岩層檢測方法

Ⅰ 端承樁岩層分界誰檢驗

驗孔的步驟；1、施工單位首先確認自己已經根據施工圖及勘察報告開挖，且達到了設計要求。報監理驗孔（提交驗孔申請表）。
2、監理工程師 應該根據施工圖及勘察報告檢查是否達到持力層（即否達到施工圖要求的持力層：比如是中風化或者強風化岩層及圖紙要求的嵌岩深度），如果認為已經達到了設計要求。報甲方（業主）可以通知地勘和設計單位來驗孔。
3、地勘和設計單位來驗孔，認為已經達到了設計要求，簽字驗收孔樁隱蔽，監理單位、甲方也必須簽字。之後可以進行下部工序。
孔樁開挖是否達到要求，最終還是地勘和設計說了算。但是監理不只是驗孔深，必須做好上面的第二點工作，不能出現同樣的一批孔，地勘和設計來驗2、3次都不合格（地質情況復雜的除外）。
地勘只是在竣工後驗槽是錯誤的。工程竣工時地勘是應該出據持力層認定報告。

Ⅱ 如何確定岩層加固產品的質量

多看看樣品，多學習一下。找個有保障的公司生產的產品 .
我之前的公司就做這種產品，產品質量你可以現場試驗的，都是通過試驗檢測，我們那個單位出廠檢驗就是做小樣

Ⅲ 岩性識別的主要方法

(一)用多波譜遙感資料識別岩性

用航空或衛星多波段遙感資料來識別岩性(蝕變岩及含礦地質體的多波段遙感也屬廣義岩性識別)是用得最多、最成熟的一種技術方法。彩版Ⅲ-左上是新疆阿爾泰半裸露地區的衛星假彩色合成圖像。圖像上侵入體、沉積岩層及鬆散的沉積物的影像特徵截然不同極易區分。這是因為在半裸露區內土壤、植被以及人為干擾因素極弱的緣故。

Crowley J.K.(1984)對美國猶他州康菲森嶺的志留、泥盆紀白雲岩類多波段航空遙感資料的岩性識別。研究用Bendix24通道航空掃描儀的第4、6、10、12、13波段。目的是為取得①0.55μm的三價鐵的吸收帶②0.6μm及1.0μm處把葉綠素在0.67μm的反射值強烈上升處與岩石土壤分開,③2.2μm則是 根的吸收帶的波段。然後用主組份變換矢量矩陣的PC₂(第二主組份,通道6),PC₃(第三主組份,通道10),PC₄(第四主組份,通道12),分別以紅、藍、綠作假彩色合成圖像。與原有地質圖件相比(圖7-14右圖),遙感解譯出的①Gt(吉爾梅特組,D2-3),灰色塊狀細晶灰岩,②Si(西蒙森組,D2)淺灰、暗色白雲岩互層;③Se(塞維組D1-2)風化較強的淺灰色細晶白雲岩;④Lk(萊克敦組S₃)上部有淺色粗晶灰岩層的緻密塊狀白雲岩(圖7-14,A)。與原有地質圖相比,Lk,Se都可進一步分出層組。但在圖幅西南部的劃分不佳。斷裂與原有資料都有較大改動。

圖7-14 美國猶他州康菲森嶺地質圖(A)及據主成份分析增強資料解譯出的影像地質圖(B)

(二)利用岩石熱慣量識別岩性

熱慣量是物體(包括地質體)阻止溫度變化的熱反應的一種量度,單位是卡/厘米²· ·度。熱慣量值大,則地物周日地表溫度變化幅度小;反之則溫度變化幅度大。表7-3煤層周日變數為47℃,而灰色灰岩為20.2℃。煤層熱慣量值小。由於求熱慣量的相對大小隻需測得岩石的反射率。及地面晝夜溫差值(△T)即可計算出熱慣量值。技術方法比較簡便,因而是一種有發展前景的岩性識別方法。河北洡源木吉村一帶碳酸鹽岩實測熱學性質的結果成功地將未蝕變白雲岩、硅化白雲岩、鮞狀灰岩、泥灰岩夾頁岩區分開來。如果利用熱慣量值作為新圖像的象元值,製成熱慣量圖,用它來區分岩性。這是一種有發展前景的方法,但當前還處在試驗應用階段。表7-6是一些礦物及岩石的熱慣量數據(崔承禹,1992)

表7-6 三大岩類的熱性質

(據崔承禹,1992;其中*據Jadza)

(三)用高光譜分辨力多通道成像波譜儀資料來識別岩性

通過地物波譜來識別岩性常常因為植被、土壤的掩蓋,岩石風化與人為破壞、或者岩體岩層出露面積較小等種種因素而增加識別難度。提高圖像的光譜分辨力和應用更多通道的成象儀器是克服上述困難的一種技術選擇。即用窄波段、多通道、高光譜分辨力的遙感器來獲取地物波譜。如美國地球物理環境研究(GER)公司研製64通道機載高光譜解析度掃描儀(AIS)。其中0.4-1.0μm分為24通道,1.0-2.0μm分7個通道,2.0-2.5μm分32個通道,另一道用儲存陀螺儀信息。在6000m高成像時其地面解析度為12×22m。機載可見光-紅外成象波譜儀(AIS-2)劃分成高達220個波段,工作范圍為0.43-2.42μm,平均波譜分辨力為10nm。這樣的遙感資料,使得定量檢測單種或多種礦物存在以及編制相應圖件成為可能。其原理是:

第一,各種岩性和礦物都有一些可做為標志性的礦物,而這些礦物又都各有自己的波譜特徵(表7-7)。圖7-15是高嶺石、蒙脫石、伊利石和明礬石(它們都與熱液蝕變有關的標志性礦物)的波譜曲線。四種礦物的吸收谷都在2.2μm附近,其中高嶺石曲線的「肩部」在2.18μm處,明礬石的吸收谷在2.21μm,都落在TM-7波段內。根據石榴子石Fe³⁺離子在0.770.87μm處吸收的特徵,D.S.WindelerJr(1993)利用VNIR圖像數據,識別出石榴子石輝-石蝕變帶來。

第二,利用多通道的機載高光譜分辨力成像波譜儀獲得波譜曲線,與某些標志性礦物的實驗室實測的典型曲線對比,能半定量地確定標志性礦物的存在。由於AIS可以取得多達220個波譜數值,由它測得的波譜曲線更接近實驗實測得到的曲線。圖7-16是AIS的反射波譜曲線,其波長從2.0-2.3μm,波長間隔為0.01nm,共分為30個波段。其取樣點的位置見圖右側。從圖上方兩條波譜曲線與實驗室內測得明礬石的波譜曲線相比較,其形態很相似。可知這兩處分別是明礬石與高嶺石含量較高的地段。

第三,通過某些標志性礦物的檢測,來達到找礦和編制分布圖的目的。

表7-7 波長范圍和礦物標記

(據薛重生等)

圖7-15 2.0-2.5μm大氣窗口的實驗室波譜曲線

圖7-16 AIS反射波譜曲線

(四)用圖像的影紋和結構來解譯岩性

合成孔徑雷達(SAR)圖像的空間信息非常豐富。空間信息包括結構(紋理)、局部組織及形狀三類。影紋(或稱影紋圖案)是遙感圖像上很細小的幾何形狀。因為不同岩性的抗風化能力不同,發育其內的節理等構造裂縫的優勢方向,長度與密度不同,微水系(末級支流、沖溝等)的發育特點也不同。因而產生的影紋圖案也不一樣。廣西等地大片碳酸岩岩溶發育區,其TM、MSS圖像上影紋呈核桃狀、蠕蟲狀、花生殼狀等。可以根據各種影紋圖案不同,通過目視解譯來區分岩性。

通過付利葉濾波,根據遙感圖像結構進行岩性識別。R.G.Blom等人(1982)對雷達圖像增強處理研究認為岩性(岩類)識別,以付利葉帶通濾波較為有用。朱亮璞等人(1991)用付利葉功率譜法(即頻譜分析法)對岳陽地區SAR樣區進行連續頻譜取樣分析,得到頻譜功率譜曲線和功率分布曲線(圖7-17)。通過對曲線的研究分析,認為從曲線中可取得四點地學信息:①從功率譜角分布曲線的峰值確定能代表坡面、層面、斷裂面產狀的,產生最大散射的面的方位角,②確定兩個散射較強的面的夾角,③推算出樣區水系密度,④用功率譜角分布曲線與功率譜曲線兩者總的形態特徵,可以分析樣區的地形基本特徵。

(五)用多源地學信息資料識別岩性

利用遙感資料來識別岩性最基本的方法仍然是目視解譯。上述五種方法中,以多光譜遙感資料解譯岩性比較常用,技術也比較成熟。高光譜分辨力多通道成像波譜儀的應用,實際上是前者的發展,很有發展潛力。方法(三)、(四)則完全處在試驗應用的階段。多源地學信息資料識別岩性,近年來不斷取得進展。這部分內容將留在第十章第二節內述明。

圖7-17 岳陽冷家溪群板岩頻譜功率譜角分布曲線

Ⅳ 地質災害監測方法技術現狀與發展趨勢

【摘要】20世紀末期以來，監測理論和技術方法有長足發展，常規技術方法趨於成熟，設備精度、設備性能已具較高水平，並開發了部分高精度（微米級位移識別率）、自計、遙測、自動傳輸的監測設施。未來，將充分綜合運用光學、電學、信息學、計算機和通信等技術（諸如光纖技術—BOTDR、時域反射技術—TDR、激光掃描技術、核磁共振技術、NUMIS、GPS技術、合成孔徑干涉雷達技術—InSAR及互聯網通訊技術等），進一步開發經濟適用、有效可行的地質災害監測新技術，提高精度、准確性和及時性，最大程度地減小地質災害造成的損失。

【關鍵詞】地質災害監測技術方法新技術優化集成

20世紀80年代以來，我國地質災害時空分布特點呈現新的變化。隨著人類工程活動越來越強，人為地質災害日趨嚴重，規模、數量和分布范圍呈增加趨勢；人口密集、經濟發達地區地質災害造成的損失越來越大。崩塌、滑坡和泥石流等突發性地質災害發生頻度和造成的損失不斷加大，地面沉降、海水入侵等緩慢性地質災害的范圍逐漸增加。據相關統計資料顯示，1995～2002年，地質災害共造成9000多人失蹤或死亡，突發性地質災害共造成直接經濟損失524億元，緩慢性地質災害造成直接經濟損失590億元，間接經濟損失2700億元。地質災害已經成為嚴重製約我國經濟發展的重要因素之一。

為了摸清我國地質災害的分布情況，我國系統地開展了地質災害調查工作，先後出台了《地質災害防治管理辦法》和《地質災害防治條例》，明確指出：防治地質災害，實行「以人為本，防治結合，統籌規劃，突出重點，分期實施，逐步到位」的方針。並於2003年4月啟動了全國性地質氣象預報。對已經查明的地質災害體，特別是對生產建設、人民生命財產安全構成嚴重威脅的地質災害，若能運用適當、有效、經濟可行的監測措施，作出科學的監測預報，則可最大程度地減小災害損失。

滑坡監測在不同條件、不同時期其作用不同，總的來說有以下幾個方面：

（1）通過綜合分析多種監測方法的監測數據，確定地質災害穩定狀態及發展趨勢，及時作出預測，防止或減輕災害損失。

（2）研究導致災害體變形破壞的主導因素、作用機理，為防治工程設計提供依據。

（3）在防治工程施工過程中，監測、分析災害體變形發展趨勢及工程施工的擾動，保障施工安全。

（4）施工結束後，進行工程效果監測。

（5）綜合利用長觀監測資料，分析災害體變形破壞機制和規律，檢驗在防治工程設計中所採用的理論模型及岩土體性質指標值的准確性，對已有的監測預報理論及模型進行驗證改進，改善、提高監測預測預報技術方法。

1地質災害監測技術綜述

地質災害監測的主要任務為監測地質災害時空域演變信息（包括形變、地球物理場、化學場）、誘發因素等，最大程度獲取連續的空間變形數據，應用於地質災害的穩定性評價、預測預報和防治工程效果評估。

地質災害監測是集地質災害形成機理、監測儀器、時空技術和預測預報技術為一體的綜合技術。地質災害的形成機理是開展地質災害監測工作的基礎；監測儀器是開展工作的手段；更為重要的是只有充分利用時空技術，才能有效發揮地質監測的作用；預測預報是開展地質災害監測的最終目的。

崩塌、滑坡、泥石流等突發性地質災害，具有爆發周期短、威脅性及破壞性顯著、成因復雜等特點，因此，當前地質災害的監測技術方法的研究和應用多是圍繞突發性地質災害進行的。1.1監測方法

監測方法按監測參數的類型分為四大類：即變形、物理與化學場、地下水和誘發因素監測（見表1）。

表1主要地質災害監測方法一覽表

1.1.1 變形監測

主要包括以測量位移形變信息為主的監測方法，如地表相對位移監測、地表絕對位移監測（大地測量、GPS測量等）、深部位移監測。該類技術目前較為成熟，精度較高，常作為常規監測技術用於地質災害監測。由於獲得的是災害體位移形變的直觀信息，特別是位移形變信息，往往成為預測預報的主要依據之一。

1.1.2物理與化學場監測

監測災害體物理場、化學場等場變化信息的監測技術方法主要有應力監測、地聲監測、放射性元素（氡氣、汞氣）測量、地球化學方法以及地脈動測量等。目前多用於監測滑坡等地質災害體所含放射性元素（鈾、鐳）衰變產物（如氡氣）濃度、化學元素及其物理場的變化。地質災害體的物理、化學場發生變化，往往同災害體的變形破壞聯系密切，相對於位移變形，具有超前性。

1.1.3地下水監測

地下水監測主要是以監測地質災害地下水活動、富含特徵、水質特徵為主的監測方法。如地下水位（或地下水壓力）監測、孔隙水壓力監測和地下水水質監測等。大部分地質災害的形成、發展均與災害體內部或周圍的地下水活動關系密切，同時在災害生成的過程中，地下水的本身特徵也相應發生變化。

1.1.4誘發因素監測

誘發因素類主要包括以監測地質災害誘發因素為主的監測技術方法，如氣象監測、地下水動態監測、地震監測、人類工程活動等。降水、地下水活動是地質災害的主要誘發因素；降雨量的大小、時空分布特徵是評價區域性地質災害（特別是崩、滑、流三大地質災害的判別）的主要判別指標之一；人類工程活動是現代地質災害的主要誘發因素之一，因此地質災害誘發因素監測是地質災害監測技術的重要組成部分。

1.2監測儀器

1.2.1按從監測儀器同災害體的相對空間關系分為接觸類和非接觸類

（1）接觸類：是指必須安裝於災害體現場或進行現場施測的監測儀器系列。如滑坡地表或深部位移監測、物理和化學場監測等。該類儀器所獲得的信息多為災害體細部信息，信息量豐富。

（2）非接觸類：是指於現場安裝簡易標志或直接於災害體外圍施測的監測儀器系列。該類監測方法多以獲得災害體地表的絕對變形信息為主，易採用網式施測；特別是突發性地質災害的臨災前後，具有安全、快捷等特點。如激光微位移監測、測量機器人、遙感雷達監測等。

1.2.2按監測組織方式分為簡易監測、儀表監測、控制網監測、自動遙測

（1）簡易監測：採用簡易的量測工具（皮尺、鋼尺、卡尺）對災害體地表的裂縫等部位進行監測。

（2）儀表監測：採用機測或電測儀表（安裝、埋設感測器）對滑坡進行地表及深部的位移、應力、地聲、水位、水壓、含水量等信息監測。

（3）控制網監測：在滑坡變形破壞區及周邊穩定地帶，布設大地測量或GPS衛星定位測量控制點網，進行滑坡絕對位移三維監測。

（4）自動遙測：利用有線和無線傳輸技術，對儀表監測所得信息進行遠距離遙控自動採集、傳輸，可實現全天候不間斷監測。

2地質災害監測方法技術現狀

地質災害監測技術是集多門技術學科為一體的綜合技術應用，主要發展於20世紀末期。伴隨著電子技術、計算機技術、信息技術和空間技術發展，國內外地質災害調查與監測方法和相關理論得到長足發展，主要表現在：

（1）常規監測方法技術趨於成熟，設備精度、設備性能都具有很高水平。目前地質災害的位移監測方法均可以進行毫米級監測，高精度位移監測方法可以識別0.1mm的位移變形。

（2）監測方法多樣化、三維立體化。由於採用了多種有效方法結合對比校核以及從空中、地面到災害體深部的立體化監測網路，使得綜合判別能力加強，促進了地質災害評價、預測能力的提高。

（3）其他領域的先進技術逐漸向地質災害監測領域進行滲透。隨著高新技術的發展和應用的深入，衛星遙感、航空遙感等空間技術的精度逐漸提高，一些高精度物探（如電法、核磁共振等技術）的發展，使得地質災害的勘查技術與監測技術趨於融合，通過技術上的處理、提升，該類技術逐漸適用於區域性的地質災害和單體災害的監測工作。

「八五」以來，我國在地質災害監測技術研究方面取得了豐碩的成果，並積累了豐富的經驗，使我國的地質災害監測預警水平得到很大程度的提高；但是還存在一定的局限性，主要表現在：

（1）地質災害監測技術、儀器設施多種多樣，應用重復性高，受適用程度、精度、設施集成化程度、自動化程度和造價等因素的制約，常造成設備資源浪費，效果不明顯。

（2）所取得的研究成果多側重於某一工程或某一應用角度，在地質災害成災機理、誘發因素研究的基礎上，對各種監測技術方法優化集成的研究程度較低。

（3）監測儀器設施的研究開發、數據分析理論同相關地質災害目標參數定性、定量關系的研究程度不足，造成監測數據的解釋、分析出現較大的誤差。

因此，要提高地質災害預警技術水平，必須在地質災害研究同開發監測技術方法相結合的基礎上，進行地質災害監測優化集成方案的研究。

3地質災害監測技術方法發展趨勢

3.1高精度、自動化、實時化的發展趨勢

光學、電學、信息學及計算機技術和通信技術的發展，給地質災害監測儀器的研究開發帶來勃勃生機；能夠監測的信息種類和監測手段將越來越豐富，同時某些監測方法的監測精度、採集信息的直觀性和操作簡便性有所提高；充分利用現代通訊技術提高遠距離監測數據信息傳輸的速度、准確性、安全性和自動化程度；同時提高科技含量，降低成本，為地質災害的經濟型監測打下基礎。

監測預測預報信息的公眾化和政府化。隨著互聯網技術的發展普及，以及國家政府的地質災害管理職能的加強，災害信息將通過互聯網進行實時發布，公眾可通過互聯網了解地質災害信息，學習地質災害的防災減災知識；各級政府職能部門可通過所發布信息，了解災情的發展，及時做出決策。

3.2新技術方法的開發與應用

3.2.1調查與監測技術方法的融合

隨著計算機的高速發展，地球物理勘探方法的數據採集、信號處理和資料處理能力大幅度提高，可以實現高解析度、高采樣技術的應用；地球物理技術將向二維、三維採集系統發展；通過加大測試頻次，實現時間序列的地質災害監測。

3.2.2 智能感測器的發展

集多種功能於一體、低造價的地質災害監測智能感測技術的研究與開發，將逐漸改變傳統的點線式空間布設模式；由於可以採用網式布設模式，且每個單元均可以採集多種信息，最終可以實現近似連續的三維地質災害信息採集。

3.3新技術新方法

3.3.1光纖技術（BOTDR）

光導纖維監測技術又稱布里淵散射光時域光纖監測技術（BOTDR），是國際上20世紀70年代後期才迅速發展起來的一種現代化監測技術，在航空、航天領域中已顯示了其有效性。在土木、交通、地質工程及地質災害防治等領域的應用才剛剛開始，並受到各發達國家研究機構的普遍重視，發展前景十分廣闊。

通過合理的光纖敷設，可以監測整個災害體（特別是滑坡）的應變信息。

3.3.2時間域反射技術（TDR）

時間域反射測試技術（Time Domain Reflectometry）是一種電子測量技術。許多年來，一直被用於各種物體形態特徵的測量和空間定位。早在20世紀30年代，美國的研究人員開始運用時間域反射測試技術檢測通訊電纜的通斷情況。在80年代初期，國外的研究人員將時間域反射測試技術用於監測地下煤層和岩層的變形位移等。90年代中期，美國的研究人員將時間域反射測試技術開始用於滑坡等地質災害變形監測的研究，針對岩石和土體滑坡曾經做過許多的試驗研究，國內研究人員已經開始該方法的研究工作，並已經在三峽庫區投入試驗應用階段，同時開展了與之相關的定量數據分析理論研究。

所埋設電纜即是感測器，又可傳輸測試信號；該方法相對於深部位移鑽孔傾斜儀監測具有安裝簡單、使用安全和經濟實用等特點。

3.3.3激光掃描技術

該技術在歐美等發達國家應用較早，我國近期開始逐漸引進。主要是用於建築工程變形監測以及實景再現，隨著掃描距離的加大，逐漸向地質災害調查和監測方向發展。

該技術通過激光束掃描目標體表面，獲得含有三維空間坐標信息的點雲數據，精度較高。應用於地質災害監測，可以進行災害體測圖工作，其點雲數據可以作為地質災害建模、地質災害監測的基礎數據。

3.3.4核磁共振技術（NUMIS）

核磁共振技術是國際上較為先進的一種用來直接找水的地球物理新方法。它應用核磁感應系統，通過從小到大地改變激發電流脈沖的幅值和持續時間，探測由淺到深的含水層的賦存狀態。我國於近期開始引進和研究，目前已經在三峽庫區的部分滑坡體進行了應用試驗，效果較好。

應用於地質災害監測，可以確定地下是否存在地下水、含水層位置以及每一含水層的含水量和平均孔隙度，進而可以獲知如滑坡面的位置、深度、分布范圍等信息，從而對滑坡體進行穩定性評價，並對滑坡體的治理提出科學依據。

3.3.5合成孔徑干涉雷達技術（InSAR）

運用合成孔徑雷達干涉及其差分技術（InSAR及D-InSAR）進行地面微位移監測，是20世紀90年代逐漸發展起來的新方法。該技術主要用於地形測量（建立數字化高程）、地面形變監測（如地震形變、地面沉降、活動構造、滑坡和冰川運動監測）及火山活動等方面。

同傳統地質災害監測方法相比，具有如下特點：

（1）覆蓋范圍大；

（2）不需要建立監測網；

（3）空間解析度高，可以獲得某一地區連續的地表形變信息；

（4）可以監測或識別出潛在或未知的地面形變信息；

（5）全天候，不受雲層及晝夜影響。

但由於系統本身因素以及地面植被、濕度及大氣條件變化的影響，精度及其適用性還不能滿足高精度地質災害監測。

為了克服該技術在地面形變監測方面的不足，並提高其精度，國內外技術人員先後引入了永久散射點（PS）的技術和GPS定位技術，使InSAR技術在城市及岩石出露較好地區地面形變監測精度大大提高，在一定的條件下精度可達到毫米級。永久散射（PS）技術通過選取一定時期內表現出穩定干涉行為的孤立點，克服了許多妨礙傳統雷達干涉技術的解析度、空間及時間上基線限制等問題。

隨著衛星雷達系統資源的改進和發展，以及相應數據處理軟體的提高，該技術在地質災害監測領域的應用將趨於成熟。

3.4地質災害監測技術的優化集成

3.4.1問題的提出

（1）監測方法的適應性。對於各種監測方法所使用的監測儀器設施，均有各自的應用方向和使用技術要求；針對不同地質災害災種、類型，其使用技術要求（包括測點布設模式、安裝使用技術要求等）不同。

（2）地質災害不同的發展階段。對於崩塌、滑坡等突發性地質災害，不同發展階段所適用的監測方法和儀器設施各異，監測數據採集周期頻度不同。

（3）監測參數與監測部位。實踐證明，一方面，不同的監測參數（地表位移、深部位移、應力、地下水動態、地聲等）在不同類型的災害體監測中具有不同程度的表現優勢；另一方面，同一災害體不同部位的監測參數隨時間變化趨勢特點並不相同，即存在反映災害體關鍵部位特徵的監測點，又存在僅反映局部單元（不具有明顯的代表性，甚至是孤立的）特徵的監測點。因此，監測要素（監測參數、監測部位）的優化選擇，是整個監測設計工作的基礎。

（4）自動化程度。決定於設備的集成度、控制模式、數據標准化程度和信息發布方式。

（5）經濟效益。決定於地質災害的規模、危害程度、監測技術組合、設備選型等因素。

3.4.2設計原則

地質災害監測技術優化集成方案遵循以下原則：

（1）監測技術優化原則：針對某一類型地質災害，確定優勢監測要素，進行監測內容、監測方法優化組合，使監測工作高效、實用。

（2）經濟最優原則：首先，不過於追求高、精、尖的監測技術，而應選擇發展最為成熟、應用程度較高的監測技術；其次，對於危害程度較大的大型地質災害體，可選擇專業化程度較高的監測技術方法，由專業人員進行操作、維護，對於危害程度低，規模小的災害體，可選擇操作簡單、結果直觀的宏觀監測技術，由群測群防級人員進行操作。

3.4.3最終目標

根據不同種類地質災害和不同類型地質災害的物質組成、動力成因類型、變形破壞特徵、外形特徵、發育階段等因素，研究適用於不同類型地質災害的監測要素（監測參數、監測點位的集合）、監測方法、監測點網的時空布置模式、監測技術要求，建立典型地質災害監測的優化集成方案。

Ⅳ 地面γ測量的比例尺與工作方法

地面伽馬測量的比例尺(即精度),是代表對找礦工作地區進行地質、物探研究詳細程度的一個重要標志。精度不同,觀測網密度也不同。γ測量比例尺的選擇,要以地質找礦任務為前提,以工作區所具有的找礦遠景,地質地形條件以及工作程度為依據。根據地面γ測量比例尺,可將鈾礦勘查劃分為四個階段,即預查、普查、詳查和勘探四個階段。

(一)各勘查階段比例尺與任務

1.預查

預查是找礦的初級階段,常用比例尺為1：10萬～1：5萬。工作區一般位於地質工作程度很低,或航測不易進行的地區。其任務是研究工作區的區域地質條件和放射性地球物理場特徵；尋找有利的含鈾層位(地段)、構造、岩性,並確定找礦標志,為進一步開展較高精度地面普查找出遠景區提供依據。隨著可查面積的日益減少與航測的進一步發展,預查並非是每個地區都要進行的必要階段。

2.普查

普查是對預查提供的礦化潛力較大的地區開展的地質工作。普查的一般比例尺為1：2.5萬～1：1萬,是鈾礦勘查的主要階段。此階段的任務主要是：研究工作地區的地質構造特徵,尋找異常點(帶),並研究其分布規律、礦化特徵和成礦條件,為詳查選區提供依據。

3.詳查

詳查是在普查階段選出的具有成礦遠景的地段,或在礦區(床)外圍進行勘查的地質工作。一般比例尺為1：5000～1：1000。其任務是對有意義的異常點帶進行追索,擴大遠景,進而圈定出異常的形態、規模；查明異常的性質與分布規律、賦存的地質條件、礦化特徵,為揭露評價提供依據。

4.勘探

勘探是對已知具有工業價值的礦床或經詳查圈出的勘探區,通過加密各種采樣工程,其間距足以肯定礦體(層)的連續性；詳細查明礦床地質特徵,確定礦體的形態、產狀、大小、空間位置和礦石質量特徵,詳細查明礦體開采技術條件,對礦石進行加工選冶性能實驗室流程試驗或實驗室擴大流程試驗,必要時應進行半工業試驗,為可行性研究或礦山建設設計提供依據。其常用比例尺為1：1000以上。

系統的地面γ測量一般在普查和詳查階段實施,這是面積性放射性測量首選的工作方法,其比例尺一般不嚴格執行「普查」或「詳查」的比例尺。

進行小比例尺的面積性γ測量時一般不事先布置觀測網,以自由路線測量為主。在確定普查路線時應充分考慮地質地形條件與普查精度。路線布置要靈活,但必須垂直或盡可能垂直於與成礦有利的構造線或岩層走向。

大比例尺γ測量時,根據選定的比例尺事先布置好觀測網。觀測網的基線(根據測區大小、地形條件復雜程度可用單基線、雙基線或多基線),用經緯儀或羅盤儀測定,測線要垂直於基線(基線應與主要含礦構造方向一致),測線可用羅盤定向,測繩丈量距離,並做好測點的標志。γ詳查除逐點測量外,還應在測線的兩側進行全面控制。

鈾礦勘查中對γ測量精度及點線距的要求列於表5-6。

表5-6 γ普查和詳查比例尺及精度要求

表5-6中的點距一般是指地形圖上點與點的水平距離,實際工作中還有一個「記錄點距」,就是在記錄本上反應的點距；此點距在表5-6的基礎上加密一倍。

野外γ測量的點距控制一般不太嚴格,重點地段或異常地段應該加密測量；在覆蓋層較厚的地段可以適當放稀,但必須保證平均密度達到表5-6的要求。

(二)自然底數、正常底數及異常的確定

1.自然底數

輻射儀在放射性元素含量增高地段觀測到的射線照射量率,實際上由下面幾部分組成,即

I_總=I_儀器+I_宇宙+I_岩石+I_礦石=I_自+I_岩+I_礦(5-1)

式中：I_礦——礦體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產生的射線照射量率；

I_宇宙——宇宙射線的照射量率；

I_儀器——由於探測器材料不純(含有放射性物質)或被污染而產生的照射量率,以及由於儀器漏電而產生的讀數。

輻射儀的自然底數由I_宇宙和I_儀器兩部分組成,即

I_自=I_儀器+I_宇宙(5-2)

儀器的自然底數並非一個常數,因為I_宇宙隨地區不同而變化。I_儀器也會因污染程度不同、漏電所產生的讀數也不可能一致。故在地面γ測量工作中,在一個新的地區,對每一台儀器都要實際測定其自然底數。測定自然底數的方法常用的有水面法與鉛屏法兩種。

(1)水面法

因為河流、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。所以水面上測得的射線照射量率實際上就是輻射儀的自然底數。這是目前測定輻射儀自然底數的主要方法。

實際經驗證明,測定輻射儀的自然底數,並不一定要到大江大河中去測定,只要水面附近沒有懸崖陡壁,水又未被放射性污染,只需選取20m²左右,1～1.3m深的水面即可。觀測時將探頭置於水域中央並使其靠近水面的位置,輻射儀的讀數即為自然底數。把儀器手柄以下伸入水中,測得的自然底數更小些,但要確保儀器不漏水才可測量。

(2)鉛屏法

在很難找到適合的水面條件下,可用鉛屏法測定自然底數。

測量時先在無屏條件下讀數,後在帶鉛屏的條件下讀數。則

I_無屏=I_岩+I_自(5-3)

I_有屏=I_岩e^－μ·d+I_自(5-4)

根據式(5-3),有

I_自=I_無屏－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

放射性勘探技術

將式(5-7)代入式(5-5),有

放射性勘探技術

式中：μ——鉛屏的有效衰減系數；

d——鉛屏厚度。

鉛屏的有效衰減系數μ與鉛屏的形狀和厚度有關。因此,實際工作中,要實際測定其有效衰減系數。測定方法簡介於下：

在一個照射量率大於200γ的放射性岩石上,帶鉛屏和不帶鉛屏測量γ射線照射量率。由於儀器的自然底數遠小於岩石的照射量率,故儀器的自然底數可忽略不計。因此有

I_無屏≈I_岩

I_有屏≈I_岩e^－μ·d(5-9)

即

放射性勘探技術

兩邊取自然對數,得

放射性勘探技術

故

放射性勘探技術

鉛屏厚度以0.3～0.6cm為宜。根據實測結果,當鉛屏厚0.3cm時,μ=3.9cm^－1,當d=0.6cm時,μ=3.1cm^－1。

2.正常底數(簡稱底數)

地殼表面岩石與土壤中正常放射性元素含量所產生的射線照射量率稱為底數。正常底數隨著地區、岩性(或地層)等因素的不同而不同。

正常底數就是I_岩,而我們測得的某點岩石的射線照射量率,則包含著自然底數。因此,要求取某種岩石的正常底數,就必須取同種岩石的若干個測點的射線照射量率的平均值並減去自然底數。

3.異常

嚴格地說,異常是指測值x≥

+3s的值(

為均值,s為均方差),其理論依據就是正態分布。但工程上常常用3

作為異常,如某岩性的正常底數為30γ,則在該岩性上進行放射性測量,90γ才算異常。

(三)地面路線γ測量工作方法

1)地面伽馬測量儀器應達到儀器「三性」要求,即應具有良好的准確性、穩定性、一致性。為了確保儀器的「三性」,必須統一儀器的能量起始閾、統一標定儀器、統一測定儀器自然底數、統一儀器的三性檢查。此外,工作前後要嚴格進行儀器工作靈敏度的檢查,其誤差不能超過±10%；儀器更換重要元件後,要對儀器進行必要的調試,重新進行標定。

2)工作前要將起始點標在地形圖上。探測器要靠近地面(離地面5～10cm)左右擺動。要及時檢查儀器工作狀態,注意溫度、濕度變化對測量的影響。工作路線不能是直線,必須沿「S」形方向前進,盡可能擴大探測范圍。工作路線要盡量控制基岩出露較好的地段。觀測點最好定在基岩(或風化基岩)上,並盡可能平整,使立體角ω接近2π,按點距要求進行測量,逐點進行記錄(必須註明測點是定在某種基岩上還是定在浮土上),並及時標在路線圖上。當遇到有利成礦地段和底數發生明顯變化時,要注意加強追索和加密測點。

3)充分運用地質規律指導找礦。路線測量時要仔細觀察並記錄對成礦有關的構造、岩性、礦化和各種找礦標志,並及時標在地形圖上。認真分析地形地貌特徵、浮土覆蓋等情況。如果遇到浮土地段γ照射量率偏高,則應刨坑測量。

4)發現異常後,對異常應進行較詳細的追索,初步了解異常的分布范圍、照射量率和異常所處的地質條件,做較詳細的文字描述。對有意義的異常點(帶)要編繪異常素描圖、採集礦石標本,並做出適當的標志,以備檢查。異常點的位置、最高照射量率、岩層、構造、產狀等必須標在地形圖上。如發現滾石異常,應追根求源。

5)路線測量工作結束後,要將終點位置標在地形圖上。回到駐地後要檢查儀器,整理記錄和圖件,對當天的工作進行小結,並向班組負責人匯報當天的工作情況。如果地質成果較好,還必須向分隊有關地質物探技術人員匯報所獲得的成果,同時交驗記錄本、圖紙和標本。

(四)異常點(帶)的標准、檢查與處理

1.異常點(帶)的標准

凡γ射線照射量率高於圍岩底數三倍以上,受一定構造岩性控制,異常性質為鈾或鈾釷混合者稱為異常點。若γ射線照射量率未達到底數三倍以上,但照射量率偏高,高於圍岩底數加三倍均方差,受明顯地質因素控制,且有一定規模,也可稱為異常點。

異常點受同一岩層或構造控制,其連續長度在20m以上者,稱為異常帶。

2.異常點(帶)的檢查與處理

1)發現異常後首先要檢查儀器工作狀態是否正常。

2)有意義的異常點帶,須布置小范圍的γ詳測網,測線距一般2～5m,以控制異常為准。點距0.5m左右,進一步圈定異常的形態與規模。圖5-2就是對已發現的異常進行確認,同時還要進一步查明異常賦存的地質條件和控制因素。如圖5-2所示,檢查線要垂直於異常暈的長軸方向。

圖5-2 γ異常追蹤示意圖

1—印支期中粒花崗岩；2—斷層破碎帶；3—γ照射量率等值線；4—γ檢查線

3)對所有的異常點(帶),要統一編號,逐個進行登記；其中有意義的異常點(帶),普查分隊應組織地質、物探等有關人員到現場進行檢查,對具有遠景的異常,必須做出初步評價意見。

4)凡屬有意義的異常,都應進行異常定性。使用四道γ能譜儀、射氣儀確定異常是鈾、釷或鈾釷混合異常。在可能的條件下還可採集一些樣品,分析鈾釷含量與鈾鐳平衡系數。

5)在對異常進行檢查與初步評價的基礎上對異常點(帶)進行分類排隊,並劃定值得進一步工作的遠景地段,布置γ詳查、綜合找礦與地質測量任務。在此基礎上,有重點地布置探槽、剝土、淺井、淺鑽等山地工程進行揭露,確定其是否具有工業遠景價值,是否有必要進行深部揭露評價工作。

(五)孔內伽馬測量

這里的「孔」是指人工所挖的深坑或簡單機械的施工的淺孔,而不是鑽機所打的鑽孔。這種伽馬測量一般用用於檢查射氣測量、α徑跡測量、²¹⁰Po法找礦等所發現的異常。

孔內γ測量因打孔工具不同又可分為淺孔γ測量與深孔γ測量。用人工打孔可用鐵杴挖坑或鋼釺打孔,深度為0.4～1.8m。使用的儀器主要是FD-3013型輻射儀、FD-3017型射氣儀。深孔γ測量要用機械打孔(如美國紹爾單人背包式岩心鑽機),孔深一般數十米。主要用於揭露評價異常點(帶)和在具有遠景的、被較厚沉積層覆蓋的地區。

γ照射量率隨深度而增高,或者在深部發現盲礦體是說明異常具有遠景的重要標志。當異常與一定地質因素有關,並在深部消失,說明異常可能屬於次生富集造成,意義不大。

(六)β+γ測量

鈾鐳之間的放射性平衡受到破壞,且顯著偏鈾而又無規律的地區可採用β+γ測量。這是因為鈾組核素γ射線照射量率只佔整個鈾鐳系的2%左右,而β射線照射量率則占整個鈾鐳系的41%,因此採用β+γ測量就不會漏掉平衡偏鈾的異常。

β+γ測量的工作方法與γ測量相似。由於β射線穿透能力小,需要把探測器敞開測量,這樣容易損壞儀器,受外界干擾輻射的影響大,一般不宜於做大面積普查。目前常用β塑料閃爍體為探測器的β測量儀,如FD-3010型輻射儀。主要用來在平衡偏鈾的地區確定(β+γ)/γ的比值,並大致估算地表鈾鐳平衡的變化規律。

(七)地面γ測量的質量檢查

質量檢查是確保地面γ測量工作質量的重要措施之一。由於放射性元素分布的不均勻性,加之兩次重復測量的幾何條件難於一致。所以很難用兩次重復觀測的精度來表示地面γ測量的工作質量。

目前衡量地面γ測量的質量,還缺乏統一的標准。一般可從兩個方面來衡量。其一,以漏掉異常的多少來衡量,如果檢查測量發現遺漏異常多(比如說多達30%以上),特別是漏掉了具有遠景意義的異常(哪怕是一個),則說明質量很差；第二,如果有較大范圍的γ照射量率增高地段(即γ等值圖中的γ偏高值與γ高值)被遺漏,也說明工作質量差。若漏掉的異常少且此類異常沒有什麼遠景價值,又沒有遺漏大范圍的γ照射量率增高地段,則證明工作質量合乎要求。

無論地面γ普查或詳查,檢查工作量不應少於測區(或全工作區)總工作量的10%。檢查工作一般在一個測站(或測區)結束後進行。檢查時應貫徹「線面結合,以面為主」的原則,檢查的儀器要與基本測量時的儀器類型相同,並經過重新標定。

布置檢查線時,根據區域γ場特徵、地質構造、岩性、礦化有利地段,或者認為有疑問的地段,有重點地布置檢查線。可採取自檢、互檢和專門檢查的方式進行,以互檢為主。

Ⅵ 地層壓力預測方法

壓力預測是研究超壓盆地的關鍵技術，壓力場的研究不僅為地質學家提供油氣可能分布的位置，而且為鑽前鑽井工程提供壓力參數。研究地層壓力的方法可以說是「百花齊放」，利用測井和地震的各種資料，按照不同公式進行地層壓力的計算，以下列舉二例。

（一）檢測地層壓力的傳統方法

這種方法一般是通過測井資料結合圖板、等效深度等方法進行，可以概括為下面3個步驟：

1.繪制泥岩聲波時差曲線，建立正常壓實趨勢線

聲波測井測量彈性波在地層中的傳播時間，用Δt表示，它主要反映岩性、壓實程度和孔隙度。根據懷利（Wyllie）公式（式5—2），地層聲波時差與孔隙度有如下關系：

中國海相石油地質與疊合含油氣盆地

2.結合測井資料用層速度預測地層壓力的方法

在鑽前沒有測井資料的情況下，只能利用地震層速度對地層孔隙壓力進行預測，這樣預測的精度往往較低。地震層速度的大小主要受岩性、孔隙度和骨架應力的控制，而且是一個層段的平均速度。3個因素中，岩性的影響難以消除，因此用地震層速度預測地層壓力，其精度受到了限制。在有測井資料的地區，用地震資料預測地層壓力時，可結合測井資料進行。

結合測井資料用地震層速度預測地層壓力的思路和步驟如下：

（1）收集沿預測井地震測線上靠近該井的高質量的地震速度資料，最方便的是深度和層速度數據資料；其次是雙程時間，均方根速度數據；再次是雙程時間和疊加速度數據。如果是後兩種數據資料，還需收集時深關系資料，若無時深關系資料，可收集鄰井的VSP測井資料以建立時深關系。

（2）將層速度變換為層間傳播時間ITT，且將其平滑處理，並畫於同一坐標系中。

（3）對一定區域范圍內的地震層速度系統誤差進行分析，可通過聲波測井資料及VSP測井資料對比進行，確定地震層速度的系統誤差。

（4）利用測井及地層測試等資料確定鄰井的地層孔隙壓力剖面。

（5）採用試算的辦法確定用於地震層間傳播時間預測地層壓力的正常趨勢線，依據是使得用地震資料確定的地層孔隙壓力值與測井聲波資料確定的值或實測值基本吻合。

（6）將待鑽井的層間傳播時間資料平滑處理，然後用鄰井確定的正常趨勢線預測待鑽井的地層壓力。

Ⅶ 探測與監測

一、礦井物探技術應用

隨著礦井開采深度的增加和開采強度的加大，煤層底板突水的頻率也日益增加，焦作礦區除了加強水文地質預測預報及井下鑽探工作外，還大力開展了物探技術的推廣與應用，先後引進了礦井直流電法儀、無線電波坑透儀、瑞雷波儀、音頻電透儀、加拿大GEONICS公司TEM47瞬變電磁儀、地質雷達和超低頻遙感地質探測儀，應用效果非常顯著。這里主要研究的是礦井物探技術在防治水方面的應用，另外介紹了超低頻遙感地質探測儀的應用，它和其他物探儀器原理差別較大。

礦井物探技術在礦井防治水方面主要用於探測工作面頂、底板含水層貧富水區域劃分；巷道頂底板及側幫構造帶和富水區；巷道掘進頭前方構造帶和富水區；放水孔或底板注漿孔孔位確定；工作面內部隱伏構造帶、夾矸及薄煤帶位置；煤層厚度快速探測等。以下就各類物探技術的特點和應用效果加以綜述。

1.直流電法

礦井下通常應用三極測深法和對稱四極測深法。根據探測目的不同，直流電法工作裝置形式有多種形式。三極測深法工作裝置形式為A—M-O-N—B（∞），四極測深法工作裝置形式為A—M-O-N—B。兩種方法M、N均為測量電極，用於探測地電場電壓，根據測出的電流、電壓值結合裝置系數就可以換算出地層視電阻率值；A、B均為供電電極，用於向岩層供電。直流電法一般供電極距越長，供電電場分布范圍越廣，探測深度和兩邊輻射范圍越大。通過對不同地點、不同深度地層的視電阻率值進行全方位探測和綜合分析，就可以達到研究岩層、礦體或構造等的目的。

直流電法探測是以煤、岩層的導電性差異為基礎，通過人工向地下供入穩定電流，觀測大地電流場的分布規律，從而確定岩、礦體物性分布規律或地質構造特徵。

直流電法具有方法靈活、理論成熟、抗干擾能力強、儀器簡便的優點，可用於劃分岩層貧富水區域、探測巷道附近構造破碎帶位置、工作面採煤時的易煤層底板突水地段或確定放水孔孔位等。以下為幾個探測實例。

圖3-23為焦作礦區某工作面回風巷直流電法探測富水性區域斷面圖。直流電法探測結果認為，該工作面切巷往外0～100m段採煤時煤層底板極易發生煤層底板突水災害。在生產工程中，實際採煤時到65m處底板發生煤層底板突水，煤層底板突水量達160m³/h。對此及時進行了預測預報，礦井提前採取了防治水措施，該工作面得以安全採煤。該工作面切巷向外0～220m段採煤時煤層底板極易發生煤層底板突水災害。通過對地質資料分析也認為，此段L₈灰岩可能與下伏L₂灰岩甚至O₂灰岩導通，煤層底板突水水源補給充分。井下數據採集重復了3次，結果雷同，因此建議此段跳采。焦作煤業集團公司有關領導研究直流電法探測結果後，決定在220m處重開切巷向外採煤，目前已按新方案安全採煤。

圖3-23 焦作礦區某工作面回風巷直流電法探測富水性區域斷面圖

該圖中較深藍色代表低阻區，可以看出低阻區距巷道底板距離較遠，L₈灰岩含水層導高較小。直流電法探測結果認為，該工作面採煤時煤層底板不會發生煤層底板突水災害。實際生產過程中採煤非常順利，證明直流電法探測結果是正確的。

圖3-24 焦作礦區某工作面低阻異常中心區域放水孔布置圖

圖3-24為焦作礦區某工作面低阻異常中心區域放水孔布置圖。根據直流電法探測結果，在該工作面低阻異常中心區域布置了4^＃放水孔，鑽孔涌水量為82m³/h。

2.無線電波坑透

無線電波坑透儀可以探測工作面內部隱伏構造帶、夾矸及薄煤帶等異常體，從而為工作面採煤設計提供依據。無線電波坑透技術的原理主要如下：將發射機和接收機分別放置於採煤工作面兩條相對巷道（運輸巷和回風巷）中，利用發射機發出的無線電波在煤層中傳播時被與煤層電性不同的地質體如斷層、陷落柱、夾矸或其他地質體等吸收，造成衰減系數的差異，從而形成接收信號的陰影區。交替變換發射機和接收機的位置，就可以對陰影區進行交會，從而確定異常體位置和大小。

圖3-25為焦作礦區某工作面無線電波坑透探測成果圖。無線電波坑透探測結果認為，工作面切巷到回風巷43號測點和運輸巷41號測點連線處圈定區域為異常區，結合地質資料分析為薄煤帶。經鑽探驗證確實為薄煤帶，因此根據無線電波坑透探測結果，改變原來設計方案，在回風巷39號點和運輸巷40號點連線處（圖中紅線）重開切巷，再開始生產。

圖3-25 焦作礦區某工作面無線電波坑透探測成果圖

圖3-26為焦作礦區某工作面無線電波坑透探測成果圖。無線電波坑透探測結果認為，圈定的回風巷裡段斷層位置與工作面採煤時實際揭露情況完全吻合。

圖3-26 焦作礦區某工作面無線電波坑透探測成果圖

3.瑞雷波

瑞雷波技術探測優點是快速，全方位，施工靈活，定位誤差小。瑞雷波技術探測的原理主要如下：根據不同頻率的瑞雷波沿深度方向衰減的差異，通過測量不同頻率成分（反映不同深度，高頻反映淺，低頻反映深）瑞雷波的傳播速度來探測不同深度煤層和頂、底板岩層及其中的斷層、喀斯特等地質異常體。

圖3-27為焦作礦區某巷道瑞雷波超前探測成果圖。在巷道迎頭瑞雷波技術超前探測時，發現前方20.78～25.28m段為斷裂破碎區，實際鑽探證實為20.35m見斷層，誤差僅為0.43m。

圖3-27 焦作礦區某巷道瑞雷波超前探測成果圖

4.音頻電透

音頻電透視技術是根據CT掃描工作原理，利用兩條相對巷道（如工作面回風巷和運輸巷）交替進行發射和接收，記錄發射電流和接收的一次場電位差，結合工作面幾何參數（寬度、長度等位置關系）計算出每個發射點對應的每個接收點的視電導率值（視電阻率值的倒數），通過多重交會，繪制出工作面內部一定深度范圍內岩層視電導率值的平面等值線圖，從而得知此范圍內富、導水區域平面分布的位置與特徵。音頻電透視技術是以煤、岩層的導電性差異為基礎，通過人工向地下供入音頻范圍內的低頻電流，觀察大地電流場的分布規律，從而確定岩、礦體物性分布規律或地質構造特徵。一般情況下，工作頻率為15Hz時，探測深度大約為工作面寬度的一半，選用的工作頻率越低則電場穿透深度越大。

圖3-28為焦作礦區某工作面音頻電透探測成果圖。音頻電透探測結果認為，該圖中藍線視電導率值為6所圈藍色區域為煤層底板相對富水區，應為煤層底板注漿改造重點區域，需要加密鑽孔；其他區域可少布鑽孔；工作面回風巷116號點與運輸巷19號點連線往外可以不進行煤層底板注漿改造。實際在煤層底板注漿改造時，布置在高導異常區內的鑽孔平均出水量為86.3m³/h，低導正常區內鑽孔平均出水量是37.5m³/h，前者水量是後者的2倍多。工作面回風巷116號點與運輸巷19號點連線往外段打了4個鑽孔，平均水量是8.6m³/h，為相對不富水區。鑽探證實揭露情況與音頻電透探測結果相吻合。

圖3-28 焦作礦區某工作面音頻電透探測成果圖

5.瞬變電磁

瞬變電磁儀具有布置靈活、探測方向性強、對低阻區敏感、施工快速的優點，可以全方位探測巷道各個方向或工作面內部的相對富水區位置及形態、頂底板構造破碎區，確定工作面採煤時容易發生煤層底板突水地段、煤層底板注漿改造重點注意區域、放水孔位置等。

圖3-29瞬變電磁技術原理圖可以說明，瞬變電磁技術原理是利用不接地回線或接地線源向地下發射一次脈沖磁場，當脈沖結束、發射回線中電流突然斷開後，地下介質中就要激勵起感應渦流場，以維持在斷開電流以前存在的磁場，此二次渦流場呈多個層殼的環帶型，隨著時間的延長，由發射回線附近介質逐步向下及向外擴展，不同時間到達不同深度和范圍。二次渦流場僅僅與地下介質的電性有關，因此利用線圈或接地電極觀測二次場即可了解地下介質的電阻率分布情況，從而達到探測目標體的目的。

圖3-29 瞬變電磁技術原理圖

圖3-30為焦作礦區某巷道瞬變電磁視電阻率圖。在煤層底板L₈灰岩中開拓疏水巷時，在迎頭處利用瞬變電磁法，超前探測到迎頭前方33～42m段為相對低阻區，該方法判斷為相對富水區並得到鑽探證實。

圖3-31為焦作礦區瞬變電磁視電阻率斷面圖。利用該方法探測到巷道底板存在隱伏斷裂構造。通過在此布置放水孔，鑽孔涌水量為60m³/h此隱伏斷裂的含水性得到了證實。

圖3-30 焦作礦區某巷道瞬變電磁視電阻率圖

圖3-31 瞬變電磁視電阻率斷面圖

圖3-32焦作礦區某巷道瞬變電磁視電阻率斷面圖。在某運輸巷向下幫側（平行岩層傾向）探測距離110m處有無平行運輸巷走向、斷距為25m的斷層（該斷層為原地質勘探報告推斷結論），利用該方法否定了此處該斷層的存在（110m處為相對高阻），並得到鑽探證實。

圖3-32 焦作礦區某巷道瞬變電磁視電阻率斷面圖

圖3-33焦作礦區某工作面瞬變電磁視電阻率斷面圖。該圖為某工作面運輸巷瞬變電磁45°斜下方探測結果。探測時0～430m段已經完成煤層底板注漿改造，大部分區域顯示為相對高阻，但0～100m段下部阻值不高，認為是注漿改造效果差，需補打少量鑽孔；460～590m段因尚未注漿改造，顯示為相對低阻區，為煤層底板注漿改造重點區域。

圖3-33 焦作礦區某工作面運輸巷瞬變電磁視電阻率斷面圖

6.地質雷達

地質雷達是在礦井井下利用電磁波的傳播時間來確定所需探測反射體（斷層、陷落柱、喀斯特等地質異常體）的距離，它是礦井井下用於超前探測的有力工具。

7.超低頻遙感地質探測儀

北京大學課題組在國家863計劃資助下，研製了超低頻遙感地質探測儀，並於2002年5月成功申請專利，該裝置在石油天然氣勘探和水文工程地質勘探領域獲得較好應用。在煤田瓦斯方面，課題組研究成員已經在河南伊川鄭煤集團公司暴雨山煤礦和登封金嶺煤礦，進行了超低頻遙感地質探測試驗，探測曲線解釋基本正確，反映明顯，具有推廣應用價值。之後在鄭煤集團公司大平礦、超化礦進行超低頻遙感地質探測試驗。目前在鄭州礦區和將在焦作礦區應用。

8.綜合應用評述

直流電法技術主要用於劃分岩層貧富水區域，探測巷道附近構造破碎帶位置，工作面採煤時的易突水地段或確定放水孔孔位等。該方法優點是儀器簡便、理論成熟、抗干擾能力強、方法靈活；缺點是井下數據採集時必須保證電極接地條件良好，體積效應影響資料解釋時對異常區具體方位的准確判斷。

無線電波坑透技術主要用於探測工作面內部陷落柱形態，隱伏斷層構造帶位置，富水性區域，夾矸和薄煤帶等地質異常體。該儀器優點是儀器簡便，對異常區定位效果好，施工快速；缺點是同象異質現象明顯，井下數據採集時需斷開測區內電纜，避免電磁干擾，資料解釋時對異常區的定性判斷仍需與地質資料結合。

瑞雷波技術主要用於全方位探測巷道附近的喀斯特、岩層界面及斷層帶、富水區、裂隙發育區等地質異常體。該儀器優點是全方位、快速、定位誤差小、施工靈活；缺點是資料解釋時「定量」易而定性難，較易引起多解性，井下工作時需多次重復探測，提高結果的可靠性，探測深度較淺，一般不超過40m。

音頻電透技術主要用於探測整個工作面富水性的橫向變化情況和頂、底板岩層岩性。該方法優點是井下抗干擾能力較強，儀器精度高；缺點是資料解釋時對異常區的縱深位置不易准確判斷。

瞬變電磁技術主要用於全方位探測巷道各方向或工作面內部的頂底板相對富水區位置及形態、構造破碎區，確定工作面採煤時的易突水地段或放水孔位置，劃定煤層底板注漿改造重點區域等。該方法優點是適用於各種角度和方位探測，探測方向性強，對低阻區敏感，布置靈活，施工高效；缺點是井下工作時需注意盡量避開大的金屬干擾體，在某些理論問題上需要進一步研究。

礦井地質雷達探測技術的最大優點，既是礦井井下超前探測（探距30～40m）的有力工具，又具有施工點面積小，垂直、水平方向探測均可，探測的精度也比較高；缺點是抗干擾差。

物探技術經過幾十年發展，呈現出應用廣泛、技術豐富、儀器多樣的特點，但各種儀器和技術方法都有自己的適用范圍和優缺點。焦煤集團公司在多年推廣應用上述各種物探技術的實踐中，深感應充分了解各種物探儀器和技術的特點，針對性地使用的重要性。

總之，實際應用時應盡可能採用綜合物探手段，優缺互補，相互取長補短，多種方法並用，對目標體做出正確判斷，盡可能消除多解性，這樣才能滿足礦井生產多方面的需求，使得物探工作快速准確向著定性又定量的方向發展。應當指出，礦井物探技術的發展是幾十年來焦作礦區防治水工作者們積極探索的結果，這和前輩們與地測處防治水中心同行們的集體努力分不開。作者參加了部分實驗與研究工作。

二、焦作礦區井下水位監測系統

隨著礦井水平的延伸和采區的推進，目前大量的水文觀測孔被破壞，部分觀測孔因長期銹蝕而失去觀測價值，使一些生產地區沒有地下水水位資料，直接影響著這些地區的安全生產。往往花費幾十萬元施工的水文觀測孔，僅投入使用1～2個月就被破壞。如果在地面施工水文觀測孔，不僅需花費高額的資金，而且地面觀測孔容易遭受人為破壞。因此，建立井下水位監測系統已成為當務之急。

焦作煤業集團公司採取了許多行之有效的防治水措施，其中地下水位觀測系統的建立就是有效的防治水措施之一。地下水位觀測系統為工程技術人員及時准確地掌握地下水水位變化情況，制訂切實可行的防治水措施提供了依據。特別是當煤層底板突水發生後，地下水位動態變化能為准確判斷煤層底板突水水源，預測煤層底板突水水量的變化趨勢，採取相應的防治水措施提供依據。焦作礦區積極開展防治水工作，通過各種途徑同煤層底板突水災害作斗爭，到目前為止，已連續20年未發生淹井事故，礦井涌水量也由過去的650m³/min減少至目前的280m³/min。

1.水位監測系統

（1）水位監測系統在焦作礦區的發展歷史：20世紀80年代中、後期，焦作礦區就開始建立地面水文觀測孔水位遙測監測系統，但儀器供電電源為電池供電，沒有及時更換電池，而使儀器損壞。另外，野外遙測系統也容易遭受破壞。不易保護。因此，該系統沒有得到推廣應用。

20世紀90年代，因地面觀測孔的急劇減少，又缺乏資金在地面施工水文觀測孔，為滿足安全生產的需要，就在井下施工放水測壓孔，以了解地下水位的動態變化。水位的觀測部分礦井使用壓力表，另一部分礦井使用水位自動記錄。水位自動記錄儀雖然比用壓力表觀測井下水位先進得多，但水位自動記錄儀供電電源為充電電池，數據的存儲模塊必須上井後才能傳輸到微機，才能輸出水位數據，使用起來不方便，且使用壽命短。

21世紀初期，隨著信息技術迅猛發展，現代感測技術的日趨成熟，採用先進的自動監測方法已是大勢所趨。焦煤集團公司與煤科總院撫順分院合作，於2001年成功地在演馬庄礦建立起一套井下水位監測系統，該系統將計算機測控技術、計算機網路技術、遠程數據通信技術融為一體，強有力地實現了遠距離的井下水位數據採集、傳輸、實時數據集中監測、處理。該系統克服了以前水位監測系統的缺點，供電電源採用井下防爆供電電源，實現了全自動實時對井下水位進行監測，具有投資少，精度高，使用壽命長，操作方便的優點。

（2）水位監測系統組成及主要功能：系統由主站（地面監測中心站）和N個分站（井下水壓觀測站點）構成。

主站：由計算機、列印機、遠程數據通信設備及系統應用軟體（含系統控制、數據通訊、數據處理等），設在地面監測中心機房。

主站是通過遠程數據通信設備對井下分站進行遠程式控制制，實時獲取井下各觀測點的水壓數據，同步監測井下各水壓觀測點的水壓變化情況。並通過系統應用軟體將水壓數據進行整理、輯錄、顯示。根據需要利用系統應用軟體生成相關數據報表、繪制各類曲線、圖形、列印輸出等，同時還可以在網上，將相關數據傳輸。

分站：由高精度水壓感測器（或高精度壓力變送器）、數據採集器、數據通訊介面、遠程數據通信裝置、防爆電源、安全保護罩等組成。安裝在井下水壓觀測點。

分站完成水壓數據採集，實現水壓數據的遠距離傳輸。分站系統是通過壓力感測器反映水壓變化的物理量轉換為電壓（電流）形式的模擬量。該模擬量經由放大、模數轉換電路處理後再將其轉換為數字信號，通過數據採集器內置計算機系統對該數字信號進行處理並記錄到存儲器中，完成數據採集。與此同時數據採集器內置遠程通信介面設備也在不斷檢測主站信息。當檢測到主站要求發送數據指令信息時則由數據採集器內置計算機控制，通過遠程數據通信設備將數據採集器記錄的水壓數據發送至主站。

（3）系統主要技術指標

主站：硬體配置：intel P4 2.53 G/256 M DDR/80 G/16 倍 DVD/17 英寸液晶/56 K/100 M/A3幅面激光及彩色噴墨列印機；系統運行環境：Windows98 se/windows Me/win dows2000/windows XP；操作方式：全中文菜單式；觀測方式：實時監測；數據記錄方式：自動、手動任選；測量時間間隔：任意設置；暫存數據：≥1000組。

分站：防爆類型：本質安全型；壓力測量范圍：0～10MPa；感測器精度：±0.3%F·S；解析度：2.0cm；通訊距離：＞500m；傳輸速率：＞300pbS；分站個數：1～255（255Max）；環境溫度：0～+40℃。

2.井下水位監測系統使用情況

焦作礦區演馬庄礦於2001年12月建立了井下水位監測系統，由於資金等原因，當時僅設立了兩個分站，即在該礦25采區下山施工兩個測壓孔（L₈灰岩含水層），安裝SY1151壓力感測器，SY-1型數據採集器，數據通訊口，防爆電源。水壓數據經通訊電纜傳輸到地面主站，再根據用戶的需要，利用系統應用軟體生成相關數據報表（如日報、月報、年報），繪制各類曲線、圖形（如月曲線圖、月柱狀圖、年曲線圖、年柱狀圖），對水位進行實時監測。通過近幾年的使用，井下水位監測系統具有投資低、操作方便、數據准確可靠，使用壽命長等優點，克服了過去地面觀測孔測水位難，數據不準確，觀測孔易遭破壞等缺點。即使發生淹井事故，井下無供電電源，系統亦能利用本身電池正常工作一個月。2002年5月10日，井下水位監測系統顯示L₈灰岩含水層水位下降，就立即與井下聯系，得知25031工作面煤層底板突水，根據井下水位監測系統顯示的水位平穩下降趨勢，且沒有發現L₈灰岩含水層水位有反彈現象，判斷該煤層底板突水點水源為L₈灰岩，煤層底板突水點涌水量不會急劇增大，對安全生產不會造成大的影響。由此可見，井下水位監測系統能了解地下水位的動態變化，為判斷煤層底板突水水源，採取相應的防治水措施提供依據。

該系統於2003年底已建成投入使用，井下的水文孔資料直接在各礦計算機上顯示。目前焦作煤業集團公司和北京龍軟公司合作，將各礦與集團公司網路聯系起來，只要在集團公司的任何一部上網計算機上，進入水文監測系統網站，就能查閱到各生產礦井下各含水層的水位資料。目前正在進入試運行階段。

可以認為井水位監測系統是一項經實踐證明了的成熟技術。井下水位監測系統具有投資少、操作方便、數據准確可靠、使用壽命長等優點，能夠代替地面水文觀測網。井下水位監測系統具有推廣應用前景。探測和監測技術是高承壓水上採煤水害綜合控制技術的重要組成部分。

Ⅷ 火星岩石成分探測方法

c14法是拿來探測物資的年齡的啦，又可以叫做「碳14年代檢測法」。

檢測岩石成分的方法應該就只有化驗了。
http://ke..com/view/509264.htm

Ⅸ 電法勘探和地震勘探方法在原理，應用上的區別

地震勘探：
可以查清楚地下岩層的速度和密度物理參數，用來解釋地下岩層的起伏形態，構造的分布狀況，岩性的變化情況
電法勘探：
可以查清地下的電阻率電導率物理參數，常用來經行水、金屬或者其他高阻類的地質體
磁法勘探：
可以查清大地電磁的分布情況，用來查清探測區域的磁力異常，通過磁力異常來定位特殊礦產
重力勘探：
雷同磁法，探測的物理參數為重力
地質雷達：
通過發射電磁波來進行快速的地下電性差異層，常用來進行路基檢測，管網探測等等
地震、電法井間CT：
通過不同的井下布設發射、接受裝置來檢測相應的地球物理參數，進一步通過CT成像方法來對井間的地層進行成像
井地CT：
採用井中激發，或者地面激發，井中或者地面接收地球物理場的變化來進行類似於椎體的成像
vsp、rvsp採用井中激發，或者地面激發，井中或者地面接收地球物理場的變化來進行地下情況的成像
常見院校有：
中國石油大學
中國海洋大學
中國地質大學
中國礦業大學
中南大學
中科院相關院所（較多不列舉）
各大石油學院
吉林大學
成都地質學院（現為科技大學）
等等等等
地震類的勘探成像精度高，可以用來定量分析。其他方法一般具有體積效應，常用來進行定性勘探。

Ⅹ 地基承載力檢測方法有幾種方法

有以下4種方法：

1、原位試驗法（in-situ testing method）：是一種通過現場直接試驗確定承載力的方法。包括（靜）載荷試驗、靜力觸探試驗、標准貫入試驗、旁壓試驗等，其中以載荷試驗法為最可靠的基本的原位測試法。

2、理論公式法（theoretical equation method）：是根據土的抗剪強度指標計算的理論公式確定承載力的方法。

3、規范表格法（code table method）：是根據室內試驗指標、現場測試指標或野外鑒別指標，通過查規范所列表格得到承載力的方法。規范不同（包括不同部門、不同行業、不同地區的規范），其承載力不會完全相同，應用時需注意各自的使用條件。

4、當地經驗法（local empirical method）：是一種基於地區的使用經驗，進行類比判斷確定承載力的方法，它是一種宏觀輔助方法。

(10)岩層檢測方法擴展閱讀

檢測原因

與鋼、混凝土、砌體等材料相比，土屬於大變形材料，當荷載增加時，隨著地基變形的相應增長，地基承載力也在逐漸加大，很難界定出下一個真正的「極限值」，而根據現有的理論及經驗的承載力計算公式，可以得出不同的值。

因此，地基極限承載力的確定，實際上沒有一個通用的界定標准，也沒有一個適用於一切土類的計算公式，主要依賴根據工程經驗所定下的界限和相應的安全系數加以調整，考慮一個滿足工程的要求的地基承載力值。

它不僅與土質、土層埋藏順序有關，而且與基礎底面的形狀、大小、埋深、上部結構對變形的適應程度、地下水位的升降、地區經驗的差別等等有關，不能作為土的工程特性指標。

另一方面，建築物的正常使用應滿足其功能要求，常常是承載力還有潛力可挖，而變形已達到可超過正常使用的限值，也就是變形控制了承載力。

因此，根據傳統習慣，地基設計所用的承載力通常是在保證地基穩定的前提下，使建築物的變形不超過其允許值的地基承載力，即允諾承載力，其安全系數已包括在內。無論對於天然地基或樁基礎的設計，原則均是如此。