）监测、孔隙水压力监测和地下水水质监测等。大部分地质灾害的形成、发展均与灾害体内部或周围的地下水活动关系密切，同时在灾害生成的过程中，地下水的本身特征也相应发生变化。

1.1.4诱发因素监测

诱发因素类主要包括以监测地质灾害诱发因素为主的监测技术方法，如气象监测、地下水动态监测、地震监测、人类工程活动等。降水、地下水活动是地质灾害的主要诱发因素；降雨量的大小、时空分布特征是评价区域性地质灾害（特别是崩、滑、流三大地质灾害的判别）的主要判别指标之一；人类工程活动是现代地质灾害的主要诱发因素之一，因此地质灾害诱发因素监测是地质灾害监测技术的重要组成部分。

1.2监测仪器

1.2.1按从监测仪器同灾害体的相对空间关系分为接触类和非接触类

（1）接触类：是指必须安装于灾害体现场或进行现场施测的监测仪器系列。如滑坡地表或深部位移监测、物理和化学场监测等。该类仪器所获得的信息多为灾害体细部信息，信息量丰富。

（2）非接触类：是指于现场安装简易标志或直接于灾害体外围施测的监测仪器系列。该类监测方法多以获得灾害体地表的绝对变形信息为主，易采用网式施测；特别是突发性地质灾害的临灾前后，具有安全、快捷等特点。如激光微位移监测、测量机器人、遥感雷达监测等。

1.2.2按监测组织方式分为简易监测、仪表监测、控制网监测、自动遥测

（1）简易监测：采用简易的量测工具（皮尺、钢尺、卡尺）对灾害体地表的裂缝等部位进行监测。

（2）仪表监测：采用机测或电测仪表（安装、埋设传感器）对滑坡进行地表及深部的位移、应力、地声、水位、水压、含水量等信息监测。

（3）控制网监测：在滑坡变形破坏区及周边稳定地带，布设大地测量或GPS卫星定位测量控制点网，进行滑坡绝对位移三维监测。

（4）自动遥测：利用有线和无线传输技术，对仪表监测所得信息进行远距离遥控自动采集、传输，可实现全天候不间断监测。

2地质灾害监测方法技术现状

地质灾害监测技术是集多门技术学科为一体的综合技术应用，主要发展于20世纪末期。伴随着电子技术、计算机技术、信息技术和空间技术发展，国内外地质灾害调查与监测方法和相关理论得到长足发展，主要表现在：

（1）常规监测方法技术趋于成熟，设备精度、设备性能都具有很高水平。目前地质灾害的位移监测方法均可以进行毫米级监测，高精度位移监测方法可以识别0.1mm的位移变形。

（2）监测方法多样化、三维立体化。由于采用了多种有效方法结合对比校核以及从空中、地面到灾害体深部的立体化监测网络，使得综合判别能力加强，促进了地质灾害评价、预测能力的提高。

（3）其他领域的先进技术逐渐向地质灾害监测领域进行渗透。随着高新技术的发展和应用的深入，卫星遥感、航空遥感等空间技术的精度逐渐提高，一些高精度物探（如电法、核磁共振等技术）的发展，使得地质灾害的勘查技术与监测技术趋于融合，通过技术上的处理、提升，该类技术逐渐适用于区域性的地质灾害和单体灾害的监测工作。

“八五”以来，我国在地质灾害监测技术研究方面取得了丰硕的成果，并积累了丰富的经验，使我国的地质灾害监测预警水平得到很大程度的提高；但是还存在一定的局限性，主要表现在：

（1）地质灾害监测技术、仪器设施多种多样，应用重复性高，受适用程度、精度、设施集成化程度、自动化程度和造价等因素的制约，常造成设备资源浪费，效果不明显。

（2）所取得的研究成果多侧重于某一工程或某一应用角度，在地质灾害成灾机理、诱发因素研究的基础上，对各种监测技术方法优化集成的研究程度较低。

（3）监测仪器设施的研究开发、数据分析理论同相关地质灾害目标参数定性、定量关系的研究程度不足，造成监测数据的解释、分析出现较大的误差。

因此，要提高地质灾害预警技术水平，必须在地质灾害研究同开发监测技术方法相结合的基础上，进行地质灾害监测优化集成方案的研究。

3地质灾害监测技术方法发展趋势

3.1高精度、自动化、实时化的发展趋势

光学、电学、信息学及计算机技术和通信技术的发展，给地质灾害监测仪器的研究开发带来勃勃生机；能够监测的信息种类和监测手段将越来越丰富，同时某些监测方法的监测精度、采集信息的直观性和操作简便性有所提高；充分利用现代通讯技术提高远距离监测数据信息传输的速度、准确性、安全性和自动化程度；同时提高科技含量，降低成本，为地质灾害的经济型监测打下基础。

监测预测预报信息的公众化和政府化。随着互联网技术的发展普及，以及国家政府的地质灾害管理职能的加强，灾害信息将通过互联网进行实时发布，公众可通过互联网了解地质灾害信息，学习地质灾害的防灾减灾知识；各级政府职能部门可通过所发布信息，了解灾情的发展，及时做出决策。

3.2新技术方法的开发与应用

3.2.1调查与监测技术方法的融合

随着计算机的高速发展，地球物理勘探方法的数据采集、信号处理和资料处理能力大幅度提高，可以实现高分辨率、高采样技术的应用；地球物理技术将向二维、三维采集系统发展；通过加大测试频次，实现时间序列的地质灾害监测。

3.2.2 智能传感器的发展

集多种功能于一体、低造价的地质灾害监测智能传感技术的研究与开发，将逐渐改变传统的点线式空间布设模式；由于可以采用网式布设模式，且每个单元均可以采集多种信息，最终可以实现近似连续的三维地质灾害信息采集。

3.3新技术新方法

3.3.1光纤技术（BOTDR）

光导纤维监测技术又称布里渊散射光时域光纤监测技术（BOTDR），是国际上20世纪70年代后期才迅速发展起来的一种现代化监测技术，在航空、航天领域中已显示了其有效性。在土木、交通、地质工程及地质灾害防治等领域的应用才刚刚开始，并受到各发达国家研究机构的普遍重视，发展前景十分广阔。

通过合理的光纤敷设，可以监测整个灾害体（特别是滑坡）的应变信息。

3.3.2时间域反射技术（TDR）

时间域反射测试技术（Time Domain Reflectometry）是一种电子测量技术。许多年来，一直被用于各种物体形态特征的测量和空间定位。早在20世纪30年代，美国的研究人员开始运用时间域反射测试技术检测通讯电缆的通断情况。在80年代初期，国外的研究人员将时间域反射测试技术用于监测地下煤层和岩层的变形位移等。90年代中期，美国的研究人员将时间域反射测试技术开始用于滑坡等地质灾害变形监测的研究，针对岩石和土体滑坡曾经做过许多的试验研究，国内研究人员已经开始该方法的研究工作，并已经在三峡库区投入试验应用阶段，同时开展了与之相关的定量数据分析理论研究。

所埋设电缆即是传感器，又可传输测试信号；该方法相对于深部位移钻孔倾斜仪监测具有安装简单、使用安全和经济实用等特点。

3.3.3激光扫描技术

该技术在欧美等发达国家应用较早，我国近期开始逐渐引进。主要是用于建筑工程变形监测以及实景再现，随着扫描距离的加大，逐渐向地质灾害调查和监测方向发展。

该技术通过激光束扫描目标体表面，获得含有三维空间坐标信息的点云数据，精度较高。应用于地质灾害监测，可以进行灾害体测图工作，其点云数据可以作为地质灾害建模、地质灾害监测的基础数据。

3.3.4核磁共振技术（NUMIS）

核磁共振技术是国际上较为先进的一种用来直接找水的地球物理新方法。它应用核磁感应系统，通过从小到大地改变激发电流脉冲的幅值和持续时间，探测由浅到深的含水层的赋存状态。我国于近期开始引进和研究，目前已经在三峡库区的部分滑坡体进行了应用试验，效果较好。

应用于地质灾害监测，可以确定地下是否存在地下水、含水层位置以及每一含水层的含水量和平均孔隙度，进而可以获知如滑坡面的位置、深度、分布范围等信息，从而对滑坡体进行稳定性评价，并对滑坡体的治理提出科学依据。

3.3.5合成孔径干涉雷达技术（InSAR）

运用合成孔径雷达干涉及其差分技术（InSAR及D-InSAR）进行地面微位移监测，是20世纪90年代逐渐发展起来的新方法。该技术主要用于地形测量（建立数字化高程）、地面形变监测（如地震形变、地面沉降、活动构造、滑坡和冰川运动监测）及火山活动等方面。

同传统地质灾害监测方法相比，具有如下特点：

（1）覆盖范围大；

（2）不需要建立监测网；

（3）空间分辨率高，可以获得某一地区连续的地表形变信息；

（4）可以监测或识别出潜在或未知的地面形变信息；

（5）全天候，不受云层及昼夜影响。

但由于系统本身因素以及地面植被、湿度及大气条件变化的影响，精度及其适用性还不能满足高精度地质灾害监测。

为了克服该技术在地面形变监测方面的不足，并提高其精度，国内外技术人员先后引入了永久散射点（PS）的技术和GPS定位技术，使InSAR技术在城市及岩石出露较好地区地面形变监测精度大大提高，在一定的条件下精度可达到毫米级。永久散射（PS）技术通过选取一定时期内表现出稳定干涉行为的孤立点，克服了许多妨碍传统雷达干涉技术的分辨率、空间及时间上基线限制等问题。

随着卫星雷达系统资源的改进和发展，以及相应数据处理软件的提高，该技术在地质灾害监测领域的应用将趋于成熟。

3.4地质灾害监测技术的优化集成

3.4.1问题的提出

（1）监测方法的适应性。对于各种监测方法所使用的监测仪器设施，均有各自的应用方向和使用技术要求；针对不同地质灾害灾种、类型，其使用技术要求（包括测点布设模式、安装使用技术要求等）不同。

（2）地质灾害不同的发展阶段。对于崩塌、滑坡等突发性地质灾害，不同发展阶段所适用的监测方法和仪器设施各异，监测数据采集周期频度不同。

（3）监测参数与监测部位。实践证明，一方面，不同的监测参数（地表位移、深部位移、应力、地下水动态、地声等）在不同类型的灾害体监测中具有不同程度的表现优势；另一方面，同一灾害体不同部位的监测参数随时间变化趋势特点并不相同，即存在反映灾害体关键部位特征的监测点，又存在仅反映局部单元（不具有明显的代表性，甚至是孤立的）特征的监测点。因此，监测要素（监测参数、监测部位）的优化选择，是整个监测设计工作的基础。

（4）自动化程度。决定于设备的集成度、控制模式、数据标准化程度和信息发布方式。

（5）经济效益。决定于地质灾害的规模、危害程度、监测技术组合、设备选型等因素。

3.4.2设计原则

地质灾害监测技术优化集成方案遵循以下原则：

（1）监测技术优化原则：针对某一类型地质灾害，确定优势监测要素，进行监测内容、监测方法优化组合，使监测工作高效、实用。

（2）经济最优原则：首先，不过于追求高、精、尖的监测技术，而应选择发展最为成熟、应用程度较高的监测技术；其次，对于危害程度较大的大型地质灾害体，可选择专业化程度较高的监测技术方法，由专业人员进行操作、维护，对于危害程度低，规模小的灾害体，可选择操作简单、结果直观的宏观监测技术，由群测群防级人员进行操作。

3.4.3最终目标

根据不同种类地质灾害和不同类型地质灾害的物质组成、动力成因类型、变形破坏特征、外形特征、发育阶段等因素，研究适用于不同类型地质灾害的监测要素（监测参数、监测点位的集合）、监测方法、监测点网的时空布置模式、监测技术要求，建立典型地质灾害监测的优化集成方案。

Ⅳ 地面γ测量的比例尺与工作方法

地面伽马测量的比例尺(即精度),是代表对找矿工作地区进行地质、物探研究详细程度的一个重要标志。精度不同,观测网密度也不同。γ测量比例尺的选择,要以地质找矿任务为前提,以工作区所具有的找矿远景,地质地形条件以及工作程度为依据。根据地面γ测量比例尺,可将铀矿勘查划分为四个阶段,即预查、普查、详查和勘探四个阶段。

(一)各勘查阶段比例尺与任务

1.预查

预查是找矿的初级阶段,常用比例尺为1：10万～1：5万。工作区一般位于地质工作程度很低,或航测不易进行的地区。其任务是研究工作区的区域地质条件和放射性地球物理场特征；寻找有利的含铀层位(地段)、构造、岩性,并确定找矿标志,为进一步开展较高精度地面普查找出远景区提供依据。随着可查面积的日益减少与航测的进一步发展,预查并非是每个地区都要进行的必要阶段。

2.普查

普查是对预查提供的矿化潜力较大的地区开展的地质工作。普查的一般比例尺为1：2.5万～1：1万,是铀矿勘查的主要阶段。此阶段的任务主要是：研究工作地区的地质构造特征,寻找异常点(带),并研究其分布规律、矿化特征和成矿条件,为详查选区提供依据。

3.详查

详查是在普查阶段选出的具有成矿远景的地段,或在矿区(床)外围进行勘查的地质工作。一般比例尺为1：5000～1：1000。其任务是对有意义的异常点带进行追索,扩大远景,进而圈定出异常的形态、规模；查明异常的性质与分布规律、赋存的地质条件、矿化特征,为揭露评价提供依据。

4.勘探

勘探是对已知具有工业价值的矿床或经详查圈出的勘探区,通过加密各种采样工程,其间距足以肯定矿体(层)的连续性；详细查明矿床地质特征,确定矿体的形态、产状、大小、空间位置和矿石质量特征,详细查明矿体开采技术条件,对矿石进行加工选冶性能实验室流程试验或实验室扩大流程试验,必要时应进行半工业试验,为可行性研究或矿山建设设计提供依据。其常用比例尺为1：1000以上。

系统的地面γ测量一般在普查和详查阶段实施,这是面积性放射性测量首选的工作方法,其比例尺一般不严格执行“普查”或“详查”的比例尺。

进行小比例尺的面积性γ测量时一般不事先布置观测网,以自由路线测量为主。在确定普查路线时应充分考虑地质地形条件与普查精度。路线布置要灵活,但必须垂直或尽可能垂直于与成矿有利的构造线或岩层走向。

大比例尺γ测量时,根据选定的比例尺事先布置好观测网。观测网的基线(根据测区大小、地形条件复杂程度可用单基线、双基线或多基线),用经纬仪或罗盘仪测定,测线要垂直于基线(基线应与主要含矿构造方向一致),测线可用罗盘定向,测绳丈量距离,并做好测点的标志。γ详查除逐点测量外,还应在测线的两侧进行全面控制。

铀矿勘查中对γ测量精度及点线距的要求列于表5-6。

表5-6 γ普查和详查比例尺及精度要求

表5-6中的点距一般是指地形图上点与点的水平距离,实际工作中还有一个“记录点距”,就是在记录本上反应的点距；此点距在表5-6的基础上加密一倍。

野外γ测量的点距控制一般不太严格,重点地段或异常地段应该加密测量；在覆盖层较厚的地段可以适当放稀,但必须保证平均密度达到表5-6的要求。

(二)自然底数、正常底数及异常的确定

1.自然底数

辐射仪在放射性元素含量增高地段观测到的射线照射量率,实际上由下面几部分组成,即

I_总=I_仪器+I_宇宙+I_岩石+I_矿石=I_自+I_岩+I_矿(5-1)

式中：I_矿——矿体引起的放射性照射量率；

I_岩石——岩石(或土壤)中正常放射性元素所产生的射线照射量率；

I_宇宙——宇宙射线的照射量率；

I_仪器——由于探测器材料不纯(含有放射性物质)或被污染而产生的照射量率,以及由于仪器漏电而产生的读数。

辐射仪的自然底数由I_宇宙和I_仪器两部分组成,即

I_自=I_仪器+I_宇宙(5-2)

仪器的自然底数并非一个常数,因为I_宇宙随地区不同而变化。I_仪器也会因污染程度不同、漏电所产生的读数也不可能一致。故在地面γ测量工作中,在一个新的地区,对每一台仪器都要实际测定其自然底数。测定自然底数的方法常用的有水面法与铅屏法两种。

(1)水面法

因为河流、湖泊中水的放射性元素含量很低,往往只有正常岩石中的1/100～1/1000。所以水面上测得的射线照射量率实际上就是辐射仪的自然底数。这是目前测定辐射仪自然底数的主要方法。

实际经验证明,测定辐射仪的自然底数,并不一定要到大江大河中去测定,只要水面附近没有悬崖陡壁,水又未被放射性污染,只需选取20m²左右,1～1.3m深的水面即可。观测时将探头置于水域中央并使其靠近水面的位置,辐射仪的读数即为自然底数。把仪器手柄以下伸入水中,测得的自然底数更小些,但要确保仪器不漏水才可测量。

(2)铅屏法

在很难找到适合的水面条件下,可用铅屏法测定自然底数。

测量时先在无屏条件下读数,后在带铅屏的条件下读数。则

I_无屏=I_岩+I_自(5-3)

I_有屏=I_岩e^－μ·d+I_自(5-4)

根据式(5-3),有

I_自=I_无屏－I_岩(5-5)

由式(5-4)可知

I_岩e^－μ·d=I_有屏－I_自(5-6)

由式(5-5)代入式(5-6),得

放射性勘探技术

将式(5-7)代入式(5-5),有

放射性勘探技术

式中：μ——铅屏的有效衰减系数；

d——铅屏厚度。

铅屏的有效衰减系数μ与铅屏的形状和厚度有关。因此,实际工作中,要实际测定其有效衰减系数。测定方法简介于下：

在一个照射量率大于200γ的放射性岩石上,带铅屏和不带铅屏测量γ射线照射量率。由于仪器的自然底数远小于岩石的照射量率,故仪器的自然底数可忽略不计。因此有

I_无屏≈I_岩

I_有屏≈I_岩e^－μ·d(5-9)

即

放射性勘探技术

两边取自然对数,得

放射性勘探技术

故

放射性勘探技术

铅屏厚度以0.3～0.6cm为宜。根据实测结果,当铅屏厚0.3cm时,μ=3.9cm^－1,当d=0.6cm时,μ=3.1cm^－1。

2.正常底数(简称底数)

地壳表面岩石与土壤中正常放射性元素含量所产生的射线照射量率称为底数。正常底数随着地区、岩性(或地层)等因素的不同而不同。

正常底数就是I_岩,而我们测得的某点岩石的射线照射量率,则包含着自然底数。因此,要求取某种岩石的正常底数,就必须取同种岩石的若干个测点的射线照射量率的平均值并减去自然底数。

3.异常

严格地说,异常是指测值x≥

+3s的值(

为均值,s为均方差),其理论依据就是正态分布。但工程上常常用3

作为异常,如某岩性的正常底数为30γ,则在该岩性上进行放射性测量,90γ才算异常。

(三)地面路线γ测量工作方法

1)地面伽马测量仪器应达到仪器“三性”要求,即应具有良好的准确性、稳定性、一致性。为了确保仪器的“三性”,必须统一仪器的能量起始阈、统一标定仪器、统一测定仪器自然底数、统一仪器的三性检查。此外,工作前后要严格进行仪器工作灵敏度的检查,其误差不能超过±10%；仪器更换重要元件后,要对仪器进行必要的调试,重新进行标定。

2)工作前要将起始点标在地形图上。探测器要靠近地面(离地面5～10cm)左右摆动。要及时检查仪器工作状态,注意温度、湿度变化对测量的影响。工作路线不能是直线,必须沿“S”形方向前进,尽可能扩大探测范围。工作路线要尽量控制基岩出露较好的地段。观测点最好定在基岩(或风化基岩)上,并尽可能平整,使立体角ω接近2π,按点距要求进行测量,逐点进行记录(必须注明测点是定在某种基岩上还是定在浮土上),并及时标在路线图上。当遇到有利成矿地段和底数发生明显变化时,要注意加强追索和加密测点。

3)充分运用地质规律指导找矿。路线测量时要仔细观察并记录对成矿有关的构造、岩性、矿化和各种找矿标志,并及时标在地形图上。认真分析地形地貌特征、浮土覆盖等情况。如果遇到浮土地段γ照射量率偏高,则应刨坑测量。

4)发现异常后,对异常应进行较详细的追索,初步了解异常的分布范围、照射量率和异常所处的地质条件,做较详细的文字描述。对有意义的异常点(带)要编绘异常素描图、采集矿石标本,并做出适当的标志,以备检查。异常点的位置、最高照射量率、岩层、构造、产状等必须标在地形图上。如发现滚石异常,应追根求源。

5)路线测量工作结束后,要将终点位置标在地形图上。回到驻地后要检查仪器,整理记录和图件,对当天的工作进行小结,并向班组负责人汇报当天的工作情况。如果地质成果较好,还必须向分队有关地质物探技术人员汇报所获得的成果,同时交验记录本、图纸和标本。

(四)异常点(带)的标准、检查与处理

1.异常点(带)的标准

凡γ射线照射量率高于围岩底数三倍以上,受一定构造岩性控制,异常性质为铀或铀钍混合者称为异常点。若γ射线照射量率未达到底数三倍以上,但照射量率偏高,高于围岩底数加三倍均方差,受明显地质因素控制,且有一定规模,也可称为异常点。

异常点受同一岩层或构造控制,其连续长度在20m以上者,称为异常带。

2.异常点(带)的检查与处理

1)发现异常后首先要检查仪器工作状态是否正常。

2)有意义的异常点带,须布置小范围的γ详测网,测线距一般2～5m,以控制异常为准。点距0.5m左右,进一步圈定异常的形态与规模。图5-2就是对已发现的异常进行确认,同时还要进一步查明异常赋存的地质条件和控制因素。如图5-2所示,检查线要垂直于异常晕的长轴方向。

图5-2 γ异常追踪示意图

1—印支期中粒花岗岩；2—断层破碎带；3—γ照射量率等值线；4—γ检查线

3)对所有的异常点(带),要统一编号,逐个进行登记；其中有意义的异常点(带),普查分队应组织地质、物探等有关人员到现场进行检查,对具有远景的异常,必须做出初步评价意见。

4)凡属有意义的异常,都应进行异常定性。使用四道γ能谱仪、射气仪确定异常是铀、钍或铀钍混合异常。在可能的条件下还可采集一些样品,分析铀钍含量与铀镭平衡系数。

5)在对异常进行检查与初步评价的基础上对异常点(带)进行分类排队,并划定值得进一步工作的远景地段,布置γ详查、综合找矿与地质测量任务。在此基础上,有重点地布置探槽、剥土、浅井、浅钻等山地工程进行揭露,确定其是否具有工业远景价值,是否有必要进行深部揭露评价工作。

(五)孔内伽马测量

这里的“孔”是指人工所挖的深坑或简单机械的施工的浅孔,而不是钻机所打的钻孔。这种伽马测量一般用用于检查射气测量、α径迹测量、²¹⁰Po法找矿等所发现的异常。

孔内γ测量因打孔工具不同又可分为浅孔γ测量与深孔γ测量。用人工打孔可用铁锨挖坑或钢钎打孔,深度为0.4～1.8m。使用的仪器主要是FD-3013型辐射仪、FD-3017型射气仪。深孔γ测量要用机械打孔(如美国绍尔单人背包式岩心钻机),孔深一般数十米。主要用于揭露评价异常点(带)和在具有远景的、被较厚沉积层覆盖的地区。

γ照射量率随深度而增高,或者在深部发现盲矿体是说明异常具有远景的重要标志。当异常与一定地质因素有关,并在深部消失,说明异常可能属于次生富集造成,意义不大。

(六)β+γ测量

铀镭之间的放射性平衡受到破坏,且显着偏铀而又无规律的地区可采用β+γ测量。这是因为铀组核素γ射线照射量率只占整个铀镭系的2%左右,而β射线照射量率则占整个铀镭系的41%,因此采用β+γ测量就不会漏掉平衡偏铀的异常。

β+γ测量的工作方法与γ测量相似。由于β射线穿透能力小,需要把探测器敞开测量,这样容易损坏仪器,受外界干扰辐射的影响大,一般不宜于做大面积普查。目前常用β塑料闪烁体为探测器的β测量仪,如FD-3010型辐射仪。主要用来在平衡偏铀的地区确定(β+γ)/γ的比值,并大致估算地表铀镭平衡的变化规律。

(七)地面γ测量的质量检查

质量检查是确保地面γ测量工作质量的重要措施之一。由于放射性元素分布的不均匀性,加之两次重复测量的几何条件难于一致。所以很难用两次重复观测的精度来表示地面γ测量的工作质量。

目前衡量地面γ测量的质量,还缺乏统一的标准。一般可从两个方面来衡量。其一,以漏掉异常的多少来衡量,如果检查测量发现遗漏异常多(比如说多达30%以上),特别是漏掉了具有远景意义的异常(哪怕是一个),则说明质量很差；第二,如果有较大范围的γ照射量率增高地段(即γ等值图中的γ偏高值与γ高值)被遗漏,也说明工作质量差。若漏掉的异常少且此类异常没有什么远景价值,又没有遗漏大范围的γ照射量率增高地段,则证明工作质量合乎要求。

无论地面γ普查或详查,检查工作量不应少于测区(或全工作区)总工作量的10%。检查工作一般在一个测站(或测区)结束后进行。检查时应贯彻“线面结合,以面为主”的原则,检查的仪器要与基本测量时的仪器类型相同,并经过重新标定。

布置检查线时,根据区域γ场特征、地质构造、岩性、矿化有利地段,或者认为有疑问的地段,有重点地布置检查线。可采取自检、互检和专门检查的方式进行,以互检为主。

Ⅵ 地层压力预测方法

压力预测是研究超压盆地的关键技术，压力场的研究不仅为地质学家提供油气可能分布的位置，而且为钻前钻井工程提供压力参数。研究地层压力的方法可以说是“百花齐放”，利用测井和地震的各种资料，按照不同公式进行地层压力的计算，以下列举二例。

（一）检测地层压力的传统方法

这种方法一般是通过测井资料结合图板、等效深度等方法进行，可以概括为下面3个步骤：

1.绘制泥岩声波时差曲线，建立正常压实趋势线

声波测井测量弹性波在地层中的传播时间，用Δt表示，它主要反映岩性、压实程度和孔隙度。根据怀利（Wyllie）公式（式5—2），地层声波时差与孔隙度有如下关系：

中国海相石油地质与叠合含油气盆地

2.结合测井资料用层速度预测地层压力的方法

在钻前没有测井资料的情况下，只能利用地震层速度对地层孔隙压力进行预测，这样预测的精度往往较低。地震层速度的大小主要受岩性、孔隙度和骨架应力的控制，而且是一个层段的平均速度。3个因素中，岩性的影响难以消除，因此用地震层速度预测地层压力，其精度受到了限制。在有测井资料的地区，用地震资料预测地层压力时，可结合测井资料进行。

结合测井资料用地震层速度预测地层压力的思路和步骤如下：

（1）收集沿预测井地震测线上靠近该井的高质量的地震速度资料，最方便的是深度和层速度数据资料；其次是双程时间，均方根速度数据；再次是双程时间和叠加速度数据。如果是后两种数据资料，还需收集时深关系资料，若无时深关系资料，可收集邻井的VSP测井资料以建立时深关系。

（2）将层速度变换为层间传播时间ITT，且将其平滑处理，并画于同一坐标系中。

（3）对一定区域范围内的地震层速度系统误差进行分析，可通过声波测井资料及VSP测井资料对比进行，确定地震层速度的系统误差。

（4）利用测井及地层测试等资料确定邻井的地层孔隙压力剖面。

（5）采用试算的办法确定用于地震层间传播时间预测地层压力的正常趋势线，依据是使得用地震资料确定的地层孔隙压力值与测井声波资料确定的值或实测值基本吻合。

（6）将待钻井的层间传播时间资料平滑处理，然后用邻井确定的正常趋势线预测待钻井的地层压力。

Ⅶ 探测与监测

一、矿井物探技术应用

随着矿井开采深度的增加和开采强度的加大，煤层底板突水的频率也日益增加，焦作矿区除了加强水文地质预测预报及井下钻探工作外，还大力开展了物探技术的推广与应用，先后引进了矿井直流电法仪、无线电波坑透仪、瑞雷波仪、音频电透仪、加拿大GEONICS公司TEM47瞬变电磁仪、地质雷达和超低频遥感地质探测仪，应用效果非常显着。这里主要研究的是矿井物探技术在防治水方面的应用，另外介绍了超低频遥感地质探测仪的应用，它和其他物探仪器原理差别较大。

矿井物探技术在矿井防治水方面主要用于探测工作面顶、底板含水层贫富水区域划分；巷道顶底板及侧帮构造带和富水区；巷道掘进头前方构造带和富水区；放水孔或底板注浆孔孔位确定；工作面内部隐伏构造带、夹矸及薄煤带位置；煤层厚度快速探测等。以下就各类物探技术的特点和应用效果加以综述。

1.直流电法

矿井下通常应用三极测深法和对称四极测深法。根据探测目的不同，直流电法工作装置形式有多种形式。三极测深法工作装置形式为A—M-O-N—B（∞），四极测深法工作装置形式为A—M-O-N—B。两种方法M、N均为测量电极，用于探测地电场电压，根据测出的电流、电压值结合装置系数就可以换算出地层视电阻率值；A、B均为供电电极，用于向岩层供电。直流电法一般供电极距越长，供电电场分布范围越广，探测深度和两边辐射范围越大。通过对不同地点、不同深度地层的视电阻率值进行全方位探测和综合分析，就可以达到研究岩层、矿体或构造等的目的。

直流电法探测是以煤、岩层的导电性差异为基础，通过人工向地下供入稳定电流，观测大地电流场的分布规律，从而确定岩、矿体物性分布规律或地质构造特征。

直流电法具有方法灵活、理论成熟、抗干扰能力强、仪器简便的优点，可用于划分岩层贫富水区域、探测巷道附近构造破碎带位置、工作面采煤时的易煤层底板突水地段或确定放水孔孔位等。以下为几个探测实例。

图3-23为焦作矿区某工作面回风巷直流电法探测富水性区域断面图。直流电法探测结果认为，该工作面切巷往外0～100m段采煤时煤层底板极易发生煤层底板突水灾害。在生产工程中，实际采煤时到65m处底板发生煤层底板突水，煤层底板突水量达160m³/h。对此及时进行了预测预报，矿井提前采取了防治水措施，该工作面得以安全采煤。该工作面切巷向外0～220m段采煤时煤层底板极易发生煤层底板突水灾害。通过对地质资料分析也认为，此段L₈灰岩可能与下伏L₂灰岩甚至O₂灰岩导通，煤层底板突水水源补给充分。井下数据采集重复了3次，结果雷同，因此建议此段跳采。焦作煤业集团公司有关领导研究直流电法探测结果后，决定在220m处重开切巷向外采煤，目前已按新方案安全采煤。

图3-23 焦作矿区某工作面回风巷直流电法探测富水性区域断面图

该图中较深蓝色代表低阻区，可以看出低阻区距巷道底板距离较远，L₈灰岩含水层导高较小。直流电法探测结果认为，该工作面采煤时煤层底板不会发生煤层底板突水灾害。实际生产过程中采煤非常顺利，证明直流电法探测结果是正确的。

图3-24 焦作矿区某工作面低阻异常中心区域放水孔布置图

图3-24为焦作矿区某工作面低阻异常中心区域放水孔布置图。根据直流电法探测结果，在该工作面低阻异常中心区域布置了4^＃放水孔，钻孔涌水量为82m³/h。

2.无线电波坑透

无线电波坑透仪可以探测工作面内部隐伏构造带、夹矸及薄煤带等异常体，从而为工作面采煤设计提供依据。无线电波坑透技术的原理主要如下：将发射机和接收机分别放置于采煤工作面两条相对巷道（运输巷和回风巷）中，利用发射机发出的无线电波在煤层中传播时被与煤层电性不同的地质体如断层、陷落柱、夹矸或其他地质体等吸收，造成衰减系数的差异，从而形成接收信号的阴影区。交替变换发射机和接收机的位置，就可以对阴影区进行交会，从而确定异常体位置和大小。

图3-25为焦作矿区某工作面无线电波坑透探测成果图。无线电波坑透探测结果认为，工作面切巷到回风巷43号测点和运输巷41号测点连线处圈定区域为异常区，结合地质资料分析为薄煤带。经钻探验证确实为薄煤带，因此根据无线电波坑透探测结果，改变原来设计方案，在回风巷39号点和运输巷40号点连线处（图中红线）重开切巷，再开始生产。

图3-25 焦作矿区某工作面无线电波坑透探测成果图

图3-26为焦作矿区某工作面无线电波坑透探测成果图。无线电波坑透探测结果认为，圈定的回风巷里段断层位置与工作面采煤时实际揭露情况完全吻合。

图3-26 焦作矿区某工作面无线电波坑透探测成果图

3.瑞雷波

瑞雷波技术探测优点是快速，全方位，施工灵活，定位误差小。瑞雷波技术探测的原理主要如下：根据不同频率的瑞雷波沿深度方向衰减的差异，通过测量不同频率成分（反映不同深度，高频反映浅，低频反映深）瑞雷波的传播速度来探测不同深度煤层和顶、底板岩层及其中的断层、喀斯特等地质异常体。

图3-27为焦作矿区某巷道瑞雷波超前探测成果图。在巷道迎头瑞雷波技术超前探测时，发现前方20.78～25.28m段为断裂破碎区，实际钻探证实为20.35m见断层，误差仅为0.43m。

图3-27 焦作矿区某巷道瑞雷波超前探测成果图

4.音频电透

音频电透视技术是根据CT扫描工作原理，利用两条相对巷道（如工作面回风巷和运输巷）交替进行发射和接收，记录发射电流和接收的一次场电位差，结合工作面几何参数（宽度、长度等位置关系）计算出每个发射点对应的每个接收点的视电导率值（视电阻率值的倒数），通过多重交会，绘制出工作面内部一定深度范围内岩层视电导率值的平面等值线图，从而得知此范围内富、导水区域平面分布的位置与特征。音频电透视技术是以煤、岩层的导电性差异为基础，通过人工向地下供入音频范围内的低频电流，观察大地电流场的分布规律，从而确定岩、矿体物性分布规律或地质构造特征。一般情况下，工作频率为15Hz时，探测深度大约为工作面宽度的一半，选用的工作频率越低则电场穿透深度越大。

图3-28为焦作矿区某工作面音频电透探测成果图。音频电透探测结果认为，该图中蓝线视电导率值为6所圈蓝色区域为煤层底板相对富水区，应为煤层底板注浆改造重点区域，需要加密钻孔；其他区域可少布钻孔；工作面回风巷116号点与运输巷19号点连线往外可以不进行煤层底板注浆改造。实际在煤层底板注浆改造时，布置在高导异常区内的钻孔平均出水量为86.3m³/h，低导正常区内钻孔平均出水量是37.5m³/h，前者水量是后者的2倍多。工作面回风巷116号点与运输巷19号点连线往外段打了4个钻孔，平均水量是8.6m³/h，为相对不富水区。钻探证实揭露情况与音频电透探测结果相吻合。

图3-28 焦作矿区某工作面音频电透探测成果图

5.瞬变电磁

瞬变电磁仪具有布置灵活、探测方向性强、对低阻区敏感、施工快速的优点，可以全方位探测巷道各个方向或工作面内部的相对富水区位置及形态、顶底板构造破碎区，确定工作面采煤时容易发生煤层底板突水地段、煤层底板注浆改造重点注意区域、放水孔位置等。

图3-29瞬变电磁技术原理图可以说明，瞬变电磁技术原理是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，当脉冲结束、发射回线中电流突然断开后，地下介质中就要激励起感应涡流场，以维持在断开电流以前存在的磁场，此二次涡流场呈多个层壳的环带型，随着时间的延长，由发射回线附近介质逐步向下及向外扩展，不同时间到达不同深度和范围。二次涡流场仅仅与地下介质的电性有关，因此利用线圈或接地电极观测二次场即可了解地下介质的电阻率分布情况，从而达到探测目标体的目的。

图3-29 瞬变电磁技术原理图

图3-30为焦作矿区某巷道瞬变电磁视电阻率图。在煤层底板L₈灰岩中开拓疏水巷时，在迎头处利用瞬变电磁法，超前探测到迎头前方33～42m段为相对低阻区，该方法判断为相对富水区并得到钻探证实。

图3-31为焦作矿区瞬变电磁视电阻率断面图。利用该方法探测到巷道底板存在隐伏断裂构造。通过在此布置放水孔，钻孔涌水量为60m³/h此隐伏断裂的含水性得到了证实。

图3-30 焦作矿区某巷道瞬变电磁视电阻率图

图3-31 瞬变电磁视电阻率断面图

图3-32焦作矿区某巷道瞬变电磁视电阻率断面图。在某运输巷向下帮侧（平行岩层倾向）探测距离110m处有无平行运输巷走向、断距为25m的断层（该断层为原地质勘探报告推断结论），利用该方法否定了此处该断层的存在（110m处为相对高阻），并得到钻探证实。

图3-32 焦作矿区某巷道瞬变电磁视电阻率断面图

图3-33焦作矿区某工作面瞬变电磁视电阻率断面图。该图为某工作面运输巷瞬变电磁45°斜下方探测结果。探测时0～430m段已经完成煤层底板注浆改造，大部分区域显示为相对高阻，但0～100m段下部阻值不高，认为是注浆改造效果差，需补打少量钻孔；460～590m段因尚未注浆改造，显示为相对低阻区，为煤层底板注浆改造重点区域。

图3-33 焦作矿区某工作面运输巷瞬变电磁视电阻率断面图

6.地质雷达

地质雷达是在矿井井下利用电磁波的传播时间来确定所需探测反射体（断层、陷落柱、喀斯特等地质异常体）的距离，它是矿井井下用于超前探测的有力工具。

7.超低频遥感地质探测仪

北京大学课题组在国家863计划资助下，研制了超低频遥感地质探测仪，并于2002年5月成功申请专利，该装置在石油天然气勘探和水文工程地质勘探领域获得较好应用。在煤田瓦斯方面，课题组研究成员已经在河南伊川郑煤集团公司暴雨山煤矿和登封金岭煤矿，进行了超低频遥感地质探测试验，探测曲线解释基本正确，反映明显，具有推广应用价值。之后在郑煤集团公司大平矿、超化矿进行超低频遥感地质探测试验。目前在郑州矿区和将在焦作矿区应用。

8.综合应用评述

直流电法技术主要用于划分岩层贫富水区域，探测巷道附近构造破碎带位置，工作面采煤时的易突水地段或确定放水孔孔位等。该方法优点是仪器简便、理论成熟、抗干扰能力强、方法灵活；缺点是井下数据采集时必须保证电极接地条件良好，体积效应影响资料解释时对异常区具体方位的准确判断。

无线电波坑透技术主要用于探测工作面内部陷落柱形态，隐伏断层构造带位置，富水性区域，夹矸和薄煤带等地质异常体。该仪器优点是仪器简便，对异常区定位效果好，施工快速；缺点是同象异质现象明显，井下数据采集时需断开测区内电缆，避免电磁干扰，资料解释时对异常区的定性判断仍需与地质资料结合。

瑞雷波技术主要用于全方位探测巷道附近的喀斯特、岩层界面及断层带、富水区、裂隙发育区等地质异常体。该仪器优点是全方位、快速、定位误差小、施工灵活；缺点是资料解释时“定量”易而定性难，较易引起多解性，井下工作时需多次重复探测，提高结果的可靠性，探测深度较浅，一般不超过40m。

音频电透技术主要用于探测整个工作面富水性的横向变化情况和顶、底板岩层岩性。该方法优点是井下抗干扰能力较强，仪器精度高；缺点是资料解释时对异常区的纵深位置不易准确判断。

瞬变电磁技术主要用于全方位探测巷道各方向或工作面内部的顶底板相对富水区位置及形态、构造破碎区，确定工作面采煤时的易突水地段或放水孔位置，划定煤层底板注浆改造重点区域等。该方法优点是适用于各种角度和方位探测，探测方向性强，对低阻区敏感，布置灵活，施工高效；缺点是井下工作时需注意尽量避开大的金属干扰体，在某些理论问题上需要进一步研究。

矿井地质雷达探测技术的最大优点，既是矿井井下超前探测（探距30～40m）的有力工具，又具有施工点面积小，垂直、水平方向探测均可，探测的精度也比较高；缺点是抗干扰差。

物探技术经过几十年发展，呈现出应用广泛、技术丰富、仪器多样的特点，但各种仪器和技术方法都有自己的适用范围和优缺点。焦煤集团公司在多年推广应用上述各种物探技术的实践中，深感应充分了解各种物探仪器和技术的特点，针对性地使用的重要性。

总之，实际应用时应尽可能采用综合物探手段，优缺互补，相互取长补短，多种方法并用，对目标体做出正确判断，尽可能消除多解性，这样才能满足矿井生产多方面的需求，使得物探工作快速准确向着定性又定量的方向发展。应当指出，矿井物探技术的发展是几十年来焦作矿区防治水工作者们积极探索的结果，这和前辈们与地测处防治水中心同行们的集体努力分不开。作者参加了部分实验与研究工作。

二、焦作矿区井下水位监测系统

随着矿井水平的延伸和采区的推进，目前大量的水文观测孔被破坏，部分观测孔因长期锈蚀而失去观测价值，使一些生产地区没有地下水水位资料，直接影响着这些地区的安全生产。往往花费几十万元施工的水文观测孔，仅投入使用1～2个月就被破坏。如果在地面施工水文观测孔，不仅需花费高额的资金，而且地面观测孔容易遭受人为破坏。因此，建立井下水位监测系统已成为当务之急。

焦作煤业集团公司采取了许多行之有效的防治水措施，其中地下水位观测系统的建立就是有效的防治水措施之一。地下水位观测系统为工程技术人员及时准确地掌握地下水水位变化情况，制订切实可行的防治水措施提供了依据。特别是当煤层底板突水发生后，地下水位动态变化能为准确判断煤层底板突水水源，预测煤层底板突水水量的变化趋势，采取相应的防治水措施提供依据。焦作矿区积极开展防治水工作，通过各种途径同煤层底板突水灾害作斗争，到目前为止，已连续20年未发生淹井事故，矿井涌水量也由过去的650m³/min减少至目前的280m³/min。

1.水位监测系统

（1）水位监测系统在焦作矿区的发展历史：20世纪80年代中、后期，焦作矿区就开始建立地面水文观测孔水位遥测监测系统，但仪器供电电源为电池供电，没有及时更换电池，而使仪器损坏。另外，野外遥测系统也容易遭受破坏。不易保护。因此，该系统没有得到推广应用。

20世纪90年代，因地面观测孔的急剧减少，又缺乏资金在地面施工水文观测孔，为满足安全生产的需要，就在井下施工放水测压孔，以了解地下水位的动态变化。水位的观测部分矿井使用压力表，另一部分矿井使用水位自动记录。水位自动记录仪虽然比用压力表观测井下水位先进得多，但水位自动记录仪供电电源为充电电池，数据的存储模块必须上井后才能传输到微机，才能输出水位数据，使用起来不方便，且使用寿命短。

21世纪初期，随着信息技术迅猛发展，现代传感技术的日趋成熟，采用先进的自动监测方法已是大势所趋。焦煤集团公司与煤科总院抚顺分院合作，于2001年成功地在演马庄矿建立起一套井下水位监测系统，该系统将计算机测控技术、计算机网络技术、远程数据通信技术融为一体，强有力地实现了远距离的井下水位数据采集、传输、实时数据集中监测、处理。该系统克服了以前水位监测系统的缺点，供电电源采用井下防爆供电电源，实现了全自动实时对井下水位进行监测，具有投资少，精度高，使用寿命长，操作方便的优点。

（2）水位监测系统组成及主要功能：系统由主站（地面监测中心站）和N个分站（井下水压观测站点）构成。

主站：由计算机、打印机、远程数据通信设备及系统应用软件（含系统控制、数据通讯、数据处理等），设在地面监测中心机房。

主站是通过远程数据通信设备对井下分站进行远程控制，实时获取井下各观测点的水压数据，同步监测井下各水压观测点的水压变化情况。并通过系统应用软件将水压数据进行整理、辑录、显示。根据需要利用系统应用软件生成相关数据报表、绘制各类曲线、图形、打印输出等，同时还可以在网上，将相关数据传输。

分站：由高精度水压传感器（或高精度压力变送器）、数据采集器、数据通讯接口、远程数据通信装置、防爆电源、安全保护罩等组成。安装在井下水压观测点。

分站完成水压数据采集，实现水压数据的远距离传输。分站系统是通过压力传感器反映水压变化的物理量转换为电压（电流）形式的模拟量。该模拟量经由放大、模数转换电路处理后再将其转换为数字信号，通过数据采集器内置计算机系统对该数字信号进行处理并记录到存储器中，完成数据采集。与此同时数据采集器内置远程通信接口设备也在不断检测主站信息。当检测到主站要求发送数据指令信息时则由数据采集器内置计算机控制，通过远程数据通信设备将数据采集器记录的水压数据发送至主站。

（3）系统主要技术指标

主站：硬件配置：intel P4 2.53 G/256 M DDR/80 G/16 倍 DVD/17 英寸液晶/56 K/100 M/A3幅面激光及彩色喷墨打印机；系统运行环境：Windows98 se/windows Me/win dows2000/windows XP；操作方式：全中文菜单式；观测方式：实时监测；数据记录方式：自动、手动任选；测量时间间隔：任意设置；暂存数据：≥1000组。

分站：防爆类型：本质安全型；压力测量范围：0～10MPa；传感器精度：±0.3%F·S；分辨率：2.0cm；通讯距离：＞500m；传输速率：＞300pbS；分站个数：1～255（255Max）；环境温度：0～+40℃。

2.井下水位监测系统使用情况

焦作矿区演马庄矿于2001年12月建立了井下水位监测系统，由于资金等原因，当时仅设立了两个分站，即在该矿25采区下山施工两个测压孔（L₈灰岩含水层），安装SY1151压力传感器，SY-1型数据采集器，数据通讯口，防爆电源。水压数据经通讯电缆传输到地面主站，再根据用户的需要，利用系统应用软件生成相关数据报表（如日报、月报、年报），绘制各类曲线、图形（如月曲线图、月柱状图、年曲线图、年柱状图），对水位进行实时监测。通过近几年的使用，井下水位监测系统具有投资低、操作方便、数据准确可靠，使用寿命长等优点，克服了过去地面观测孔测水位难，数据不准确，观测孔易遭破坏等缺点。即使发生淹井事故，井下无供电电源，系统亦能利用本身电池正常工作一个月。2002年5月10日，井下水位监测系统显示L₈灰岩含水层水位下降，就立即与井下联系，得知25031工作面煤层底板突水，根据井下水位监测系统显示的水位平稳下降趋势，且没有发现L₈灰岩含水层水位有反弹现象，判断该煤层底板突水点水源为L₈灰岩，煤层底板突水点涌水量不会急剧增大，对安全生产不会造成大的影响。由此可见，井下水位监测系统能了解地下水位的动态变化，为判断煤层底板突水水源，采取相应的防治水措施提供依据。

该系统于2003年底已建成投入使用，井下的水文孔资料直接在各矿计算机上显示。目前焦作煤业集团公司和北京龙软公司合作，将各矿与集团公司网络联系起来，只要在集团公司的任何一部上网计算机上，进入水文监测系统网站，就能查阅到各生产矿井下各含水层的水位资料。目前正在进入试运行阶段。

可以认为井水位监测系统是一项经实践证明了的成熟技术。井下水位监测系统具有投资少、操作方便、数据准确可靠、使用寿命长等优点，能够代替地面水文观测网。井下水位监测系统具有推广应用前景。探测和监测技术是高承压水上采煤水害综合控制技术的重要组成部分。

Ⅷ 火星岩石成分探测方法

c14法是拿来探测物资的年龄的啦，又可以叫做“碳14年代检测法”。

检测岩石成分的方法应该就只有化验了。
http://ke..com/view/509264.htm

Ⅸ 电法勘探和地震勘探方法在原理，应用上的区别

地震勘探：
可以查清楚地下岩层的速度和密度物理参数，用来解释地下岩层的起伏形态，构造的分布状况，岩性的变化情况
电法勘探：
可以查清地下的电阻率电导率物理参数，常用来经行水、金属或者其他高阻类的地质体
磁法勘探：
可以查清大地电磁的分布情况，用来查清探测区域的磁力异常，通过磁力异常来定位特殊矿产
重力勘探：
雷同磁法，探测的物理参数为重力
地质雷达：
通过发射电磁波来进行快速的地下电性差异层，常用来进行路基检测，管网探测等等
地震、电法井间CT：
通过不同的井下布设发射、接受装置来检测相应的地球物理参数，进一步通过CT成像方法来对井间的地层进行成像
井地CT：
采用井中激发，或者地面激发，井中或者地面接收地球物理场的变化来进行类似于椎体的成像
vsp、rvsp采用井中激发，或者地面激发，井中或者地面接收地球物理场的变化来进行地下情况的成像
常见院校有：
中国石油大学
中国海洋大学
中国地质大学
中国矿业大学
中南大学
中科院相关院所（较多不列举）
各大石油学院
吉林大学
成都地质学院（现为科技大学）
等等等等
地震类的勘探成像精度高，可以用来定量分析。其他方法一般具有体积效应，常用来进行定性勘探。

Ⅹ 地基承载力检测方法有几种方法

有以下4种方法：

1、原位试验法（in-situ testing method）：是一种通过现场直接试验确定承载力的方法。包括（静）载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、旁压试验等，其中以载荷试验法为最可靠的基本的原位测试法。

2、理论公式法（theoretical equation method）：是根据土的抗剪强度指标计算的理论公式确定承载力的方法。

3、规范表格法（code table method）：是根据室内试验指标、现场测试指标或野外鉴别指标，通过查规范所列表格得到承载力的方法。规范不同（包括不同部门、不同行业、不同地区的规范），其承载力不会完全相同，应用时需注意各自的使用条件。

4、当地经验法（local empirical method）：是一种基于地区的使用经验，进行类比判断确定承载力的方法，它是一种宏观辅助方法。

(10)岩层检测方法扩展阅读

检测原因

与钢、混凝土、砌体等材料相比，土属于大变形材料，当荷载增加时，随着地基变形的相应增长，地基承载力也在逐渐加大，很难界定出下一个真正的“极限值”，而根据现有的理论及经验的承载力计算公式，可以得出不同的值。

因此，地基极限承载力的确定，实际上没有一个通用的界定标准，也没有一个适用于一切土类的计算公式，主要依赖根据工程经验所定下的界限和相应的安全系数加以调整，考虑一个满足工程的要求的地基承载力值。

它不仅与土质、土层埋藏顺序有关，而且与基础底面的形状、大小、埋深、上部结构对变形的适应程度、地下水位的升降、地区经验的差别等等有关，不能作为土的工程特性指标。

另一方面，建筑物的正常使用应满足其功能要求，常常是承载力还有潜力可挖，而变形已达到可超过正常使用的限值，也就是变形控制了承载力。

因此，根据传统习惯，地基设计所用的承载力通常是在保证地基稳定的前提下，使建筑物的变形不超过其允许值的地基承载力，即允诺承载力，其安全系数已包括在内。无论对于天然地基或桩基础的设计，原则均是如此。