物探技术在固体废弃物探测的应用及前景展望

物探技术在固体废弃物探测的应用及前景展望（精选10篇）

物探技术在固体废弃物探测的应用及前景展望 第1篇

综合物探技术在堤坝隐患探测中的应用

本文给出笔者参与的浙江温岭东浦新塘隐患探测、椒江外沙海塘渗漏探测、缙云白马水库和玉环里墩水库坝体渗漏探测等几个实例,详细说明了综合物探技术在堤坝隐患探测中的作用、优点和需要注意的问题,具体分析了堤坝隐患的不同特征和综合物探方法的特点.工作实践表明:高密度电阻率法、探地雷达法、瑞雷波法及其综合运用能有效探测坝体缺陷,查明渗漏原因.同时,由于每种方法各有应用前提及局限性,故应针对可能的.隐患特征,选用合适的探测方法及其组合,并努力提高信号采集和处理解释水平.

作 者：葛双成 江影 颜学军 GE Shuang-cheng JIANG Ying YAN Xue-jun 作者单位：葛双成,江影,GE Shuang-cheng,JIANG Ying(浙江省水利河口研究院,杭州,310020)

颜学军,YAN Xue-jun(温岭市水利局,温岭,317500)

刊 名：地球物理学进展 ISTIC PKU英文刊名：PROGRESS IN GEOPHYSICS年，卷(期)：21(1)分类号：P631关键词：堤坝 隐患探测 综合物探 高密度电阻率法 探地雷达 瑞雷波法

物探技术在固体废弃物探测的应用及前景展望 第2篇

综合物探技术在滨海地区浅层断层探测中的应用

在滨海地区采用探地雷达和高密度电阻率法结合的综合物探技术开展了近地表断层探测,并采用球面扩散补偿技术进行雷达衰减信号补偿,采用基于正演模拟的`背景消除技术进行了低阻背景消除.处理资料显示雷达剖面能够清晰反映断层产状、断点埋深和岩土层界面.高密度电阻率剖面也能清晰反映出断层的高阻分布特征.能量补偿和背景消除计算是强导电地区电磁探测资料处理中的有效方法.

作 者：尚浩 郭秀军 杨建  作者单位：尚浩,郭秀军(中国海洋大学,山东,青岛266100)

杨建(青岛市地震工程研究所,山东,青岛,266003)

刊 名：中国水运（下半月） 英文刊名：CHINA WATER TRANSPORT 年，卷(期)： 09(6) 分类号：P623.1 关键词：断层探测   滨海地区   探地雷达   高密度电阻率法  

物探技术在固体废弃物探测的应用及前景展望 第3篇

地球物理勘探是通过观测和研究各种地球物理场的变化来解决地质问题的一种勘察方法。在自然界, 不同的物理作用具有不同的物理场, 例如, 在重力作用的空间有重力场 (重力勘探) ;天然或人工建立的电 (磁) 力作用的空间有电 (磁) 场 (电法勘探和电磁法勘探) ;波动传播的空间有波场 (地震勘探) 等。而组成地壳的不同岩土介质往往在密度、弹性、电性、磁性、放射性以及导热性等方面存在差异, 这些差异将引起相应地球物理场的局部变化, 对于这种与地下岩土介质局部变化有关的地球物理场的变化, 称之为异常场。

工程物探就是针对具体工程项目通过专门的仪器观测这些地球物理场的分布和变化特征, 然后结合已知地质资料进行分析研究, 推断出地下岩土介质的性质和环境资源等状况, 从而达到解决地质问题的目标。

2、工程物探技术在岩土工程中的应用

2.1 工程物探技术在岩土工程检测中的应用

工程物探技术在岩土工程检测方面的主要作用是地基加固效果的质量检测、大坝的碾压密实度、路基的密实度、混凝土构件、基桩的质量检测和评价。常用的方法有瞬态面波法、地质雷达、弹性波速度测井等, 主要通过弹性波速度和电磁波速度与原位测试试验值以及密实度之间建立相关关系, 通过施工前后的检测结果进行对比分析。此外, 根据弹性波和电磁波在介质中传递的速度变化可以对大坝及建 (构) 筑物等混凝土构件的裂缝进行检测, 掌握裂缝状况和有关参数, 判断对在建构筑物的危害程度及研究相应的补强措施。另外还可以检测混凝土路面、沥青路面、垫层的厚度等。

桩基无损检测是工程物探技术在建设工程施工质量控制应用最为广泛的一种重要技术手段。主要的测桩方法分为动力试桩法和声波测桩法两种, 它是根据弹性波传递速度变化来判断混凝土质量、桩身缺陷及缺陷的位置、桩的施工长度和桩的形状等, 具有成本低、速度快, 适合大面积检测, 并且可以随机抽样, 而在国内外被广泛采用。

2.2 工程物探技术在岩土工程勘察中的应用

由于工程物探技术可以利用连续加密测点的资料从而获得连续的地质界面, 因此能有效地解决传统钻探手段以点带面划分地质界面方法常带来的漏判、划分不准确等缺点, 并且能有效地解决传统勘探手段难于解决的诸多岩土工程问题, 如地下不明物体、洞穴、滑动面、软弱结构面、断层、破碎带等在地下的分布特征、形态、埋藏深度、位置。相对传统的钻探方法, 工程物探技术的使用受场地、地形条件的限制较少, 具有节省时间、节省费用、勘探精度高等特点。合理地选择、运用工程物探技术与传统勘探手段相结合, 无疑是在激烈的勘察市场竞争中制胜的法宝之一。在岩土工程勘察工作中应用最为广泛、发展最快的是弹性波技术。由于它是利用介质传递弹性波的特点来揭示地下物体界面, 当地下物体的界面物性差异较大时, 弹性波就会从运动学和动力学两个方面表现出异常来;其次是电磁波技术和电法技术, 其主要代表是地质雷达勘探方法和高密度电法。

采用弹性波速度测井技术和场地常时微动测试可以获得建设工程抗震设计、建设场地和地基地震效应评价所需的岩土动力参数和设计地震动参数, 如动剪切模量、剪切波速、动泊松比、动弹性模量、卓越周期、结构自振周期等。它们是建筑场地的类别划分、地震作用和结构抗震验算的主要依据。

3、工程物探技术在岩土工程中的应用前景

物探技术具有经济、快速、效果好等特点, 尤其是对探测对象不造成损伤, 从而使其显示出强大的生命力。目前, 随着计算机技术的发展和各种反演方法的不断创新, 物探技术正朝着探测精度更高、探测范围更广、解释更准确的方向发展, 表现出前所未有的广阔发展前景, 被广泛应用于工程、环境、灾害地质调查等领域, 越来越受到人们的关注。相信在不久的将来, 物探技术必将在工程地质领域发挥更重要的、不可替代的作用。下面就近年来发展起来的几种物探方法做一个简要分析。

3.1 地震波层析成像 (CT) 技术

3.1.1 原理

CT技术是利用来自不同方向的地震波 (通常是人工激发的地震波) 走时来探测对象内部速度结构的成像技术。在不同的地质条件下采用恰当的激发和接收点的排列接收地震波, 利用波动走时反演地质体各个单元的弹性波速, 从而得到被探测地质体的波速分布图像, 这就是CT技术的基本原理。

3.1.2 发展和应用

CT技术是近年来发展起来的一种重要地球物理方法。该技术大约在上世纪八十年代中期起步, 最初在石油勘探中开发应用, 并获得较好的地质效果。随后, 随着计算机技术的进步, 该技术逐渐被应用到地质工程领域, 取得了显著的效果。

由此可见, 该技术与常规的剪切波速测试相比较, 具有较高的分辨率, 能有效地确定岩溶和岩体破碎带, 更有利于全面细致的对岩体进行稳定性评价, 圈出地质异常体的空间位置, 从而为岩体分区及波速成像开拓了新的途径。另外, 地震波层析成像技术在研究复杂岩体结构、岩体力学性状与分区及岩体力学参数获取等方面是有效的, 值得在其他类似工程项目中推广应用。

3.1.3 前景

由于CT所用仪器为浅层地震仪, 因此它涵盖了浅层地震仪在这方面的所有优点, 只要地质钻探能达到的场地, CT均可进行有效的剖面测试而不受风化层和地表障碍物的影响。CT探测深度主要受电缆线长度和井深的约束, 只要有足够的电缆线和井深, CT剖面就有足够的深度。CT成图效果好、直观, 与工程地质参数关系密切, 可为工程设计提供直接依据。所以, CT技术在工程地质中是一项值得大力推广应用的新方法新技术。

3.2 隧道地震勘探 (TSP) 方法

3.2.1 原理

TSP测量系统是一个优化的由硬件和软件组成的测量系统, 它利用高灵敏度的地震检波接收器, 广泛收集由布置在隧道单侧壁上多个地震激发点产生的地震波, 及其在围岩传播中遇到不同反射界面时的反射波, 通过分析反射界面所在的位置经过数据处理和解译, 结合具体的地质情况, 预测影响施工的断层、岩石破碎带。该系统是专门为隧道和地下工程超前地质预报而设计的, 主要用于预报隧道掌子面前方、上方和下方不良地质的性质、位置和规模, 最大探测距离为掌子面前方300~500m, 最高分辨率为≥1m的地质体。目前世界上主要运用TSP202和TSP203系统, 我国都有引进, 并且发展和应用势头良好。

3.2.2 应用和发展

TSP探测在我国的工程应用, 在最近几年才发展起来, 应用方面有铁路、公路隧道工程也有水电系统各类长短隧洞工程, 甚至还扩展到煤矿井下断层的探测, 成果可喜。目前主要应用在探测工作面前方存在的断层、特殊软岩、煤系地层中的煤层、富水砂岩层和煤系地层与其它地层的界线;探测工作面前方存在的溶洞、暗河和岩溶陷落柱;还能探测岩浆岩岩体、岩脉等特殊地质体;查明前述不良工程地质体的位置和规模, 概略地判断不良地质体的围岩级别等。曾在渝怀铁路线圆梁山隧道、大支坪隧道横洞掌子面等众多工程中有着成功的应用。随着TSP系统的不断完善和解译技术的不断进步, 该技术必将在我国的隧道建设中发挥越来越重要的作用。

3.2.3 前景

该方法与其它超前地质预报的设备相比, 最大优点是:探测距离远, 分辨率高, 抗干扰能力强, 影响施工很少。TSP超前地质探测作为一种新型的工程地球物理探测方法, 采用深度偏移成像方法, 提高了解释精度和预报的准确性。因此, 该方法具有很好的应用前景。

但是TSP在实际工作中也存在较多问题, 最主要的问题就是不良地质条件的判断缺乏明确的指标, 更多依赖于经验, 特别是地质专家的经验。其次, 对于与隧道走向近乎平行的断裂带、饱水带, 以及几何形状为圆柱体或圆锥体的溶洞等等, 尚无法探测识别, 这也将是下一步的研究工作重点。另外, TSP探测所能解决的问题, 与施工单位直接需要解决的问题 (围岩级别和塌方可能性评价) 有一定的差距。为了解决这个问题, 技术人员还要补充学习一些地质力学知识, 最好辅以跟踪地质工作。要提高超前地质预报的精度, 除了提高解译水平外, 最好是应用两种或两种以上的长期预报方法进行相互印证, 从而尽量使多解变为单解。

3.3 地质雷达

3.3.1 原理

探地雷达是利用超高频 (106~109 Hz) 脉冲电磁波探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法。探地雷达探测时, 通过发射天线向地下定向发射脉冲电磁波, 脉冲电磁波能量就向地下 (或其它方向) 定向辐射。当脉冲电磁波传播过程中遇到有电性差异的界面或目标体 (介电常数和电导率不同) , 就会发生反射和散射现象。通过对接收的反射波进行校正、叠加、滤波和偏移等处理, 可以确定介质中电磁波传播速度, 再结合电磁波双程走时时间来确定界面或目标体的位置, 分析接收的反射波形态、幅度、变化特征等并结合相应的地球物理解释模型来判定界面或目标体性质。

3.3.2 发展和应用

探地雷达这一概念是在1910年德国一项专利中首先被正式提出, 最初是在矿井中试验和应用。上世纪七十年代, 我国开始引进和研究, 并逐渐应用到工程中。到上世纪九十年代, 由于其高效快捷、高分辨率等特征, 在我国浅层与超浅层地质调查及工程中得到了广泛应用。利用探地雷达对堤坝滑动面进行探测、水库滑坡体覆盖层与破碎带的分界面探测、水库溶洞探测等方面, 都有很多成功的实例。另外在工程地质其它领域也有广泛应用, 如探测覆盖层厚度、松软层厚度及分布、基岩风化层界面及分布、基岩节理和断裂带、地下水分布等, 探查地下溶洞、空洞、塌陷区、地下排污巷道、管道及地下管线等。

该技术在工程质量检测中也有广泛应用, 主要检测衬砌厚度、破损、裂隙、空洞、渗漏带、回填欠密实区、围岩扰动等, 检测精度可达厘米级。检测公路及城市道路路面、跑道、挡墙等各层厚度和破损情况, 挡墙、桥梁、混凝土构件等中的空洞、裂隙及钢筋分布等。运用该技术检测公路隧道、引水涵洞衬砌质量及混凝土结构中钢筋铺设质量等, 已取得了显著的效果。

3.3.3 前景

虽然地质雷达技术有着较为广阔的应用前景, 但也存在一些局限性, 主要体现在两个方面。一是探测深度方面, 由于地质雷达发射的电磁波频率越高, 电磁波在地下介质中衰减越厉害, 探测距离越小, 同时分辨率越低。因此在不增加地质雷达体积和重量的情况下, 如何提高其发射功率和分辨率还有待于研究。二是地质雷达受地面金属体、电线等干扰较大, 因此如何避免或较好地压制这些干扰, 较为真实地反映地下情况, 也是一个值得研究的课题。

地质雷达技术作为一种物探手段, 同样存在多解性和目标体方向不确定性的缺陷。因此, 要把地下介质的电性转化为地质情况, 必须把地质、钻探、探地雷达这三个方面资料有机地结合起来, 建立测区的地质—地球物理模型, 才能获得正确的地下地质模式。

4、结语

工程物探从学科上讲是一个独立的学科, 但又是一种为岩土工程服务的综合应用技术。岩土工程需要工程物探方法解决的岩土工程问题归纳有以下几个方面:

(1) 界面问题:主要有岩土体的界面划分, 地质构造和软弱结构面的判定, 以及不良地质体的地质界面等。

(2) 形态问题:主要有不明地下物体、空洞, 以及界面的分布形态、埋藏位置和埋藏深度等。

(3) 参数问题:岩土工程勘察、设计所需的各种参数, 如动力参数、卓越周期、结构自振周期、剪切波速等。

(4) 施工质量检测:地基加固效果的对比、桩基检测、其它工程质量方面检测。

由于各种物探方法的应用都依据一定的物理前提, 且地质、地球物理条件和边界特征对测试成果具有较大的影响, 使得这些方法技术存在着一定的条件性和局限性, 加之大中型重点工程大多具有比较复杂的地质和工程问题, 所以采用单一的物探方法一般难以查明或解决有关地质和工程问题, 此时应根据被探测的目的层或目的物的埋深、规模及其与周边介质的物性差异, 合理地选择一种或几种有效的工程物探方法, 以提高物探成果的地质解释精度和成果分析质量;另外, 正式开展工程物探工作之前, 应认真做好前期试验工作, 认真做好对比研究, 选择最佳的采集方案和最佳的采集装置, 这是保证勘探成果质量的前提条件;同时, 工程物探成果应该通过与钻探、原位测试、试验成果进行对比、验证, 并建立相对应的经验关系, 从而建立起一系列定量分析、判断标准, 使工程物探技术和成果更好地应用于岩土工程。

摘要：本文简要论述了工程物探技术在解决一些岩土工程问题中的作用, 并结合现阶段几种物探技术的发展情况, 对CT技术、TSP法及地质雷达等在工程地质中的应用和发展情况进行了分析。

关键词：工程物探技术,岩土工程,地震波CT技术,TSP法,地质雷达

参考文献

[1]王振东.浅层地质勘探应用技术.地质出版社.1994年

[2]陈新球, 彭绪洲.特殊条件下的物探检测及其应用效果[J].地球物理学进展.2004, 19 (4)

[3]杨玉春, 刘康和.试析综合物探的意义和作用[J].西部探矿工程.2005, 17 (11)

[4]刘云祯.工程物探综述.中国建筑学会工程勘察分会第六届学术交流会论文选集.地质出版社.2000年

物探技术在固体废弃物探测的应用及前景展望 第4篇

关键词：物探技术；地下管线探测技术；综合分析；具体应用

地下管线的探测技实际上就是对城市中地下的各种管线进行测绘的一种交叉技术，采用不同的探测方法对城市中地下管线的埋设的具体位置进行测绘。然后对地下管线的分布进行编绘。

一、几种常用的物探技术的分析

城市的雨污水的分流改造等都必须在明确城市的基础上进行。物探的方法是基于探测目标与周围介质的物理性质的差异的基础上进行的。根据管线的材料可以将管线分为金属管线和非金属管线两种。一般来说可导电的管线有光缆和电缆以及给水管道等，其中给水管道又有导电性较差的球墨铸铁管和导电性较好的铸铁管。而排水管大多数采用的是不导电的PVC材料，燃气管道使用的是PE材料，也不导电。总之，不论目标管线使用的是金属材料还是非金属的材料，埋设环境与管线之间存在的物性差异才是物探方法进行应用的基础。

（一）电磁感应法。由于导电的金属周围存在一定的磁场，因此可以通过对该磁场进行接收来判断地下管线的具体深度与埋设的具体位置，电磁感应法是进行地下管线探测最为有效的方法。该种方法能够有效的使用于金属地下管线的探测，主要包含了光缆线、电缆线以及导电性能较好的铸铁的给水管道等等。为了能够更好的确定地下管线的深度与位置，提高电磁感应发进行地下管线探测的效率与准确性，管线中的电流最好应该使用人工激发的方式，并且还应该根据目标管线类型的差异，使用不同的人工激发的方法。人工激发的方法主要哟偶感应法、夹钳法以及直连法三大类，其中感应法主要适用于不存在露口的光缆线以及电缆线等等，由于该类地下管线不能通过夹钳法与直连法进行探测，因此最好使用感应法进行探测。感应法主要是使用发射机线圈在目标地下管线上产生感应电流，然后利用接收机对管线电流所产生的磁场进行接收，进而判定地下管线的具体深度与位置。夹钳法主要适用于光缆线以及电缆线等，即不存在接口同时也不允许仪器与管线进行直接连接的管线，该方法主要是通过在目标管线上进行加夹钳，让目标管线产生感应电流，从而产生磁场，确定地下管线详细位置。而直连法主要适用于地线管线的管道直径较大的金属管，通过导线将管道与管线仪的发射机进行直接连接，从而确定地下管线的具体位置。

（二）电磁波法。电磁波法主要适用于非金属对的地下管线，该方法主要是在地面进行布置测线，然后利用探地雷达的发射天线进行电磁波的发射，接收天线主要负责对管线所反射的电磁波进行接收，然后根据接收的电磁波与发射的电磁波之间的管线，确定地下管线埋设的具体深度与位置。电磁波法主要适用于对非金属管线的探测，该方法具有探测的地下管线的位置明显，但是使用该方法进行地下管线位置的探测的工作效率较低。

（三）弹性波法。弹性波发主要用于道路路面下的非金属管线的探测，道路路面下的非金属管线使用探地雷达进行探测的效果较差，但是使用弹性波发进行测量，能够有效的解决探地雷达中存在的问题。由于道路一般使用的是沥青或者是水泥，因此具有非常良好的弹性波激振条件。当震源激振后，便会引起激发点质点的振动，然后通过应力波的方式向地下进行传播，当波阻发生变化时，应力波会被地面上所布置的传感器进行接收，接收方式又可以分为反射共偏移观测系统和自激自收两种。

（四）瞬变电磁法。瞬变电磁法主要适用于含有雨和污的管道以及自来水管道等，瞬变电磁法主要是使用不接地的回线向地下发送脉冲电磁场，然后激发地层介质产生二次电磁场，然后利用线圈对二次电磁场进行接收，然后对所接收的信息进行分析，从而达到探测地下管线目标的目的。使用该方法进行地下管线的探测与探地雷达进行地下管线目标探测相似，由于金属管道或者是管道中含有导电物质的反应的是低电阻，非金属管道或者是管道中不含导电物质反应的是高电阻，从而便能有效的推断出地下管道的具体位置和埋设的深度。瞬变电磁法主要有反应灵敏、不仅能够适用于含水管线和自来水管线的探测，同时对其他类型的管线的地下测量也有一定的反应。但是使用该方法对地下管线进行测量，对管线的直径与埋设的具体位置等反应的不够精确，并且由于低电阻与高电阻是相对的概念，范围大都是根据经验进行划定的，但是由于管道中的导电物质会引起管道电阻发生变化，因此使用该方法进行地下管线测量，应该结合已有管线的信息进行综合的判断。

二、管线测量技术

管线的测量技术主要是在进行质量探测的前提下，对地下管线所测取的成果进行测绘，并且还应该注意测绘工作与管线探测之间的衔接处理，最后还应该确保探测成果编制工作与图件编绘工作的顺利进行。地下管线的控制测量时根据地形测量与管线点连测所建立的图根控制。其中图根控制是采用电磁波测距导线进行布设的，地下管线点的高程的测量与平面位置采用的是全站仪进行测量。

结语

综上所述，通过上文的分析，可以得出以下几点结论：1、进行金属管线的测量最好选用电磁感应法。2、非金属管线的测量最好使用电磁波法。3、电磁干扰较大的非金属管道最好使用弹性波法进行测量。4、没有露点的金属管线或者是含有导电介质的地下非金属管线最好选用瞬变电磁法进行测量。

参考文献：

[1]钱晋武，孙流川，沈林勇等.非开挖地下管线探测中的弯曲变形检测装置研究[J].光学精密工程，2005，13（2）：179-184.DOI：10.3321/j.issn：1004-924X.2005.02.010.

[2]钱彦岭，王建伟，徐慧峰等.水平导向钻随钻地下管线探测预警系统研究[J].国防科技大学学报，2006，28（1）：107-110.DOI：10.3969/j.issn.1001-2486.2006.01.024.

[3]沈林勇，李亚旻，章亚男等.基于PSD的地下管线探测装置设计与分析[J].光学精密工程，2008，16（8）：1429-1435.DOI：10.3321/j.issn：1004-924X.2008.08.015.

[4]王法刚，叶国弘.频率域电磁法在探测地下管线中的应用[J].岩石力学与工程学报，2001，20（z1）：1787-1789.DOI：10.3321/j.issn：1000-6915.2001.z1.039.[5]林广元.厦门市地下管线探测和信息化的设计与实践[J].测绘通报，2005，（4）：43-46.DOI：10.3969/j.issn.0494-0911.2005.04.013.

物探技术在固体废弃物探测的应用及前景展望 第5篇

辐照技术在城市固体废弃物资源化中的应用

摘要：介绍了我国团体废弃物的.分布处理现状及存在问题,对辐射技术在污泥、建筑垃圾及高分子固体垃圾等方面废弃物资源化中的应用进行了综述,探讨了辐射技术在固体废弃物资源化方面的应用前景.作 者：郑勇    郭晓亚    ZHENG Yong    GUO Xiao-ya  作者单位：上海大学化工系,上海,00 期 刊：江苏环境科技  ISTIC  Journal：JIANGSU ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)：, 21(2) 分类号：X2 关键词：辐射    固体废弃物    资源化   

 

物探技术在固体废弃物探测的应用及前景展望 第6篇

针对铁矿采空区的特点,合理选择物探方法、灵活运用物探方法是准确探测采空区的关键.根据铁矿开采前后磁场的变化特征,结合开采前的.物探资料,利用高精度磁测探查采空区的空间分布、埋深是一种新的尝试,同时结合其它物探方法可相互补充、相互印正,效果更好.通过实例介绍了综合物探方法在铁矿采空区探测中的应用效果.

作 者：李书华 张福祥 赵宪堂 LI Shu-hua ZHANG Fu-xiang ZHAO Xian-tang 作者单位：李书华,赵宪堂,LI Shu-hua,ZHAO Xian-tang(山东正元地球物理勘测有限公司,山东,济南,250014)

张福祥,ZHANG Fu-xiang(莱钢工程指挥部,山东,莱芜,271100)

物探技术在固体废弃物探测的应用及前景展望 第7篇

本文以某矿6105掘进工作面为例, 对矿井水文地质条件进行分析。本着“有疑必探, 先探后掘”的原则, 对工作面前方煤岩的富水性进行物探研究。

1 工程概况

6号煤层是某矿的主采煤层, 煤层位于石炭系上统太原组上部, 除井田南部被剥蚀外, 全井田均有赋存, 结构简单, 含夹矸0~2层, 煤厚1.04m~9.20m, 平均4.10m, 顶板岩性为灰白色中粒砂岩, 底板岩性为灰黑色砂质泥岩, 属稳定煤层。其中6105工作面为一单斜构造, 煤岩倾向为298°, 走向为28°, 倾角为3°~10°, 近水平煤层。本工作面地质构造较简单, 从三维地震资料看, 工作面局部有一砂岩冲刷带和九条正断层。

从矿井水文地质资料中可以发现, 矿井主要充水因素主要有以下几个方面:地表水和大气降水、顶板砂岩水、奥灰岩溶水及采空区和废弃巷道积水。分析认为随着巷道掘进, 顶板裂隙将可能沟通上部采空区, 采空区积水及顶板裂隙水将渗入6105工作面, 对安全生产造成影响。为进一步探究工作面前方煤岩层的富水情况, 采用物探技术进行超前探测。

2 物探仪器选择及测点布置

2.1 仪器选择

探测仪器采用澳大利亚Monash Geo Scope公司最新的专业瞬变电磁探测仪terra TEM。该仪器具有抗干扰、轻便、自动化程度高等特点, 数据采集由微机控制, 自动记录和存储, 应用USB接口实现数据回放。

矿井瞬变电磁超前探测是在地面瞬变电磁法基础上发展而来的, 其原理基本相同。主要不同点是, 矿井瞬变电磁法是在井下巷道内进行, 瞬变电磁场呈全空间分布, 全空间效应是矿井瞬变电磁法固有的问题。煤层一般情况下为高阻介质, 电磁波易于通过, 所以煤层对TEM来说就没有像对直流电场那样的屏蔽性, 故接收线圈接收到的信号是来自发射线圈周围全空间岩石电性的综合反映。因而在判定异常体空间位置时, 需根据线圈平面的法线方向并结合地质资料加以综合分析确定。

2.2 测点布置

该次瞬变电磁探测测点布置于6105工作面切眼进尺180m迎头位置处。测点布置方法如图1所示, 图中箭头方向即为线框平面法线方向。根据多匝小线框发射电磁场的方向性, 可认为线框平面法线方向即为瞬变探测方向。因此, 其发射接收线框法线方向所对方向即为探测方向, 同理, 将发射接收线框平面分别对准煤层顶板、底板或平行煤层方向进行探测, 就可反映煤层顶、底板岩层或平行煤层内部的地质异常。

3 探测结果分析

本次探测利用多方向探测法从而形成一个完整的探测区域。将实测资料进行去噪、滤波, 然后进行反演后, 即可绘制视电阻率等值线扇形断面图。根据各个方向测线所得视电阻率等值线断面图, 对扇形断面进行分析, 主要对测线内可能存在的含水构造等地质异常区进行分析解释。最后结合实际地质资料, 确定巷道前方断层对应位置是否存在含水异常区。

3.1 扇形图分析

成果图为每一方向的视电阻率等值线扇形断面图, 图中下端横坐标0点位置为测点布置位置, 横坐标表示距测点位置的距离 (单位:m) ;纵坐标为该探测方向的探测深度 (单位:m) , 图中等值线为视电阻率值, 图2为按顺层方向进行分析。

经过分析视电阻率等值线成果图, 按照相对原则顺层方向选用视电阻率20作为低阻异常区划分阈值, 即视电阻率值小于所选阈值划为相对异常区, 在视电阻率等值线断面图中用红色等值线圈出。图上可以得出, 该探测方向存在四处小于20的相对低阻区域, 分别命名为E、F、G、H相对低阻异常区。

3.2 探测成果综合分析

扇形图分析结果显示, 巷道前方顺层方向存在4处相对低阻异常区为描述异常区位置, 以探测位置为原点, 两帮为X方向 (左帮为负, 右帮为正) , 巷道掘进方向为Y方向建立坐标系。其中:

顺层E相对低阻异常区位于巷道掘进左侧, 位于X:-72m~-100m, Y:0~64m区域内, 该异常区低阻范围较小, 低阻强度弱, 相对富水性评价为弱, 在顺层探测方向有低阻反映。

顺层F相对低阻异常区位于巷道掘进前方, 位于X:-13m~24m, Y:31m~51m区域内, 该异常区低阻范围较小, 低阻强度弱, 相对富水性评价为弱, 在顺层探测方向有低阻反映。

顺层G相对低阻异常区位于巷道掘进方向右前方, 位于X:42m~55m, Y:72m~89m区域内, 该异常区低阻范围较小, 低阻强度弱, 相对富水性评价为弱, 在顺层探测方向有低阻反映。

顺层H相对低阻异常区位于巷道掘进方向右侧, 位于X:59m~100m, Y:0~58m区域内, 该异常区低阻范围中等, 低阻强度弱, 相对富水性评价为弱, 在顺层探测方向有低阻反映。

以上E、F、G、H区域视电阻率值偏低, 在掘进过程中需要特别注意。

4 结论

井下瞬变电磁探测法超前探测技术具有施工方便、对施工空间要求不高、效率高等优点。通过对6105工作面切眼迎头位置顺层视电阻率等值线进行分析可以得出, 6105工作面富水区E、F、G、H区域视电阻率值偏低, 在掘进过程中需要特别注意, 探测成果可保障掘进正常进行, 指导矿井安全生产。

摘要：煤矿巷道掘进过程中的富水性探测关系到煤矿的安全开采。本文以某矿6105掘进工作面为例, 选择terra TEM瞬变电磁探测仪对工作面附近富水性进行超前探测, 并对探测成果进行分析, 找出了工作面附近的富水区域。结果表明:6105工作面切眼迎头位置顺层有四个区域 (E、F、G、H区域) 的视电阻率低于异常区划分阈值, 富水可能性比较大, 掘进过程中应特别注意。

关键词：瞬变电磁探测仪,物探,富水性

参考文献

[1]石学锋, 韩德品.直流电阻率法在煤矿巷道超前探测中的应用[J].煤矿安全, 2012, 43 (05) :104-107.

[2]邵雁, 等.综合物探技术在煤矿岩巷掘进超前探测岩溶中的应用[J].矿业安全与环保, 2007, 34:25-28.

物探技术在固体废弃物探测的应用及前景展望 第8篇

【关键词】地下管线系统；物探技术；地下管线探测

引言

城市的建设和规划是推进城市化建设的主要工作，做好城市的规划可以促进城市的发展，提高城市的建设质量。这也就表明了城市建设的主要任务，因此要推动社会的发展和城市的建设，就要做好建设施工过程中地下管线的处理，在施工时使用物探技术有利于摄取被探测地区地下物质的分布情况，解决施工过程中遇到的地质问题或工程问题。而且，物探技术的使用成本较小，操作简便，是城市规划建设中的有效探测手段，有利于促进城市规划的顺利进行，因此在城市的建设中得到广泛的应用。

一、物探技术的主要探测方法

1.电磁感应法

在进行地下管线的探测时，对于金属管线和电缆一般会使用电磁感应的方法来进行探测，因为电磁感应法主要是运用了电磁感应的原理，操作起来较为简便，并且探测的准确性高，因此在地下管线的探测中得到了较为广泛的应用。在探测的过程中，地下的金属管线等会在磁场的影响下生成感应电流，并且形成相应的磁场，这时工作人员在地面测量后来生成的电力强度和分布等就可以探测到地下管線的位置情况。并且对于地面已经露出一些金属管线的情况还可以使用直接法进行探测，即将探测设备与露出的金属线直接相连接，并使探测设备的另一头接地，这样就可以依据受到的磁场信号来分析地下管线的情况。

2.地质雷达法

在探测工作中用到的探测方法还有地质雷达法，它的工作原理是通过对地下物质进行高频电磁波的扫描来判定地下目标体及地质情况，使用探地雷达的一个天线发射高频短脉冲宽频带电磁波，而另一个天线则用来接收反射波，进而使用相关的技术程序将波形的正负峰值进行记录和表示，这样就可以得到表示地下目标体或者地质条件的反射面，根据接收到的波的双程走时和振幅频率等相关的信息推测地下物体的存在情况和具体的分布。并且电磁波在传播时，其相应的波形会随着介质的电性发生变化，易于探测工作的进行。

质雷达利用超高频电磁波探测地下介质分布，工作原理是：发射天线以宽频带短脉冲形式向地下发射电磁波，地下介质将一部分电磁波反射回地面，并被接收天线所接收，地质雷达所接收的信号就是地下介质所反射回来的电磁波信号，当遇到电性差异较大的界面或目的体时通常产生较强的电磁波信号，通过分析反射电磁波信号的能量、频率等参数，就可以区分地下有电磁差异的目标体。

3.磁梯度法

在城市的规划建设中海油一种经常使用的物探技术，即磁梯度法。在进行探测时要首先将磁力梯度设备放入预先设定好的孔径中，然后测量水平方向的金属管道在竖直方向上的变化。产生这种曲线变化的原因主要是测量的目标和内地的磁场因为彼此之间存在着距离因而产生了强度的变化，根据这些变化就可以确定地下管线的分布情况。并且还可以根据管线的横断面来判定地下管线的深度和具体的地理位置。但是由于磁梯度的探测理论不够完善，且操作的方法不够严谨，所以具有探测的误差。

二、地下管线探测的基本原理

1.电磁法探测原理

在地下管线探测中，最主要应用的就是电磁感应法。其主要物性基础是地下管线与周围介质导电性以及导磁性的差异，以电子感应原理进行观测，同时对电磁场空间以及时间的分布规律为研究对象，从而达到寻找地下管线的目的。在利用地下管线探测时，依靠主动或被动的场源激发，在管线中形成电流，管线中的电流就会在其周围空间产生同频率的交变电磁场，利用物探仪器在地面观测电磁场的空间分布，根据电磁场的分布特征，确定管线空间位置。因此，要取得理想的地下管线探测效果，必须满足下列条件：

（1）在地下管线上形成的电磁场，其分布规律或分布特征能够被探测和计算；

（2）场源在目标管线上能激发出一定强度的电流，并使电流尽可能少的在非目标管线、干扰物和介质中通过，以压制或消除干扰因素；

（3）使用的探测仪器必须先进，尽可能丰富的提供物理场的真实信息，保证探测精度。

2.地质雷达法探测原理

在地下管线探测中，地质雷达探测法是另一种较为常用的探测方法，其主要是利用地下管线与周围介质之间的物性差异来进行探测的，这是一种非破坏性的探测仪器，对地下介质分布的探测主要是利用高频电磁波，通过对剖面进行扫描，从而获得地下剖面的扫描图像来进行地下管线的探测的。

雷达通过在地面上移动的发射天线向地下发射高频电磁波，在地下旅行的电磁波遇到不同的电性界面时，就会发生反射、透射和折射。电介质间的电性差异越大，反射回波能量也越大。反射到地面的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，通过雷达主机精确地记录下反射回波到达的时间、相位、振幅、波长等特征，再通过信号叠加放大、滤波降噪、图像合成等数据加工处理手段，形成地下剖面的扫描图像，通过对雷达图像的判读，便可得到地下管线的分布位置和状态。

二、物探技术在地下管线探测中的作用

城市是人类进入现代化社会的标志，是人类赖以生存的物质基础。在现代化社会中，城市地下管线的建立与完善则是城市正常的生活秩序的基础与保障，是城市的新的生命线。不同的管线种类对应的管线材料和埋设方式是不同的，因此我们必须采取不同的探测方法才能取得较好的探测效果。20世纪80年代，由于计算机技术、天线技术和滤波技术的发展，基于物探技术的地下管线探测技术得到了发展与应用，并且取得了较好的效果。20世纪80年代中后期，这种技术使得地下管线探测的应用领域更加广泛，探测精度也得到了提高。

1.检查并定位地质的构造

在城市的建设和规划中偏要尽量避免建筑物的选址在地震频繁的地带，防止以后发生安全事故，为了减少这种情况的发生，就要在工程项目建设之前进行地质构造带位置和规模的探测。有的工程项目建设中，会根据区域构造地质图凭经验来判断地质的主要构造情况，但是这种方法缺乏准确性，不能保证建设的安全性。因此，在城市的规划建设中，一般会使用物探技术对地质构造进行详细的勘探和分析，若发现建设区域有断裂带灯情况，还要采取高密度电阻率法等其他方法进行深层的探测，保证城市建设的安全性。

2.地质灾害的调查

地质灾害是城市规划中的重点防治灾害，为了避免地质灾害的发生，工作人员将物探技术应用到了地质灾害的勘察和治理过程中，并且取得了良好的成效。在对于边坡和滑坡的调查和治理中，就经常会使用地质雷达、浅层地震法等进行探测，在边坡有失稳现象或者滑坡现象之前，就对其进行相应的勘测，研究区域内裂缝和滑动面，为地质的分析提供科学的依据，根据所探测的结果实施相应的护坡挡土措施，最大程度的降低地面的塌陷和破坏，并且在设计中还要根据物探技术探测的结果避开一些岩溶区，防止发生塌方等施工安全事故。

3.地下管线的探测

目前城市化建设的不断发展，地下管线系统的规模也不断的增大，因此在城市化建设的过程中必须要对地下管线系统进行相关的探测，准确的掌握地下管线的分布情况，并且对于地下的构筑物等也要进行详细的探测。比如地下的车库、地铁和防空洞等等，在探测时要准确的掌握地下构筑物的准确位置和信息，以便于在正常的施工过程中采取科学合理的保护和清除措施，避免对地下管线或者构造物的破坏。

4.保护重要的地下文物

在城市建设和规划中进行物探的原因还有地下文物的保护工作，众所周知，我国很多的地区都存在有古墓或者文物古迹的现象，而在城市的建设中为了避免这些文物被破坏，就需要对其进行探测，探明其分布的情况和埋藏的特征，若发现有地下文物的存在，应及时将现场封锁保护并请专业人员进行鉴定，确保文物的安全。

结语

随着城市化建设的不断推进，各大城市的地下管线系统的规模也越来越大，地下管线的复杂程度也逐渐的提高，这就使得在城市的规划和建设中地下管线的探测技术的难度增加。在城市的建设中，物探技术可以有效的帮助工作人员进行地下管线的探测，并且其使用的成本较低，操作也比较简单，还会根据实际的施工情况选择合适的检测，这些都可以确保对于地下物质检测的便利性和准确性。另外，还可以综合多种物探方法满足人们对于目标管线的探测需求，提高探测工作的工作效率。

参考文献

[1]卢海，刘建威.综合物探技术在地下管线探测中的应用[J].现代测绘 ，2015，01：44-46.

[2]李杰.城市地下管线探测技术及质量控制研究[D].中国地质大学（北京），2013.

[3]江徐仙，汤金云.综合物探技术在地下管网探查中的应用[J].人民珠江 ，2010，04：15-17+26.

[4]何厚志.地下管线探测技术及工程实施[J].中国建设工业出版社，2011（01）

[5]张振龙.数字规划技术在城市总体规划设计中的应用[J].高等建筑教育，2011（5）

[6]林廣元，吴成勇.关于城市地下管线探测与信息化的探讨[J].城建档案，2014（22）

物探技术在固体废弃物探测的应用及前景展望 第9篇

关键词：隐伏断层,高密度电法,浅层地震反射波法,氡气测量

0 引言

查明隐伏断层空间位置,使城市重要建筑设施有效地避开隐伏断层,最大程度减轻地震灾害是城市地震安评工作的重要内容[1,2]。在近地表断层探测中,浅层地震勘探、高密度电法、氡气测量法的有效性已被众多实例证实[3~5]。工作区处于龙门山造山带,地势陡,河谷切割深,地形较为复杂,给地球物理方法的勘探工作带来了很大的困难,但通过采用综合物探技术和综合分析解释的思路,可以使各方法成果相互佐证,取长补短,提高物探资料解释的精度和可靠性[6]。

1 探测方法技术及特点

1.1 高密度电法

高密度电法又称直流高密度电阻率法,但由于从中发展出直流激发极化法,所以统称高密度电法。高密度电法集中了电测深法和电剖面法,并以岩石、矿物的电性差异为基础,通过观测和研究人工建立的电流场在大地中的分布规律,解决水文、环境和工程地质上的问题,是一种重要的地球物理探测方法。数据采集后,使用RES2D软件进行数据处理,解释人员根据得到的反映地下不同性质介质及异常体产状和深度的二维地电断面图进行合理的地质解释[7]。

1.2 浅层地震反射波法

地震勘探是通过人工激发所产生的地震波在地壳内传播,当遇到弹性介质不同的分界面时,在界面上将引起反射,利用地震仪在地面将反射的地震波接受并记录下来,再通过对地震反射波资料进行处理和解释,来确定地下界面的形态和构造特征情况。

在地震反射波资料数据处理中,识别并削弱环境噪音、强干扰噪声压制(声波、面波),消除或最大程度地减小地形及表层低速带对反射图像的畸变(广义静校正)、一次反射波正确识别、精细速度分析与高保真动校正等,是浅层地震反射波法资料数据处理流程中最重要的内容,静校正处理环节中,取各剖面线平均高程为静校正基准面。

1.3 氡气测量法

氡气测试以222Rn为示踪元素,它广泛分布于岩石、土壤、空气和水中,既易溶于水又可吸附于固体表面。自然界中的氡主要来源于238U的衰变,是由各种岩石中的238U不断衰变产生的,其中一部分仍然被束缚在岩石中,一部分则逸散到上覆岩土(地层)的孔隙以及大气中,成为自由气体,即射气作用。当岩石中存在岩溶、节理裂隙、断裂破碎带时,它们便成为地下水和气体良好的储存场所和运移通道。氡气亦将沿这些通道集中运移和扩散,从而其上覆土层孔隙气体中氡含量出现异常,借此可推断隐伏断裂或岩溶的分布情况。

2 综合物探法参数选取和方法验证

2.1 工区地质概况

本文涉及的勘测区域位于整个研究区——龙门山构造带的中部,地貌为一沟谷,整个沟谷沿震旦系水晶组三段(Zs3)与寒武系邱家河组一段(q1)接触部位展布。出露地层岩性主要以薄层白云岩、灰岩、绢云母板岩、炭质板岩及变质砂岩等为主。沟内构造较为复杂,断层比较发育,区域性大断层为陈家坪—白云山断层(F1),次级中等断层有四平山断层(F2、F3),其中F2、F3断层为F1断层的同震断层,分布在沟的南北两侧,自西向东延伸展布。由于沟内第四系覆盖层较厚,无法通过地质调查的手段确定F2、F3两断层的位置,因此利用综合物探方法对这两条断层具体位置的查找成为了本次勘探工作的重点之一。

2.2 综合物探方法试验

2.2.1 综合物探方法的参数选择

为了确定各物探方法在此工区内的工作方法和最佳采集参数,我们在工区内分别对各物探方法进行了一系列的相关试验,为后续勘察工作中参数的设置提供一定依据,以指导探测工作高效有序地进行。

(1)高密度电法参数选择

高密度电法主要进行了以下三项试验内容:(1)电极距和记录层数的选择:探测深度和对地层厚度分辨率(纵向分辨率)与电极距、数据记录层数密切相关,因此考虑到目标异常地质体的可能埋深、大小,拟采用5m电极距和最小9层记录层数;(2)数据重复性采集试验:通过该试验前后两次采集的数据对比,验证表明本系统稳定性高,前后试验的可再现性好,具有可重要性;(3)多种采集方式对比试验:同一条测线,分别采用温纳、微分和偶极三种方式采集数据,处理后对比发现,温纳法较微分、偶极方式具有较好的分层效果,且垂直方向反映较灵敏,因此采用温纳装置作为本次电法勘探工作的主要方法。

通过上面的试验工作确定此次高密度电法工作的参数为:供电电压:90V;装置类型:温纳装置(AMNB);电极距:5m;记录层数:9~16层。

(2)浅层地震反射波法参数选择

本次浅层地震勘探采用单边放炮24道接收的六次覆盖观测系统,见图1。

浅层地震勘探主要进行了以下试验:(1)仪器自检,用于校验仪器自身稳定性;(2)检波器一致性试验,用于清除不适用的检波器,检验仪器性能;(3)偏移距与道间距选择试验,根据试验选择合适的道间距,尽量避免道间距过大导致空间假频现象。选择合适的偏移距,减小面波干扰等因素对探测资料的影响;(4)工区干扰源调查,用于确定干扰源,避开干扰因素,为后期滤波处理提供指导;(5)震源激发效果试验,以确定合适的激发方式和激发位置。

通过以上试验内容确定浅层地震勘探参数如下:勘探方式:反射波法;震源类型:锤击(人工);接收道数:24道;观测系统:六次覆盖;道间距:5m;炮间距:10m;偏移距:20m;采样间隔:250μs;记录长度:2048。

(3)氡气测量法参数选择

氡气测量工作开展了两项试验工作:(1)仪器可靠性分析试验:通过试验数据分析,得出仪器采集数据的置信率为96.7%,达到了对仪器测量精度的要求;(2)氡浓度背景值测试:通过测量取该线全部数据的平均值作为其背景值。根据中国地震局活动断层探测标准,地球化学探测各项异常下限应为该项的均值与2~4倍均方差之和,超出此下限值则推测为可能存在活动断层的地球化学异常。

2.2.2 综合物探方法的有效性试验

为了验证各物探方法在该地区对断层探测的有效性,我们在工区附近布置了一条试验测线即D3线,该线经过处有两条断层,且断层位置已经地质调查确定,F1断层在测线165m附近,F2断层在测线320m附近。

D3测线三种物探方法的探测成果及地质剖面验证解释结果,详见图2。

本测线为南北走向,由沟口向沟内布置,地形整体较为平缓,局部较陡,经过地层主要有泥盆系上统沙窝子组(Ds)、石炭系下统长岩窝组(C21)、寒武系下统油房组(y)。测线经过处有F1、F2两条东西走向断层经过。

通过对上面三种物探方法成果的异常进行对比分析,在测线150~200m和300~350m两处,三种物探方法在各自不同物理性质条件下的勘测,均有明显的异常表现(见图2)。在浅层地震时间剖面上CDP为53~73和CDP为125~130之间(见图2(a)),均有同相轴明显错断、波组丢失或波组数目突然增加等现象,这些现象正是F1断层和F2断层的良好反映,这两处异常对应测线上的位置分别在130~180 m和310~322.5 m;同样从高密度电法温纳剖面可以看出(见图2(c)),在测线中间位置为大范围的低视电阻率区,分析认为可能是由于F1断层破碎带和F2断层破碎带含水所致,因此高密度电法的成果图反映的是断层破碎带及其含水情况;从氡浓度曲线(图2(b))可以看出,氡气测量法探测到的F2断层位置在400m附近,氡浓度异常位置与地表出露F2断层的位置存在一定偏差,分析认为这与地下构造裂隙发育连通情况有关,从高密度电法温纳剖面上也可以看出F2断层附近较为破碎,因此认为此处氡浓度偏高的原因是由于F2断层周围较破碎,氡气通过地下错综复杂的裂隙面运移于此,并在此富集所致。

通过与地质调查结果比较,物探反映的断层位置与地质调查结果基本一致,F1、F2断层位置揉皱发育强烈、节理较发育,同时也验证了在F1、F2断层附近存在大范围破碎带的推断,见图2(d)。通过该试验不仅很好地验证了各物探方法在该地区探测断层的有效性,而且也证明了各物探方法参数的选择是合理的,为隐伏断层的查找提供了可靠的依据。

3 工程实例

根据工区地形和构造特点,在F2和F3两条隐伏断层附近共布置S-N向测线7条,下面仅以B6线为例对探测结果和探测效果进行说明。

B6线由南向北布置在沟谷内,地形整体起伏不大,第四系覆盖层较厚。测线经过地层主要有:第四系覆盖层(Q4)和寒武系邱家河组一段(q1)。在寒武系邱家河组(q1)的变质粉砂岩、板岩等非可溶性岩石之中赋存有基岩裂隙水,且测线附近有泉水出露。

B6线综合物探解释结果见图3。通过各物探成果剖面可以看出,同一测线不同物探方法成果图上均有两处较为明显的异常。在测线80~90m处,浅层地震时间剖面上有明显同相轴错断的迹象,且同相轴错断位置右侧波组有抬升趋势(见图3(a)),推测此处可能为F3断层隐伏段经过的位置;在高密度电法温纳剖面50~90m,呈现向深部延伸的长椭圆状低阻区(见图3(c)),说明F3断层向深部扩展且断层破碎带含水性较好;氡气测量法探测到氡浓度异常位置在125m(见图3(b)),与浅层地震法、高密度电法探测的位置存在一定偏差。但通过上面的试验可知,氡浓度异常反映的位置与断层实际位置的确存在一定的偏差,这与地下构造面连通情况有关,因此认为125m处氡浓度异常是对F3断层带的反映。同样对F2断层的探测,三种方法的异常反映也均较为明显,其中氡浓度在测线380m出现最高峰值,分析认为F2断层附近可能较为破碎,裂隙结构面之间连通性较好,从高密度电法剖面上可以很好地验证这一点,并且推断F2断层破碎带含水不均匀。

通过上面的分析,经综合研究认为,测线80~90 m为断层F3隐伏段经过的位置,断层埋深在5~10 m,断层倾向为NEE向,断距约5 m;测线250~260 m处为F2断层隐伏段经过的位置,断层埋深5 m以内,且在F2断层附近有一定范围的破碎带,基岩裂隙含水较丰富(见图3(d))。经后续ZK04、ZK17等钻孔资料的验证,物探资料的解释结果可靠性较高。

4 结论

此次物探工作成功探测到了F2、F3断层隐伏段的位置,对指导重要建筑和设施的合理布局起到一定作用,通过分析总结,对综合物探方法在隐伏断层探测方面的特点有以下几点心得体会。

(1)综合物探方法在隐伏断层探测方面明显优于单一物探方法,其主要表现在丰富了对异常地质体信息的提取手段,提高了单一物探方法的解释精度,降低了假异常的研判。

(2)浅层地震虽然精度较高,但受地形、外界环境等干扰因素较多,施工过程中采集到较好的地震资料的难度较大,成本高、效率低。

(3)电法勘探和氡气测量方法虽对断层的反映较为灵敏,但也存在一定干扰因素。如电法受地下水的影响较大,异常范围较大,不利于断层位置的精确定位,但其对地下水和破碎带的探测有很大的帮助;氡气也是如此,岩层中裂隙连通性的程度、地下水等诸多因素对氡气的迁移富集有很大的影响,这使得氡浓度异常值的位置有时未必会在断层的正上方,但其对断层探测具有较高的灵敏度,且方便快捷,有利于缩小判定断层位置的范围。

(4)通过试验验证和工程实例的应用,可以清楚认识到这三种物探方法在隐伏断层探测中的优缺点,为以后进一步改进这些方法提供了试验和工程应用方面的依据。

参考文献

[1]吴山.龙门山巨型滑覆型飞来峰体系与龙门山构造活动性[J].成都理工大学学报(自然科学版),2008,(4):377～382.

[2]吴建平.城市地震活断层探测的地球物理方法[J].国际地震动态,2001,(8):2～16.

[3]马文涛,徐锡伟,郝书俭等.北京市立水桥附近黄庄—高丽营隐伏断裂的浅层地震勘探[J].地震地质,2004.(4):698～705.

[4]何樵登.地震勘探原理和方法[M].北京:地质出版社,1986.

[5]石玉春,吴燕玉.放射性物探[M].北京:原子能出版社,1986,126～149.

[6]李征西,曾昭发,李恩泽,易兵,王者江,薛建.地球物理方法探测活动断层效果和方法最佳组合分析[J].吉林大学学报(地球科学版),2005,35(7):109～114.

固体废弃物采空区充填前景浅析 第10篇

关键词：固体垃圾；采空区的填充；煤矸石回填工艺；绿色环保开采

中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0053-02

1 前 言

随着我国经济不断的发展和人民生活水平的普遍提高，及城市的建设和发展设施的不断积累建设，都会产生大量的生活固态垃圾废料和建筑工程垃圾，这些垃圾就是固体废弃物是一种完全可以利用在煤矿开采业当中，来填充煤矿矿井开采之后的煤矿井下空虚，正好把这些生活垃圾和建筑垃圾充分地利用起来，把它们填充到煤矿采矿作业之后形成的空的矿井采空区域当中去，这样既能对我们的矿井采空区域进行井下的填充作业，又可以减少城市中垃圾堆放所引起的自然扬尘和风化，减少城市垃圾和建设建筑垃圾对城市环境环保的影响，也可以大大减轻对城市有限的土地资源的占用，这样也可以减少搬迁安置移民的巨大压力，这种办法完全的符合我国国家的国情及国家实施的可持续发展环保节能减排的大致方针政策，这样对我们国家的经济方面生态环境环保方面，社会发展方面都具有良好的推进作用。

城市中的生活垃圾和建设建筑工程产生的建筑垃圾及各向行业所产生的所有废弃材料垃圾的混合固体的统称为城市垃圾。我们国家也通过有关部门统计的资料上可以了解到我们国家平均每年所产出的城市垃圾大约为16亿t，全国地区累积数量大约已达到80亿t。直至现今我们国家经济不断的发展，人民生活水平也不断提高，社会建筑工程和社会各项设施所产生的城市垃圾一定是会比统计资料多的多，还有我们国家的许多城市城市内部是一寸地皮一寸金，所产生的城市垃圾全部被运送到城市边缘的区域进行堆放，这样占据着大量的土地资源，对自然环境产生影响，特别是春天风大的季节出来中间的城市空气质量绝对是极差的，极易引起春天的沙尘暴天气和环境的污染，这些城市基本都是被城市垃圾所包围着，还有就是城市垃圾的堆放所产生的气味和大量细菌严重的影响着人类的身体健康，长期的堆放也会对当地的土地资源和地下水资源产生巨大的污染，这些问题如果采用煤矿采空区进行固体废弃物的填充就能解决这一系列有城市垃圾堆放所产生的各种问题。还有一种固体废弃物就是煤矿行业自身所产生的固体废物垃圾，叫做煤矸石。煤矸石是在采煤的过程当中和洗煤过程中所排放出来的固体废物，这种物质是在成煤过程中和煤层之间一起形成的一种含碳量的一种比煤本身还要刚硬的黑灰色的岩石。就是煤形成时所伴生的废弃的石头。在矿井巷道掘进的过程当中和采掘过程从顶板到底板及夹层采集的干事和洗煤的过程中都会产出大量的煤矸石。这种固体废弃物占我国工业固体废料总排放量的35%以上。我们国家大约每年的煤矸石产出量为1.3亿t，直到现今我们国家现有的煤矸石山就大约已经超过了

1 480座，煤矸石堆放的占地面积已达22万公顷。

煤矸石山和大量的煤矿产出的煤矸石的堆放不但占用了大量的土地资源，而且煤矸石这种岩石本身所含有的硫化物和重金属物质会不断的弥漫和散发到空气当中，严重的影响空气质量和大气质量，对我们的农田土地和水资源及周边生态自然环境都有着巨大的影响的破坏。还有就是煤矸石这种物质极易发生自然现象导致火灾和山体塌方泥石流，淤积河流形成堰塞湖等重大的自然灾害，还有在煤矿作业完成后形成大量井底采空区，在遇到大的暴雨和或者巨大的压力的原因下很容易引起地表的塌陷，出现塌方事故，对原有的建筑，土地和设施造成破坏形成了人类的经济损失和危险。

目前我们国家由于采矿业的施工采集所造成的采空区的面积大约为80万公顷。对地表所造成的塌陷部位的面积大约为35万公顷。而且这些数字随着经济的发展和煤矿业的采集还会与日俱增。所以本片文章就主要针对煤矸石的回填开采技术及应用做了主要的分析和研究。

2 煤矸石在煤矿采空区的填充

2.1 煤矸石填充技术的特点

煤矸石对煤矿采集区的填充其自身就具备着优势和特点，煤矸石对采空区的填充具备有以下几项特点：

第一项就是煤矸石自身的优势，煤矸石本来就是煤矿采集时和洗煤时所伴生的一种废物石料，这就省去了运输煤矸石和处理煤矸石的时间和运输费用，这就大大的减少了施工成本增加企业的效益。

第二种优势就是采集煤炭所伴生出的煤矸石在堆放场地当中会大大的增加当地风沙扬尘天气的发生，将煤矸石填充到采空区可以很好的避免环境的污染，减少当地沙尘天气的发生。

第三项就是把煤矸石填充到煤矿采空区这样可以有效的改善地面的塌陷和采掘施工作业时提高了工作的安全可靠性。

第四项是采用煤矸石进行采空区的填充可以有效的保护好地表智商的建筑物，而且煤矸石填充技术的施工工艺并不复杂，施工简便易实施，安全方便的优点。

2.2 小 结

对于煤矿采集业的发展和煤矿采集技术的要求被不断的提高，我们就要不断的努力在以往的工作经验当中，不断的总结的研究新的煤矿采集及支护技术措施，本文所提到的固体废弃物填充煤矿采空区的技术至今还没有实际的应用到实际的煤矿采集业当中，这种技术手段不但可以体现出我们煤矿人对国家对环保事业的大力支持，也可以完全的满足和符合我们国家对可持续发展策略和实现构建新型节能环保型新型社会的要求。

3 绿色回填开采技术研究的内容

3.1 矸石充填体的力学性能的研究分析

矸石充填体是由煤矸石里所筛选出来用作填充作用的煤矸石，是众多的矿产企业所排出的一种污染废物。煤矸石的形状是不规则的多是菱形，椭圆和条形等。煤矸石所包含的成分比较的复杂，包括铁，铝，钙，硅等氧化物及一些稀有金属物质，在研究中发现煤矸石中所含有的硅含量越大其抗压强度也就越大，钙和碳的含量越高，其就越容易被风化和水解。我们从它的物理性能性质上来分析刷洗筛选之后的矸石更宜作为回填开采的填充材料。

通过对矸石充填体的力学性能进行试验表明：

①进行矸石的回填过程当中必须要考虑其压实度，膨胀系数，应力应变等参数对回填带来的效果影响。

②矸石的压实应力及应变是非线性的关系，应变随着轴向压力的增大而增加。

③轴向应力和矸石压实度也是非线性的关系，压实度随着应力的增大而减少。

④矸石膨胀系数与轴向压力二者也是非线性关系，膨胀系数随轴向压力的增大而递减。

3.2 从充填体的破坏机理分析建立力学模型

利用矸石材料的力学、弹塑性力学理论等对充填开采的上覆岩层垮落特征及充填体与覆岩的相互作用机理进行研究，从而建立了以充填体直接顶集合体，老顶岩梁，上覆岩层”的力学模型。这种方式不仅能够保证煤炭资源一定的采出率还可以有效地控制地表沉陷和保护地上建筑物的安全稳定，不用再把矸石运出井外，而是把矸石直接填充到采空区，进而达到推进资源开采及环境保护相协调的目标。

现今的煤炭开采业基本已经形成了比较完善的矸石回填开采的技术框架。主要的矸石回填技术有普采矸石填充技术，综采矸石充填技术及巷采矸石填充技术等。

3.3 矸石回填技术的工艺流程

矸石回填技术中的综采矸石填充技术，它的工艺流程是在井下的运矸设备系统把矸石运送到充填输送机当中，在通过充填输送机的漏矸口把矸石填充到采空区当中去，与此同时采煤工作面的采集作业和矸石填充需同时进行，同时并行作业。

把煤矿作业的挖掘，采集的二元开采技术系统升级优化成挖掘，采集，填充同时进行的三元开采体系。普采矸石充填技术的工艺流程为在工作面的下巷中运煤，上巷运矸石，在工作面上设置运煤传送带和一条运送矸石的传送带，传送带随着工作面的推进而移动，矸石传送带随着填充而缩短。

巷采矸石填充技术是针对我们国家那些矸石产量比较大的矿井而发明的一种方法。也叫作井下矸石置换煤柱技术，其工艺流程为，工作面要分段的挖掘，达到一定范围的填充巷两条巷道之间设置煤柱，此时进行采集作业，待采集完毕后通过抛矸机把井下的矸石迅速的投射到填充采空区当中去，这时预留的煤柱与填充矸石就共同形成了复合柱体来一起承受上覆层的压力。

4 城市固体废弃物垃圾的填充

在城市当中所处理的方式大体分为三种方法方式：

第一种为择地掩埋的处理方法，这种方法的的特点是时投资成本小，还可以进本把大部分的不同种类的所有的垃圾都可以通过这种方式来处理处置，所以我们国家现今普遍利用的方式就是这种方法。

第二种垃圾处理的方法是大垃圾进行集中堆放在固定的温度自然条件之下使其发酵和微生物和发生的化学反应的微生物把垃圾中的有机物进行分解成为无机的养分这种方式被叫做垃圾堆肥处理。

第三种对城市垃圾的处理就是焚烧处理方式。焚烧方法故名思议就是将城市垃圾中的有机可以燃烧的那部分垃圾进行点燃燃烧处理，使其产生的能量热量把其产生的能量利用到居民采暖和利用其发电。

5 结 语

通过对矸石自身性能及其矸石回填技术的分析和探讨，我们要充分的利用这些技术来解决矸石占用土地面积污染环境，占用劳动资源及生产成本的问题，具有非常重要的经济效益和社会效益。

而我们将城市垃圾应用到煤矿采空区的的方式和应用是完全可以实现和实际应用的，而且这项技术完全是符合我国科学发展观实行可持续发展的大略方针，并且对我国的经济发展有着重大的的意义。

参考文献：

[1] 赵琦.充填开采技术在煤矿中的实践[J].山东煤炭科技，2012，（3）：12-13.

[2] 张洪军；建筑物下开采采空区膏体充填技术及应用[J].煤炭技术，2010， （6）.