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關(guān)鍵詞:沖擊地壓;地應(yīng)力;地質(zhì)因素調(diào)查;預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)
中圖分類號(hào):P315文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
為了全面掌握目前我國(guó)沖擊地壓的發(fā)生情況和防治現(xiàn)狀,統(tǒng)計(jì)分析了近年來我國(guó)沖擊地壓發(fā)生的區(qū)域、條件、特點(diǎn)以及防治手段和效果。分析結(jié)果表明:隨著我國(guó)煤礦采深的日益加大,沖擊地壓災(zāi)害將越來越嚴(yán)重;堅(jiān)硬厚層頂板條件和斷層、褶曲等構(gòu)造是沖擊地壓發(fā)生的主要地質(zhì)因素;開采形成的煤柱應(yīng)力集中和動(dòng)載是沖擊地壓發(fā)生的主要開采技術(shù)因素。
一、沖擊地壓發(fā)生條件分析
1、沖擊傾向性
沖擊地壓礦井的煤體沖擊傾向性情況:無沖擊傾向3個(gè)、弱沖擊傾向和強(qiáng)沖擊傾向均為23個(gè)。由波蘭學(xué)者最早提出的沖擊傾向性理論,我國(guó)采用了其中的彈性能指數(shù)、沖擊能指數(shù)和動(dòng)態(tài)破壞時(shí)間3個(gè)指標(biāo)作為煤層的沖擊傾向性指標(biāo),根據(jù)對(duì)近年來的沖擊傾向性試驗(yàn)結(jié)果分析并結(jié)合沖擊地壓發(fā)生實(shí)際地質(zhì)條件,又增加了煤的單軸抗壓強(qiáng)度為沖擊傾向性指標(biāo)之一,對(duì)于頂板巖層的沖擊傾向性,則采用了由我國(guó)提出的頂板彎曲能量指數(shù)。經(jīng)對(duì)已發(fā)沖擊地壓礦中煤體沖擊傾向性統(tǒng)計(jì)結(jié)果,大部分發(fā)生沖擊地壓礦井的煤層都具有沖擊傾向性。但在一些沒有沖擊傾向性的礦井也發(fā)生了沖擊地壓,如徐州權(quán)臺(tái)礦、平頂山十礦和北京大安山礦均為軟弱無沖擊傾向煤層。煤巖沖擊傾向性測(cè)定結(jié)果只是對(duì)煤巖樣進(jìn)行單軸試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)室結(jié)果,無法真實(shí)反映煤巖結(jié)構(gòu)和原巖應(yīng)力狀態(tài)。為了使煤巖沖擊傾向沖擊地壓的地質(zhì)因素調(diào)查內(nèi)容沖擊地壓地質(zhì)調(diào)查的內(nèi)容:一是調(diào)查礦井煤(巖)層的力學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造的力學(xué)性質(zhì)及展布特征,水和瓦斯賦存情況及活動(dòng)規(guī)律,掌握礦井沖擊地壓的地質(zhì)基礎(chǔ)資料;二是分析礦井沖擊地壓發(fā)生的原因及其作用特點(diǎn),以掌握它的顯現(xiàn)規(guī)律,配合生產(chǎn)部門提供安全作業(yè)所需要的地質(zhì)資料。
沖擊傾向性測(cè)定更能充分反映煤巖層實(shí)際狀態(tài)和特點(diǎn),近年來,我國(guó)科研人員開展了煤、巖組合模型的沖擊傾向性試驗(yàn)測(cè)定工作,已經(jīng)取得初步成果。在考慮原位煤體的沖擊危險(xiǎn)時(shí),還有學(xué)者提出了包含沖擊傾向性指標(biāo)和煤體受力狀態(tài)的沖擊危險(xiǎn)性系數(shù)評(píng)價(jià)其誘發(fā)沖擊地壓發(fā)生的可能性,具有一定的合理性。綜合指數(shù)法則考慮了包括巖體應(yīng)力、巖體特性(包括煤巖沖擊傾向性)和煤層特征的綜合指標(biāo)。把煤巖的沖擊傾向性與煤巖結(jié)構(gòu)、地質(zhì)異常條件、煤巖受力狀態(tài)和采動(dòng)影響等因素相結(jié)合,用動(dòng)態(tài)綜合指標(biāo)以更有效地評(píng)價(jià)沖擊危險(xiǎn)性是今后的主要研究方向。
2、開采技術(shù)因素
開采技術(shù)因素對(duì)沖擊地壓的影響因素主要有3個(gè):本煤層開采形成的孤島煤柱、煤層群開采條件下形成的上覆煤柱以及放炮震動(dòng)。孤島煤柱沖擊地壓礦井26個(gè),如:義馬千秋;兗州濟(jì)三、濟(jì)二、東灘、鮑店;新汶?yún)f(xié)莊;徐州張集;平頂山十一礦;開灤唐山、趙各莊等。上覆煤柱沖擊地壓礦井11個(gè),如:新汶華豐、大同同家梁、忻州窯;鶴崗峻德等。放炮震動(dòng)沖擊地壓礦井6個(gè),如:新汶良莊;開灤趙各莊;鶴崗南山;七臺(tái)河新興;北京木城澗等。
從開采技術(shù)因素來看,開采孤島煤柱和在上覆煤柱下進(jìn)行開采等引起的采動(dòng)應(yīng)力集中是沖擊地壓發(fā)生的主要誘因,由于很多煤礦的開采設(shè)計(jì)方案不合理或由于采掘接替緊張而形成了很多孤島開采局面,統(tǒng)計(jì)中有孤島開采的煤礦26個(gè),占統(tǒng)計(jì)總數(shù)的39%。由于孤島或半孤島開采,在開采中形成多個(gè)支承壓力疊加,造成了應(yīng)力急劇集中和沖擊地壓危險(xiǎn)。在多煤層開采中,上層煤開采遺留下的煤柱將對(duì)下層煤開采形成應(yīng)力集中條件,統(tǒng)計(jì)中有上覆煤柱影響的礦井有11個(gè),占統(tǒng)計(jì)總數(shù)的16%。一些煤礦還同時(shí)存在孤島煤柱和上覆煤柱的情況,這無疑加重了沖擊地壓的危險(xiǎn)程度,如大同同家梁煤礦、開灤唐山、趙各莊礦和鶴崗峻德礦。根據(jù)以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和沖擊地壓的“三因素”機(jī)理,可以認(rèn)為,開采中形成的煤柱產(chǎn)生的應(yīng)力集中是沖擊地壓最大的一個(gè)力源因素。另外,放炮震動(dòng)也極有可能造成動(dòng)載而誘發(fā)沖擊地壓,如新汶良莊礦、棗莊八一礦、開灤趙各莊礦、鶴崗南山礦、七臺(tái)河新興礦和北京木城澗礦。
二、沖擊地壓的地質(zhì)因素調(diào)查內(nèi)容
1、煤系巖性及其組合因素調(diào)查
煤巖層的物理力學(xué)性質(zhì)是構(gòu)成沖擊地壓活動(dòng)最直接的影響因素。對(duì)于含煤地層的地質(zhì)調(diào)查,應(yīng)仔細(xì)分析已有的煤巖巷實(shí)測(cè)剖面和鉆孔資料,對(duì)煤層頂?shù)装?、含水巖層、堅(jiān)脆砂巖層、松軟泥巖層等,要逐層分析它們沿走向和傾向方向上的變化,受地質(zhì)構(gòu)造破壞的情況。在垂直方向上要系統(tǒng)研究各個(gè)煤巖層的層次及組合情況,統(tǒng)計(jì)頂?shù)装宓奶卣?,含水層組的結(jié)構(gòu),含有潛在危險(xiǎn)地層的指標(biāo)及它們和煤層之間的間距。最后在采掘工程平面圖上圈出有沖擊地壓潛在危險(xiǎn)的區(qū)域,為設(shè)計(jì)和采掘部門提供參考。
2、地質(zhì)構(gòu)造因素調(diào)查
沖擊地壓的形成及其顯現(xiàn)的形式、特點(diǎn)和強(qiáng)烈程度,均于地質(zhì)構(gòu)造密切相關(guān)。要以地質(zhì)力學(xué)的理論作指導(dǎo),判斷所研究區(qū)域所屬的構(gòu)造體系,劃分構(gòu)造形式,并進(jìn)一步分析構(gòu)造體系復(fù)合聯(lián)合的關(guān)系,了解某些地應(yīng)力疊加所產(chǎn)生的構(gòu)造形跡,以確定構(gòu)造體系的復(fù)合聯(lián)合部位,對(duì)所研究區(qū)域作出綜合評(píng)價(jià)。例如在不同構(gòu)造體系的復(fù)合部位,斷裂交叉點(diǎn)附近,旋轉(zhuǎn)構(gòu)造收斂部,斷裂的兩端,在平面分布上斷裂反復(fù)轉(zhuǎn)彎的部位,同一斷層傾向變成反向的轉(zhuǎn)折點(diǎn)附近,斷裂兩側(cè)差異運(yùn)動(dòng)較劇烈的部位,褶曲軸部和翼部的交界附近及沖斷層或逆掩斷層的上盤等,均為構(gòu)造應(yīng)力集別是應(yīng)力高度集中的地段,應(yīng)為沖擊地壓研究的重點(diǎn)區(qū)域。
3、水文地質(zhì)因素調(diào)查
礦井水的浸潤(rùn)滲透,改變了巖石的力學(xué)性質(zhì),降低了巖體強(qiáng)度,從而引起圍巖的變形與破壞,在采動(dòng)影響下,原有巖體的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)被破壞,引起地下水運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變,使巷道或工作面局部應(yīng)力集中,易發(fā)生地下水壓力的沖潰現(xiàn)象。故進(jìn)行水文地質(zhì)調(diào)查時(shí),應(yīng)觀測(cè)地下水的水位、水壓,含水層分布與煤層的間距,隔水層性質(zhì)及其組合關(guān)系等,特別要注意出現(xiàn)與沖擊地壓伴生的突水現(xiàn)象。
三、礦井沖擊地壓的地質(zhì)預(yù)報(bào)方法
由于礦井沖擊地壓的嚴(yán)重危害性,有必要對(duì)沖擊地壓現(xiàn)象進(jìn)行綜合分析,觀測(cè)沖擊地壓現(xiàn)象的前兆,通過儀表測(cè)量及鉆孔探測(cè)等技術(shù)手段掌握沖擊地壓發(fā)生的規(guī)律,對(duì)可能發(fā)生的沖擊地壓現(xiàn)象進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào)。
1、沖擊地壓的前兆
1.1宏觀前兆:煤層頂?shù)装逡平吭龃?,活?dòng)急劇,出現(xiàn)掉頂或底鼓現(xiàn)象。巷道煤壁松動(dòng),片幫次數(shù)增多。煤炮聲增大加密。鉆眼鉆屑量增大,每米增加2~3倍以上。鉆具推動(dòng)力降低,甚至無須推進(jìn)而自動(dòng)向前推進(jìn)。
1.2微觀前兆:
微震地點(diǎn)集中,次數(shù)頻繁,并逐漸加密。微震強(qiáng)度逐漸增大,一般在間隔數(shù)小時(shí)至十幾小時(shí)后就會(huì)突然發(fā)生。煤巖層的彈性波速增加,采動(dòng)影響下的地應(yīng)力明顯集中。
2、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)儀表觀測(cè)預(yù)報(bào)
通過在掘進(jìn)頭或工作面內(nèi)安裝頂板動(dòng)態(tài)儀,觀測(cè)頂板下沉速度,當(dāng)頂板下沉速度急劇變化并超過某一限度時(shí),就有可能出現(xiàn)沖擊地壓現(xiàn)象。
3、根據(jù)地質(zhì)力學(xué)方法預(yù)報(bào)
應(yīng)用地質(zhì)力學(xué)原理,確定構(gòu)造應(yīng)力集中部位,對(duì)煤巖層的物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行綜合分析,概略地得出工作區(qū)內(nèi)有無發(fā)生沖擊地壓危險(xiǎn)的評(píng)價(jià),進(jìn)而根據(jù)地應(yīng)力的空間分布,煤巖層的埋藏條件,與工作區(qū)內(nèi)巷道、工作面之間的組合關(guān)系,提出發(fā)生沖擊地壓條件及其強(qiáng)度、位置和時(shí)間的可能性預(yù)報(bào)。
4、根據(jù)鉆孔巖芯變形預(yù)報(bào)
利用已有的鉆孔或?qū)iT布置取得的巖芯進(jìn)行仔細(xì)鑒定。研究所在地區(qū)煤巖層埋藏條件,分析地應(yīng)力對(duì)煤巖層的影響。一般在堅(jiān)硬巖層中,如果巖芯呈圓片狀,并出現(xiàn)鱗片凸起,則表明此處應(yīng)力增高,可能有沖擊地壓發(fā)生的危險(xiǎn);如果巖芯呈圓柱狀則表明地層無異?,F(xiàn)象。在煤層中可采用“鉆屑法”即向待測(cè)煤層中施工一鉆孔取粉,根據(jù)煤量、粒度大小及有無動(dòng)力現(xiàn)象,同高應(yīng)力區(qū)鉆屑量進(jìn)行對(duì)比,以預(yù)測(cè)和判定工作區(qū)內(nèi)有無沖擊地壓發(fā)生的可能。
結(jié)束語
建議在對(duì)深部沖擊地壓的研究中應(yīng)注意以下幾個(gè)問題:采用物探方法對(duì)開采前工作面或掘進(jìn)工作面前方的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行探測(cè)并結(jié)合煤巖性質(zhì)和采動(dòng)影響給出沖擊地壓危險(xiǎn)的綜合指標(biāo);研究深部高瓦斯礦中出現(xiàn)的沖擊地壓要考慮瓦斯含量或瓦斯壓力的影響;對(duì)沖擊地壓的監(jiān)測(cè)應(yīng)分區(qū)域采用多層次的綜合監(jiān)測(cè)手段,并研究多源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的綜合處理方法;重視沖擊地壓防治中的開采設(shè)計(jì)理論的研究,力爭(zhēng)從源頭上減輕沖擊危險(xiǎn);同時(shí),提高巷道的防沖能力。
參考文獻(xiàn)
[1]何滿潮,謝和平,彭蘇萍等.深部開采巖體力學(xué)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2012,24(16).
關(guān)鍵詞:三維地質(zhì)結(jié)構(gòu);深覆蓋區(qū);重磁電綜合解釋,城市地質(zhì)調(diào)查;寶雞
中圖分類號(hào):F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局近幾年大力促進(jìn)地質(zhì)調(diào)查與民生與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng),主動(dòng)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)做出貢獻(xiàn),用現(xiàn)代綜合方法和手段以已有地質(zhì)資料做基礎(chǔ),開展多學(xué)科、多目標(biāo)、多用途的綜合城市三維調(diào)查。
寶雞作為八百里秦川的主要城市之一,在地質(zhì)條件上與其他城市不同,其中最突出的是黃土覆蓋層較厚,屬深覆蓋地區(qū)。本文就寶雞地區(qū)的城市三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)查中重、磁、電綜合分析整理、聯(lián)合解釋研究的方法運(yùn)用進(jìn)行了介紹,以期為類似地區(qū)的三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)查提供借鑒和思考。
一、地質(zhì)背景
地處Ⅰ級(jí)構(gòu)造單元華北地臺(tái)的西南部,地層由元古界到新生界都有分布,一、本區(qū)元古界―1中元古界地層主要包括
1.1、隴山巖群主要由黑云斜長(zhǎng)片麻巖,灰白色含金云母透輝閃石大理巖,含石榴石黑云石英片巖;
1.2、有固川-泥峪地層,主要由云母石英片巖夾黑云斜長(zhǎng)變粒巖,綠泥鈉長(zhǎng)片巖,斜長(zhǎng)角閃巖和透閃大理巖;
1.3、景福山―岐山地層,主要巖石有灰、灰綠色間暗紫色絹云石英片巖、綠簾陽起片巖、鈉長(zhǎng)陽起綠簾片巖,夾含礫片巖及少量灰黑,灰白色薄層大理巖;
2、本區(qū)的南華系---下古生界地層主要包括
2.1唐藏---巖灣地層區(qū)
鸚鴿咀蛇綠構(gòu)造雜巖,主要巖性有變質(zhì)基性巖、超基性巖為主,呈構(gòu)造巖塊疊置的地質(zhì)體。
望家坡-草灘溝-斜峪關(guān)地層區(qū)
2.2有葫蘆河巖群的寶雞望家坡―吳家坡地區(qū)葫蘆河巖群
主要巖性有灰色杏仁狀斜長(zhǎng)角閃巖(變玄武巖),灰綠色斜長(zhǎng)角閃巖(變安山巖)與淺灰色云母斜長(zhǎng)變礫巖(變英安巖)呈不等厚韻律互層,灰白色含黃鐵礦白云母石英片巖、二云母石英片巖(變質(zhì)安質(zhì)凝灰?guī)r類),夾角閃斜長(zhǎng)變粒巖(變玄武安山質(zhì)凝灰?guī)r)及少量淺灰白色透閃石大理巖、石英巖,灰色斜長(zhǎng)角閃巖,斜長(zhǎng)角閃變粒巖、黑云二長(zhǎng)變粒巖(變英安巖―安山質(zhì)凝灰?guī)r)夾少量白云母石英片巖,灰白色含黃鐵礦白云母石英片巖,夾灰色變火山角礫熔巖及少量角礫狀斜長(zhǎng)角閃巖、大理巖,灰白色石榴石黑云斜長(zhǎng)變粒巖(變安山巖)與淺灰、灰色變英安巖呈不等厚韻律互層,夾少量斜長(zhǎng)角閃巖和變火山角礫(基性)熔巖,灰綠色黑云綠泥斜長(zhǎng)片巖與灰色黑云斜長(zhǎng)片巖、黑云斜長(zhǎng)變粒巖。
2.3景山―瓦罐嶺地層區(qū)
三山子組,主要有白云巖,灰白色角礫角礫狀白云巖,淺灰色、灰白色中厚層狀細(xì)晶白云巖、含燧石條帶、團(tuán)塊細(xì)晶白云巖,夾少量薄板狀泥質(zhì)白云巖,灰、深灰色中厚層狀含燧石條帶、團(tuán)塊粉-細(xì)晶白云巖,夾少量薄板狀白云質(zhì)灰?guī)r,淺灰肉紅色中薄層---中厚層狀細(xì)晶白云質(zhì)巖及厚層塊狀白云質(zhì)灰?guī)r。
3、侏羅系----白堊系
東風(fēng)鎮(zhèn)---白馬坊地層區(qū)
3.1三橋組,由棕紅色厚層粗―巨礫巖屑礫巖、中細(xì)礫巖屑礫巖、含礫巖屑粗砂巖
3.2和尚鋪組,主要是紫紅、棕紫,棕紅色含礫砂巖、砂巖、粉砂巖、泥巖
新生界地層
4新近系―更新統(tǒng)
4.1三門組 是淺黃灰色砂礫巖層、礫卵石層、砂礫層夾中砂、亞砂土、亞黏土
4.2藍(lán)田組巖性是棕紅色鈣質(zhì)黏土、富鈣質(zhì)結(jié)核亞黏土、含礫亞粘土夾砂礫層透鏡體
4.3泄湖組,呈淺棕色黃土夾紅褐色古土壤,含鈣質(zhì)結(jié)核。
二、地球物理特征
2、1電阻率特征
綜合以往工作情況,根據(jù)井旁測(cè)深對(duì)比分析,總結(jié)出不同地層組合的電性特征。
新近系―更新統(tǒng)是淺黃灰色砂礫巖層、礫卵石層、砂礫層夾中砂、亞砂土、亞黏土
藍(lán)田組巖性是棕紅色鈣質(zhì)黏土、富鈣質(zhì)結(jié)核亞黏土、含礫亞粘土夾砂礫層透鏡體
泄湖組,呈淺棕色黃土夾紅褐色古土壤,含鈣質(zhì)結(jié)核??傮w表現(xiàn)相對(duì)高阻,
東風(fēng)鎮(zhèn)---白馬坊地層區(qū)
藍(lán)田組巖性是棕紅色鈣質(zhì)黏土、富鈣質(zhì)結(jié)核亞黏土、含礫亞粘土夾砂礫層透鏡體
泄湖組,呈淺棕色黃土夾紅褐色古土壤,含鈣質(zhì)結(jié)核。
電阻率相對(duì)較高,但由于此層較薄,且下伏古生界地層是低阻層,故總體是低阻反應(yīng),電阻率小于4Ω.m
2.1.1三橋組由棕紅色厚層粗―巨礫巖屑礫巖、中細(xì)礫巖屑礫巖、含礫巖屑粗砂巖
是低阻電性層,電阻率在5Ω.m
和尚鋪組,主要是紫紅、棕紫,棕紅色含礫砂巖、砂巖、粉砂巖、泥巖,中等電性層,電阻率在10Ω.m左右。
2.1.2三山子組,主要有白云巖,灰白色角礫角礫狀白云巖,淺灰色、灰白色中厚層狀細(xì)晶白云巖、含燧石條帶、團(tuán)塊細(xì)晶白云巖,夾少量薄板狀泥質(zhì)白云巖,灰、深灰色中厚層狀含燧石條帶、團(tuán)塊粉-細(xì)晶白云巖,夾少量薄板狀白云質(zhì)灰?guī)r,淺灰肉紅色中薄層---中厚層狀細(xì)晶白云質(zhì)巖及厚層塊狀白云質(zhì)灰?guī)r是次高阻層,電阻率是15~50Ω.m.
主要巖性有灰色杏仁狀斜長(zhǎng)角閃巖(變玄武巖),灰綠色斜長(zhǎng)角閃巖(變安山巖)與淺灰色云母斜長(zhǎng)變礫巖(變英安巖)呈不等厚韻律互層,灰白色含黃鐵礦白云母石英片巖、是高阻層,電阻率大于50Ω.m..
良性電性層:深部一般有良性導(dǎo)電層發(fā)育,電阻率是3~10Ω.m.
2.1.3侵入巖:高阻體,電阻率大于100Ω.m.
2.2密度特征,欲對(duì)典型剖面采用變密度反演擬合,將收集來的大量密度資料進(jìn)行了選擇性試驗(yàn),經(jīng)綜合分析確定了寶雞地區(qū)密度參數(shù)
表1 寶雞地區(qū)地層密度參數(shù)
g/cm30
注:)陜西省地球物理勘察院資料
表2 寶雞地區(qū)地層磁性參數(shù)
注:)據(jù)陜西省地球物理勘查院資料;2)中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心資料
2.3磁性特征
寶雞地區(qū)地層的磁化率值以變質(zhì)巖最大,火山碎屑巖次之,正常沉積巖基本無磁性。而剩余磁化強(qiáng)度Mr值以火山碎屑巖最大,變質(zhì)巖次之。
3 重磁電資料處理
首先分析整理資料,運(yùn)用多種反演方法,建立特征剖面。然后對(duì)資料進(jìn)行處理,結(jié)合地質(zhì)資料進(jìn)行定性解釋,提出模型,起宏觀控制作用。再用地質(zhì)資料中的鉆孔和重、磁定性解釋成果建立初始地球物理模型,提出地質(zhì)斷面結(jié)構(gòu)模型。在此基礎(chǔ)上結(jié)合地質(zhì)資料,應(yīng)用重力、MT剖面解釋成果,編制主要界面埋深圖,分析地層發(fā)育特征及展布特點(diǎn)。最后綜合研究各種定性、定量計(jì)算成果,確定主要斷裂的展布特點(diǎn)和深部發(fā)育形態(tài),分析隱伏巖體,地?zé)岱植几艣r。
1、 重磁電綜合解釋
工作的成果是將重、磁、電物探資料及其地質(zhì)、鉆孔資料結(jié)合來進(jìn)行綜合推斷解釋獲得的。垂向分層以MT資料為主,參考重力界面及剖面反演結(jié)果和航磁異常分布趨勢(shì)。斷裂及構(gòu)造的推斷,主要依據(jù)重磁平面和MT剖面異常的特征進(jìn)行綜合分析而得出的,從而根據(jù)地質(zhì)及物性差異劃分出巖體和地?zé)岱植挤秶?/p>
4.1重力異常解釋
從本區(qū)的重力布格異常圖上可明顯看出,測(cè)區(qū)南部重力等值線呈近北東向展布,測(cè)區(qū)北部呈東西向展布,布格異??傮w表現(xiàn)為兩高三低的特征。測(cè)區(qū)最北部的重力低應(yīng)該是中酸性巖體或山區(qū)均衡效應(yīng)引起,是高密度元古宇淺埋深或出露區(qū)。太白重力高呈東西向展布,在測(cè)區(qū)中東部與北東的重力高連成一體,此重力高是太白凸起的反映,其南側(cè)是東西展布的密度重力異常梯度帶,該梯度帶是商丹斷裂在重力場(chǎng)上的反映。而商丹斷裂的南側(cè)是測(cè)區(qū)最低的重力異常區(qū),是軸向呈北東向展布的鴨蛋形重力負(fù)異常,此是與寶雞所處凹陷相對(duì)應(yīng)。
4.2航磁解釋
依據(jù)航磁化極異常圖、航磁上延10km異常圖和航磁深源異常圖,本區(qū)分
高磁場(chǎng)區(qū)表現(xiàn)出形態(tài)規(guī)則、強(qiáng)度大、梯度大的特征,結(jié)合重力資料分析,低重高磁相關(guān)性好,推測(cè)是酸性、中酸性或中性巖體所引起,這些巖體埋藏淺或出露。
磁場(chǎng)區(qū)表現(xiàn)成低磁場(chǎng)區(qū),表現(xiàn)成低背景、其上疊加著形態(tài)規(guī)則、強(qiáng)度大、梯度大的局部磁異常,結(jié)合重力資料分析,高重低磁相關(guān)性好。推測(cè)是酸性、中酸性或中性巖體所引起,這些巖體埋藏淺。
高磁場(chǎng)區(qū)表現(xiàn)成形態(tài)規(guī)則、強(qiáng)度大、梯度大的強(qiáng)磁場(chǎng)背景,其上疊加著形態(tài)規(guī)則的局部磁異常,結(jié)合重力資料分析,低重高磁相關(guān)性好,推測(cè)是侏羅系火山巖所引起,其上局部異常則是火山巖的局部增厚引起。
低磁場(chǎng)表現(xiàn)成低背景,其上疊加著形態(tài)規(guī)則、強(qiáng)度大的小范圍局部磁異常。結(jié)合重力資料分析,低重低磁相關(guān)性好,推測(cè)是 凹陷的反映,局部異常是火山巖引起。
高磁場(chǎng)區(qū)是全區(qū)最復(fù)雜的磁場(chǎng)區(qū),表現(xiàn)成強(qiáng)磁場(chǎng)背景,由多個(gè)局部高磁異常組成,其上疊加著形態(tài)規(guī)則,強(qiáng)度大,梯度大的局部磁異常,結(jié)合重力資料分析,高重高磁相關(guān)性好,推測(cè)是太白隆起的反映,局部異常是中酸入巖引起。
低磁場(chǎng)區(qū)表現(xiàn)成低磁場(chǎng)區(qū)背景,結(jié)合重力資料分析,低重、低磁相關(guān)性好,分析是 凹陷的反映,局部異常則是火山巖引起。
高磁區(qū)表現(xiàn)成整體磁高背景,在測(cè)區(qū)內(nèi)只有小部分。結(jié)合重力資料分析,高重高磁相關(guān)性好、推測(cè)是元古宇結(jié)晶基底隆起的反映。
從航磁極化異常展布看,磁場(chǎng)總體表現(xiàn)成南部呈近東西向條帶狀展布,總體是高異常背景,北部總體是負(fù)背景場(chǎng)。
4 MT解釋
4.1.1曲線類型圖
總體來看,北部視電阻率叫高,曲線是K型,首支低阻部分相對(duì)較短,反映低阻層很薄,此為新生界(中生界缺失)的反映,即元古宇高阻電性層埋深極??;這種曲線也是區(qū)內(nèi)薊-寶隆褶的共同特征。
南部冀中凹陷 凹陷, 隆起上曲線類型是KH型,其K型高值部分推測(cè)是 上段的反映,而K型第一段是淺地表低阻反映,反演深度極淺,剖面解釋中難以劃分,劃入Q-Nm1電性層;曲線類型上H型低值部分成中、新生界低阻電性層反映,H型低值部分越長(zhǎng),反映中、新生界沉積越厚,反之則說明中、新生界低阻電性層發(fā)育越薄,甚至缺失某些層位。在武清凹陷和 凹陷等地區(qū),H型低值部分較長(zhǎng),反映中、新生界沉積很厚;在 隆起區(qū)K型高值部分和H型低值部分均較短,反映中、新生界總體相對(duì)不厚,甚至缺失某些層位。
4.1.2深度切片圖
反演電阻率5km深切片其電性趨勢(shì)大致可分成四大塊:北部 是高阻背景,東南部 凹陷、西部 凹陷是低阻背景,中部 隆起是相對(duì)高阻背景。
等電阻率變化最大的條帶,另外鐵爐子斷裂兩側(cè)電阻率變化也較大。斜峪關(guān)―黃臺(tái)斷裂和 車路溝-掃帚灘-殿子溝韌性剪切帶(F7)此圖上等值線趨勢(shì)反映成同一條斷裂,共同控制了鄂爾多斯西南邊界。另外,在工作斷裂附近有一較寬的相對(duì)低阻帶,推測(cè)是古生界有一定厚度發(fā)育的顯示。
反演電阻率1km深切片圖其等值線趨勢(shì)可分成兩大塊:北部鄂爾多斯西南緣是高阻背景,南部 秦嶺隆起低阻背景。在 鄂爾多斯隆起上電阻率變化較大,這主要是因?yàn)榇瞬恐?、新生界埋深?km左右變化所致。
4.1.3綜合解釋實(shí)例,Z11線是東西向剖面,跨 秦嶺,太白隆起的 鄂爾多斯西南緣凹陷、 等構(gòu)造單元。從曲線類型看:整條剖面測(cè)點(diǎn)均呈KH型,但K型極小值和H型極大值所有對(duì)應(yīng)頻率有一定的變化,變化最大者在WM2-016A、WM2-018A兩點(diǎn)之間,是 斷裂的反映。 斷裂東側(cè)測(cè)點(diǎn),曲線首支相對(duì)低阻的視電阻率曲線較長(zhǎng),反映中新界較厚,是 凹陷的反應(yīng); 斷裂西側(cè)測(cè)點(diǎn),曲線首支相對(duì)較低的視電阻率曲線段較短,反應(yīng)中、新生界低阻電性層較薄或缺失,此是 隆起的顯示。另外,在Z11-015A和Z11-020A( 斷裂),JH05014B和JH07014A( 斷裂)等點(diǎn)之間曲線有較明顯的變化,推測(cè)是斷裂反應(yīng)。
頻率-視電阻等值線剖面是用上支視電阻率展開而成,是一種基礎(chǔ)電性圖件,大致勾勒出電性-地質(zhì)結(jié)構(gòu)剖面。所有定量解釋結(jié)果不能違背其趨勢(shì),反過來也是衡量定量解釋結(jié)果的正確性。
頻率-視電阻率剖面上,總體結(jié)構(gòu)表現(xiàn)成淺部低阻層和深部高阻層構(gòu)成的二元結(jié)構(gòu)。從高阻頂界面看:剖面西段有一相對(duì)凹陷的存在,推測(cè)是 鄂爾多斯南緣凹陷,剖面中段西南緣凹陷也有一定的反映;剖面東段低阻電性層發(fā)育,這正是鄂爾多斯西南緣 凹陷中、新生界低阻電性發(fā)育較厚的反映,剖面最東段,深部相對(duì)高阻有隆起的趨勢(shì),這應(yīng)是秦嶺凸起的反映。
一維連續(xù)介質(zhì)反演、二維連續(xù)介質(zhì)反演剖面圖,其等值線形態(tài)即電性結(jié)構(gòu)基本一致,總體可分五大電性層:
(1) 淺地表(埋深小于1km)是相對(duì)高阻層:電阻率6-10Ωm,推測(cè)是Q-Nm1電性層。
(2) 中部相對(duì)低阻層:電阻率是4Ωm左右。在剖面中西段( 隆起),此層厚度不大,橫向上較均勻,推測(cè)是Nm2-Ng電性層,這也是 隆起的低阻標(biāo)志層;而在剖面東段,此低阻層反映較厚,可達(dá)3km以上,這應(yīng)是 凹陷中、新生界發(fā)育較厚的顯示,在 凹陷次電性層也相對(duì)較厚。
(3) 相對(duì)高阻層:電阻率在10Ω.m左右,是古生界地層的反映。在 隆起上此電性層一般是下古生界。在 凹陷可分上、下2部分,上部是古生界,電阻率相對(duì)較低;下部電阻率相對(duì)較高,是下古生界。
(4) 高阻層:電阻率大于20Ω.m(最大可達(dá)100Ω.m),是元古宇。
(5) 深部良導(dǎo)層:埋深一般在6-8km以上的相對(duì)低阻的電性層推測(cè)是深部滑脫面的反應(yīng)。
從重力異常看,隆起、 凸起是明顯的重力高異常,推測(cè)中新生界相對(duì)較薄,甚至缺失,這與電法結(jié)果是吻合的,從磁法異???鄂爾多斯西南緣凹陷東側(cè)是高磁異常區(qū),電法反演剖面上,剖面中段深有一電阻率大于100Ω.m的電性體,綜合磁法、電法資料,推測(cè)在剖面上局部隱伏巖體分布。
從綜合剖面圖上看,重、磁異常曲線的梯度帶,往往也是電法剖面圖上等值線密集帶,也就是說,此位置密度、磁化率、電阻率等特性均在橫向上有變化,為斷裂的反映。
在剖面解釋過程中,參照了重力異常分布趨勢(shì)、重力界面(前新生界、下古生界頂)分析趨勢(shì)及剖面反演結(jié)果,并結(jié)合磁異常的參數(shù)進(jìn)行綜合解釋。
在電性剖面上,斷裂的位置反映成等值線扭曲或陡立帶,這些扭曲、陡立帶深部延展形態(tài)也反映了斷裂發(fā)育狀況,剖面上,斷裂均有反映,一般顯示成正斷層。
(一) 總體看,商丹板塊結(jié)合帶邊界斷裂(F1)分為北界張家莊―鹿母寺---下黑灣斷裂,南界巖灣―平木斷裂;沿走向部分地段,兩斷裂匯于一起
(二) 八渡---虢鎮(zhèn)斷裂(F2)
(三) 拓石―通洞斷裂(F3)
(四) 廟坪―魏家斷裂(F4)
(五) 鐵爐子斷裂
(六) 斜峪關(guān)―黃臺(tái)斷裂
(七) 車路溝-掃帚灘-殿子溝韌性剪切帶(F7)
在電性剖面上都有反映。
寶雞地區(qū)新近系下部、古近系、中生界地層均是低阻顯示,電性差異小。在隆起區(qū)由于古近系、中生界地層一般缺失,故秦嶺隆起電性分層較簡(jiǎn)單明了。在凹陷區(qū)要對(duì)鉆井、重力趨勢(shì)面、一維層狀反演等多種資料綜合分析,根據(jù)等值線趨勢(shì)來確定。
關(guān)鍵詞:農(nóng)村土地調(diào)查;外業(yè)工作底圖;制作方法
中圖分類號(hào):F302 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-0432(2011)-08-0253-1
1 農(nóng)村土地利用更新調(diào)查數(shù)據(jù)庫處理
利用已有的GPS點(diǎn)1954和1980坐標(biāo)值,在MapGIS中使用布爾沙七參數(shù)法,將1954年北京坐標(biāo)系下的土地利用更新調(diào)查數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換為1980西安坐標(biāo)系,然后對(duì)土地利用更新調(diào)查數(shù)據(jù)庫成果進(jìn)行分幅裁切。最后在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)上,將土地利用更新調(diào)查數(shù)據(jù)庫地類代碼逐個(gè)轉(zhuǎn)換為第二次土地調(diào)查規(guī)定的土地利用現(xiàn)狀分類。
2 輔助信息提取
各級(jí)行政界線和權(quán)屬界線全部由已有的土地利用更新調(diào)查數(shù)據(jù)庫中提取,但提取的界線存在斷線、不封閉、不接邊等現(xiàn)象,內(nèi)業(yè)提取后經(jīng)外業(yè)調(diào)查核實(shí)完善;注記也從已有的土地利用更新調(diào)查數(shù)據(jù)庫中提取,包括行政村以下級(jí)別的居民點(diǎn)、政府駐地、大型河流、湖泊、水庫等地名,以及水系、山脈、鐵路、公路等名稱。
3 建立樣本影像
分析調(diào)查區(qū)域的主要地物與地貌特征、氣候等自然地理因素,熟悉獲取影像的平臺(tái)、遙感器、成像方式、成像日期、季節(jié)、所包括的地區(qū)范圍、影像的比例尺、分辨率、彩色合成方案等,根據(jù)各土地利用類型在SPOT5影像上的特征,即形狀、大小、色彩、色調(diào)、陰影、反差、位置和相互關(guān)系,結(jié)合土地利用更新調(diào)查數(shù)據(jù)庫,選取直觀反映旱地等地類的樣本影像,建立主要地類的影像解譯標(biāo)志。
4 全要素土地利用信息提取
依據(jù)DOM的地物特征,參照樣本影像和已有的土地利用更新調(diào)查數(shù)據(jù)庫,逐地塊目視解譯,以標(biāo)準(zhǔn)分幅為單位,按土地利用信息表達(dá)方式進(jìn)行全要素矢量化,分層提取各類土地利用信息,建立信息管理文件夾。
4.1 信息標(biāo)注
可疑信息包括待確定的地類界線、地類、線狀地物及其寬度和零星地物等,統(tǒng)一用黃色(0,255,255)標(biāo)注,其中線狀要素以相應(yīng)地類的線條居中表示?;敬_定的地類,代碼用黑色(0,0,0)表示。
4.2 建立信息管理文件夾
以向標(biāo)準(zhǔn)分幅DOM文件夾中添加有關(guān)信息的方式建立土地利用信息管理文件夾,文件夾命名沿用1:1萬標(biāo)準(zhǔn)分幅DOM文件名。文件夾內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)分幅DOM影像的柵格數(shù)據(jù)文件和圖廓、整飾、圖例、注記、工程文件以及土地利用信息等矢量數(shù)據(jù)文件。
5 內(nèi)業(yè)解譯數(shù)據(jù)整合
5.1 解譯數(shù)據(jù)庫拓?fù)錂z查
對(duì)解譯形成的數(shù)據(jù)庫地類圖斑、線狀地物圖層進(jìn)行拓?fù)錂z查,主要檢查圖斑碎片、重疊、面積超限的情況,檢查線狀地物重疊、自相交、多部分及懸掛線等拓?fù)溴e(cuò)誤,對(duì)發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行修改,直至無拓?fù)溴e(cuò)誤。
5.2 分幅數(shù)據(jù)接邊
分幅預(yù)判數(shù)據(jù)接邊包括對(duì)分幅采集的線狀地物、圖斑等矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行分層接邊處理,接邊由人機(jī)交互完成。由軟件自動(dòng)完成相鄰圖幅線兩側(cè)圖形的自動(dòng)拼接,對(duì)于容限值較大和預(yù)判地類不一致的圖形,手工完成接邊。
5.3 生成上級(jí)面狀區(qū)域
根據(jù)地類圖斑層中繼承或錄入的座落單位及權(quán)屬單位屬性信息,利用GIS空間分析功能,由拓?fù)錂z查無誤的圖斑自下而上的生成與圖斑邊界完全一致的面狀行政區(qū)域及權(quán)屬區(qū)域,以保證數(shù)據(jù)庫邏輯一致性。
5.4 完善其他屬性信息
利用軟件工具的空間分析功能,將地類圖斑、線狀地物的所在圖幅、座落單位等信息通過圖幅索引、行政區(qū)劃等圖層屬性直接繼承到地類圖斑及線狀地物屬性表中。
5.5 線狀地物按行政區(qū)打斷
為保證調(diào)繪底圖清晰易讀、節(jié)省外業(yè)調(diào)查時(shí)間并提高數(shù)據(jù)錄入效率,同一條線狀地物在內(nèi)業(yè)解譯階段先按村級(jí)行政區(qū)域斷開,然后在數(shù)據(jù)建庫、面積計(jì)算時(shí)按照?qǐng)D斑打斷。
5.6 圖斑和線狀地物預(yù)編號(hào)
應(yīng)用軟件工具,以村為單位,從上到下、從左到右對(duì)每一塊圖斑進(jìn)行預(yù)編號(hào),編號(hào)為不重復(fù)的順序號(hào)。應(yīng)用軟件工具,以村為單位,對(duì)行政村內(nèi)的每一條線狀地物從上到下、從左到右進(jìn)行預(yù)編號(hào),編號(hào)為不重復(fù)的順序號(hào)。為了節(jié)省外業(yè)調(diào)查及內(nèi)業(yè)屬性錄入工作時(shí)間,對(duì)與行政界線重合的線狀地物單獨(dú)進(jìn)行編號(hào),以市為單位,從上到下、從左到右編排順序號(hào),并在順序號(hào)前加字母前綴區(qū)分。
5.7 生成土地利用現(xiàn)狀標(biāo)注
圖斑標(biāo)注采用ab/c形式,其中:a表示圖斑預(yù)編號(hào),b表示權(quán)屬性質(zhì)(國(guó)有土地標(biāo)注“G”),c表示圖斑地類編碼;當(dāng)圖斑較小時(shí),標(biāo)注用引線引出到圖斑外。線狀地物標(biāo)注采用ab/c形式,其中:a表示線狀地物預(yù)編號(hào),b表示權(quán)屬性質(zhì)(國(guó)有土地標(biāo)注“G”),c表示線狀地物地類編碼;標(biāo)注平行于線狀地物進(jìn)行表示,字頭朝北(東北)或西(西北)。
[關(guān)鍵詞]區(qū)域地質(zhì)調(diào)查 找礦 成礦帶 價(jià)值分析
[中圖分類號(hào)] P612 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X(2015)-2-182-1
區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作在找礦方面的作用近些年來得到了明顯加強(qiáng),尤其是在我國(guó)的重要成礦帶,不僅提供了大量的找礦線索,還直接發(fā)現(xiàn)了一批新礦點(diǎn),大大提升了我國(guó)成礦帶礦藏開發(fā)工作的效率。遺憾的是,部分相關(guān)人士在思想上對(duì)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的認(rèn)識(shí)仍停留在傳統(tǒng)階段,認(rèn)為區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的主要價(jià)值在于基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查和填圖,在找礦方面的價(jià)值不大。為了扭轉(zhuǎn)這種傳統(tǒng)認(rèn)識(shí),本文將在這里介紹區(qū)域地質(zhì)調(diào)查應(yīng)用于成礦帶找礦的重要價(jià)值。
1區(qū)域地質(zhì)調(diào)查概述
區(qū)域地質(zhì)調(diào)查是一門牽扯到的領(lǐng)域極多的工作,其中包括了地球化學(xué)、地球物理、地質(zhì)學(xué)、遙感技術(shù)乃至最新的信息技術(shù)與數(shù)字成形技術(shù),目的是對(duì)大范圍區(qū)域內(nèi)巖體、地層之類的地質(zhì)體特征進(jìn)行調(diào)查,比如其演化、時(shí)代、組分、分布、產(chǎn)狀、相互關(guān)系等。從最終結(jié)果來看,該工作一方面能夠提供詳細(xì)的地域地質(zhì)信息,用于建立地質(zhì)學(xué)方向的相關(guān)數(shù)據(jù)庫,為工農(nóng)業(yè)發(fā)展提供地質(zhì)學(xué)方面的幫助,另一方面能夠提供大量的找礦信息,便于礦區(qū)的確定,提高礦業(yè)開發(fā)的效率,后一方面的作用在重要成礦帶區(qū)域體現(xiàn)得尤為明顯。
區(qū)域地質(zhì)調(diào)查是一項(xiàng)綜合性的調(diào)查工作,因此工作方法具有較高的技術(shù)性,總體來說可以分為野外調(diào)查與室內(nèi)調(diào)查兩部分。野外調(diào)查是由調(diào)查人員在選定的需調(diào)查區(qū)域進(jìn)行實(shí)際的勘探、測(cè)量等工作,以獲得實(shí)際的調(diào)查信息;室內(nèi)調(diào)查則是由室內(nèi)人員接收野外調(diào)查人員所獲得的各種調(diào)查數(shù)據(jù),通過種種實(shí)驗(yàn)室方法和計(jì)算統(tǒng)計(jì)方法對(duì)所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的解析、總結(jié)、應(yīng)用。這二種調(diào)查要相互配合才能發(fā)揮出最大的能效。
2區(qū)域地質(zhì)調(diào)查應(yīng)用于我國(guó)重要成礦帶的找礦
2.1區(qū)域地質(zhì)調(diào)查應(yīng)用于成礦帶找礦的方法
區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中,能發(fā)現(xiàn)的找礦信息有兩種,一種是直接的,另一種是間接的,其中前者主要由野外的地質(zhì)工作人員在進(jìn)行野外地質(zhì)調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn),后者則由室內(nèi)的分析鑒定人員通過野外人員帶回的巖礦資料發(fā)現(xiàn)。在這兩種找礦方法中,前者的能效并不高,因?yàn)橐巴庹{(diào)查人員在野外能獲得的找礦信息基本都是表面化的,所以能直接取得的信息相當(dāng)有限。后者則具有更高的能效和拓展性,但對(duì)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作的要求也很高。具體來說,室內(nèi)的分析鑒定人員想要獲得找礦信息,需要利用巖礦鑒定、重砂鑒定、化學(xué)分析、光譜分析等手段,再結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w地質(zhì)信息,這樣才能發(fā)現(xiàn)野外人員無法識(shí)別的找礦信息。但是這一過程一方面要求野外人員和室內(nèi)人員的交流具體準(zhǔn)確,以保證室內(nèi)人員用于鑒定工作的各種信息精準(zhǔn)無誤,另一方面要求室內(nèi)人員準(zhǔn)確選擇鑒定方法,保證所用的找礦方法與實(shí)際的區(qū)域條件有足夠的適性,二者兼具才能保證找礦能效,所以技術(shù)性比較強(qiáng)。
2.2區(qū)域地質(zhì)調(diào)查應(yīng)用于成礦帶找礦的成效
近些年來,區(qū)域地質(zhì)調(diào)查在成礦帶找礦方面獲得了相當(dāng)多的成效。僅以2013年為例,這一年我國(guó)進(jìn)行的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查為1:50000比例尺規(guī)格的調(diào)查,調(diào)查面積為21萬平方千米,在調(diào)查工作中,已經(jīng)確認(rèn)的新礦點(diǎn)超過590處,其找礦背景與地質(zhì)特征均已詳細(xì)查明;獲得物探異常信息的新地點(diǎn)達(dá)到4126處,其中有218處已經(jīng)查證完畢,確認(rèn)有找礦信息的為42處;獲得化探異常信息的新地點(diǎn)有309處,其中有56處已經(jīng)查證完畢,確認(rèn)有找礦信息的有兩位數(shù)。在這些礦點(diǎn)中,影響力較大的包括大興安嶺成礦帶的64處礦點(diǎn),柴達(dá)木盆地成礦帶的63處礦點(diǎn),昆侖――阿爾金成礦帶的38處銅、鐵礦點(diǎn)等。這些成果極大地提高了我國(guó)成礦帶開發(fā)的工作效率與工作程度,據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià),其優(yōu)化幅度達(dá)到了17%,對(duì)我國(guó)礦業(yè)發(fā)展的優(yōu)化作用是顯而易見的。
目前,我國(guó)針對(duì)重點(diǎn)的21個(gè)成礦帶所進(jìn)行的綜合性基礎(chǔ)地質(zhì)研究已經(jīng)全面展開,并初步完成了成礦地質(zhì)背景圖的編制,達(dá)到了地質(zhì)背景信息實(shí)際化、直觀化的目的,不僅解決了相當(dāng)一部分地質(zhì)調(diào)查找礦問題,而且為地質(zhì)調(diào)查在找礦方面的進(jìn)一步發(fā)展提供了參考依據(jù)。
2.3區(qū)域地質(zhì)調(diào)查應(yīng)用于成礦帶找礦的展望
我國(guó)1:50000比例尺區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和1:250000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查依然在進(jìn)行,因此相關(guān)找礦工作在未來一段時(shí)期應(yīng)以與這兩種調(diào)查工作的結(jié)合為重點(diǎn)。目前來看,區(qū)域地質(zhì)調(diào)查在找礦方面的主觀能動(dòng)性并沒有得到完全的發(fā)揮,部分調(diào)查人員對(duì)找礦工作不夠積極,更多地把工作重心集中在填圖上,對(duì)找礦信息的收集過于被動(dòng)。因此,區(qū)域地質(zhì)調(diào)查單位的管理人員一方面要強(qiáng)化對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查人員的思想工作,增強(qiáng)其對(duì)找礦的積極性,另一方面要增強(qiáng)區(qū)域調(diào)查資料的宏觀與微觀聯(lián)系,創(chuàng)新調(diào)查方法,爭(zhēng)取獲得更多的找礦信息,從技術(shù)上提高找礦能效。需要注意的是,技術(shù)上的提高需要通過人員主觀能動(dòng)性的提高加以落實(shí),因此這兩方面的工作以前者更為重要。
另外,未來的找礦工作應(yīng)充分利用前文提到的成礦地質(zhì)背景圖,最大限度地發(fā)揮其指導(dǎo)和標(biāo)尺作用,對(duì)其中找礦信息仍為空白的部分加以補(bǔ)充,對(duì)其中找礦信息粗略的部分加以完善,最終實(shí)現(xiàn)我國(guó)全部重要成礦帶找礦信息的完善化。
3結(jié)語
隨著科技的進(jìn)步,區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的技術(shù)和方法必然會(huì)得到優(yōu)化,其在找礦方面的能效和價(jià)值也會(huì)進(jìn)一步得到提高。為了令這種優(yōu)化和提高更具效率和方向性,相關(guān)人員可以結(jié)合區(qū)域地質(zhì)調(diào)查在找礦方面的問題和特征,以此為依據(jù)進(jìn)行有針對(duì)性的研究,以期盡快解決問題,凸顯長(zhǎng)處,令區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的找礦能效得到更大限度的發(fā)揮,為我國(guó)的礦產(chǎn)資源開發(fā)工作做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]楊貴森.區(qū)域地質(zhì)調(diào)查與找礦的一些問題[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào),2006(3).
英文名稱:Geological Bulletin of China
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主辦單位:中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局
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國(guó)際刊號(hào):1671-2552
國(guó)內(nèi)刊號(hào):11-4648/P
郵發(fā)代號(hào):2-767
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創(chuàng)刊時(shí)間:1982
期刊收錄:
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
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Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
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本刊是國(guó)土資 源部主管、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局主辦的地質(zhì)學(xué)綜合性學(xué)術(shù)刊物。本刊遵循“百花齊放,百家爭(zhēng)鳴”的方針,以推動(dòng)地質(zhì)調(diào)查與地質(zhì)科技創(chuàng)新發(fā)展,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)公眾服務(wù)為宗旨,力求全面展示和及時(shí)報(bào)道地質(zhì)大調(diào)查全新領(lǐng)域――基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源調(diào)查評(píng)價(jià)、災(zāi)害預(yù)警工程、技術(shù)發(fā)展工程、數(shù)字國(guó)土,以及相關(guān)地質(zhì)科學(xué)研究領(lǐng)域的新進(jìn)展、新成果、新發(fā)現(xiàn)、新方法。辟有“專題報(bào)告”、“基礎(chǔ)地質(zhì)”、“礦產(chǎn)資源”、“水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)”、“方法與應(yīng)用”、“快報(bào)”、“學(xué)術(shù)討論”、“特稿專論”、“綜述與進(jìn)展”、“知識(shí)經(jīng)緯”、“動(dòng)態(tài)與信息”、“編讀往來”等欄目,內(nèi)容涉及基礎(chǔ)地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地質(zhì)、海洋地質(zhì)、能源地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境地質(zhì)、災(zāi)害地質(zhì)、城市地質(zhì)、農(nóng)業(yè)地質(zhì)、勘查地球物理、勘查地球化學(xué)、地質(zhì)調(diào)查信息、科技政策、科技管理等專業(yè)領(lǐng)域。本刊著力突出報(bào)道的時(shí)效性與動(dòng)態(tài)性,更注重成果的原創(chuàng)性與前瞻性??锾厣簣?bào)道簡(jiǎn)潔、精練、取材廣泛、嚴(yán)謹(jǐn),信息量大,刊期短。讀者對(duì)象:從事地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)科學(xué)研究的科研、教學(xué)、生產(chǎn)人員,也包括對(duì)地質(zhì)學(xué)及其連緣學(xué)科感興趣的廣大工程技術(shù)、科技管理人員。
主要欄目:
基礎(chǔ)地質(zhì)
礦產(chǎn)資源
水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)
方法與應(yīng)用
研究快報(bào)
學(xué)術(shù)討論
動(dòng)態(tài)信息
地球物理
獲獎(jiǎng)情況
【關(guān)鍵詞】高分辨率;遙感地質(zhì);找礦方法
中圖分類號(hào):F406文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一、前言
在我國(guó),自90年代以來,遙感技術(shù)在地質(zhì)調(diào)查中已得到了廣泛的應(yīng)用。但隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展,使得其對(duì)石油、煤、多金屬等自然資源需求量不斷增大,對(duì)地質(zhì)調(diào)查的深度和區(qū)域要求更高,因此利用傳統(tǒng)的影像數(shù)據(jù)和地質(zhì)調(diào)查調(diào)查方法已不能滿足當(dāng)前地質(zhì)勘查的需求。[2-3]隨著高分辨率傳感器技術(shù)的日益成熟,高分辨率影像數(shù)據(jù)已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)方面。如何將高分辨率影像數(shù)據(jù)應(yīng)用于地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域并充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)已成為一個(gè)值得探索的課題。
二、傳統(tǒng)影像數(shù)據(jù)特點(diǎn)及地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用
1、傳統(tǒng)影像數(shù)據(jù)特點(diǎn)及地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用困境
遙感技術(shù)擁有影像覆蓋面積大、信息量大、獲取信息快等諸多特點(diǎn),從而使其在地質(zhì)調(diào)查中得到廣泛的應(yīng)用。至20世紀(jì)80年代以來,在我國(guó)地質(zhì)調(diào)查中引入了遙感技術(shù),從此傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查跟上了信息化步伐,這大大提高了地質(zhì)調(diào)查的效率,減少了人力財(cái)力的耗費(fèi),加快了我國(guó)數(shù)字地質(zhì)信息庫的建設(shè)步伐。但由于國(guó)家地質(zhì)勘查工作的進(jìn)一步深入和國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求,使得采用傳統(tǒng)的低空間分辨率、低光譜分辨率較低影像數(shù)據(jù)進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查過程中遇到了新的難題。
2、傳統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用
目前,地質(zhì)調(diào)查中所使用的影像數(shù)據(jù)多為TM、ETM、SPOT等中低分辨率數(shù)據(jù),其數(shù)據(jù)特點(diǎn)及在地質(zhì)調(diào)查中的作用較為廣泛,以ETM數(shù)據(jù)為例。ETM+傳感器是搭載在LANDSAT 7衛(wèi)星上的,它被動(dòng)接受地表反射的太陽輻射和自身發(fā)射的熱輻射,共有8個(gè)波段,覆蓋了從紅外到可見光的不同波長(zhǎng)范圍。波段1-5和7為可見光。[4]近紅外以及短波紅外波段,空間分辨率為30米,其中第5和7波段為短波紅外波段;第6波段為熱紅外波段,空間分辨率為60米。其在地質(zhì)調(diào)查中的主要應(yīng)用為:
(一)構(gòu)造解譯
在實(shí)際地質(zhì)調(diào)查中,環(huán)形、線型等構(gòu)造對(duì)地質(zhì)體構(gòu)造框架起著至關(guān)重要的作用,對(duì)地質(zhì)單元之間的接觸關(guān)系、礦產(chǎn)資源的分布等都有很大的關(guān)系,因此構(gòu)造現(xiàn)象在地質(zhì)調(diào)查過程中尤為重要。根據(jù)ETM數(shù)據(jù)的分辨率和傳感器光譜范圍,利用ETM影像數(shù)據(jù)進(jìn)行遙感地質(zhì)構(gòu)造解譯能在小比例尺下完成地質(zhì)體基本構(gòu)造解譯。對(duì)區(qū)域性大斷裂、大斷裂、巖體等均有較好的表象。
(二)巖性解譯
根據(jù)遙感成像原理,不同巖石對(duì)太陽光的光譜吸收范圍和反射范圍不同,從而使得傳感器上接收巖石反射的能量不同。ETM數(shù)據(jù)波普范圍為0.45~2.35μm,其中第7波段范圍為2.08~2.35μm,理論上影像對(duì)大類巖石具有一定的識(shí)別能力。
(三)地質(zhì)災(zāi)害解譯
地質(zhì)災(zāi)害主要表現(xiàn)為滑坡、崩塌、泥石流等。對(duì)于較大規(guī)模的地質(zhì)災(zāi)害,可以通過ETM、SPOT等中低分辨率影像進(jìn)行解譯。
3、傳統(tǒng)影像在地質(zhì)調(diào)查中的不足
(一)低光譜分辨率,難以滿足巖性解譯需求傳統(tǒng)影像的光譜分辨率較低,其對(duì)巖性的鑒別能力有限。在地質(zhì)找礦過程中,除特殊情況外,很難普遍用于直接找礦,尤其是在植被覆蓋區(qū)或者是第四系大范圍覆蓋區(qū)很難直接進(jìn)行應(yīng)用。
(二)低空間分辨率,難以滿足大比例尺地質(zhì)調(diào)查需求在傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查過程中,一般很難直接利用中低分辨率影像進(jìn)行直接地質(zhì)勘查工作,而是需要根據(jù)該地區(qū)地質(zhì)演化過程和地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境進(jìn)行合理布線完成地質(zhì)調(diào)查工作。隨著地質(zhì)調(diào)查工作的深入,小比例尺階段的區(qū)調(diào)工作基本結(jié)束,取之而來的是大比例尺和較大比例尺階段的區(qū)調(diào)工作。從而傳統(tǒng)影像難以滿足地質(zhì)單元細(xì)化、地質(zhì)構(gòu)造解體的需求。
(三)低時(shí)間分辨率,難以滿足數(shù)字地質(zhì)信息化需求
進(jìn)入21世紀(jì)以來,各領(lǐng)域爭(zhēng)先加快數(shù)字化建設(shè)。數(shù)字地質(zhì)信息化也成為主要的信息化建設(shè)的一部分。傳統(tǒng)影像的周期較長(zhǎng),分辨率較低,難以和現(xiàn)行的地質(zhì)調(diào)查程度對(duì)接,從而阻礙了數(shù)字地質(zhì)信息化建設(shè)的步伐。
三、高分辨率影像數(shù)據(jù)在遙感地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用
1、高分辨率影像地質(zhì)調(diào)查優(yōu)勢(shì)
遙感技術(shù)進(jìn)入21世紀(jì)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展而遙感技術(shù)本身的發(fā)展也是遙感地質(zhì)調(diào)查深化的關(guān)鍵。新型遙感探測(cè)技術(shù),特別是高光譜遙感技術(shù)比起目前常用的多光譜遙感技術(shù)具有更多的波段數(shù)(數(shù)十或數(shù)百個(gè)波段,多光譜幾個(gè)或十余個(gè)),更高的光譜分辨率(帶寬幾至幾十納米;多光譜帶寬則為百至數(shù)百納米),圖譜合一,解像能力到分子級(jí),為遙感直接找礦(主要通過地球化學(xué)礦物組成信息提?。砹诵碌南M?,而雷達(dá)遙感等新型探測(cè)技術(shù)又為這一希望注入了活力。但目前由于難以獲得高空間分辨率的高光譜衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),所以其在地質(zhì)調(diào)查中難以普及應(yīng)用。根據(jù)其空間分辨率和光譜分辨率特點(diǎn),其在地質(zhì)調(diào)查中廣泛應(yīng)用
于巖性-構(gòu)造填圖、遙感找礦等方面。主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為:
(一)高分辨率,追蹤地層界線
Worldview-2影像數(shù)據(jù)具有0.5m分辨率,利用其高空間分辨率特點(diǎn)可以更加清楚的跟蹤地層界線,從而大視野、廣角度的圈定地質(zhì)單元界線,使傳統(tǒng)地質(zhì)調(diào)查更加直觀、更加精確。[5]同時(shí)對(duì)于高山、雪域、海洋等無人區(qū)或者工作條件困難的區(qū)域,高分辨率數(shù)據(jù)更是填補(bǔ)了區(qū)域大比例尺地質(zhì)調(diào)查空白,節(jié)省了人力物力的同時(shí)完善了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)。
(二)地物識(shí)別,圈定巖性界線
地質(zhì)調(diào)查的一個(gè)重要任務(wù)就是確定調(diào)查區(qū)巖性組成、區(qū)域構(gòu)造演化。高分辨率數(shù)據(jù)可以利用其高光譜分辨率特點(diǎn),對(duì)調(diào)查區(qū)內(nèi)大類巖石進(jìn)行鑒別,從而結(jié)合該地區(qū)實(shí)地勘探路線,明確調(diào)查區(qū)古地質(zhì)環(huán)境,建立構(gòu)造演化模式,完善調(diào)查區(qū)地質(zhì)體系。
(三)結(jié)合地質(zhì)環(huán)境和成礦規(guī)律,精確圈定成礦靶區(qū)
利用高分辨率數(shù)據(jù)完成調(diào)查區(qū)巖性-構(gòu)造解譯后,結(jié)合區(qū)域成礦規(guī)律及調(diào)查區(qū)古地質(zhì)環(huán)境建立調(diào)查區(qū)成礦模型,并精確圈定成礦靶區(qū)。
2、探索高分辨率數(shù)據(jù)地質(zhì)調(diào)查新方法
(一)高中低分辨率數(shù)據(jù)協(xié)作機(jī)制
中低分辨率數(shù)據(jù)在地質(zhì)調(diào)查中能更加有效的體現(xiàn)地質(zhì)體宏觀巖性、構(gòu)造特征,建立調(diào)查區(qū)內(nèi)地質(zhì)體宏觀架構(gòu)。高分辨率數(shù)據(jù),能有效的展示地質(zhì)體之間精確界線及地質(zhì)體內(nèi)部各巖性單元的接觸關(guān)系。因此,在實(shí)際地質(zhì)調(diào)查過程中,建立高中低分辨率數(shù)據(jù)協(xié)作機(jī)制,將宏觀構(gòu)造,細(xì)微結(jié)構(gòu)有機(jī)相結(jié)合能更加有效的利用各種分辨率數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì),深化地質(zhì)調(diào)查程度
(二)信息技術(shù)應(yīng)用
針對(duì)礦產(chǎn)資源勘查,后遙感應(yīng)用的技術(shù)構(gòu)成是在信息源上集遙感信息、地質(zhì)信息、地球物理信息、地球化學(xué)信息等多源地學(xué)信息為一體,在方法技術(shù)上集圖像處理技術(shù)、GIS技術(shù)、GPS技術(shù)、三維可視化技術(shù)、多媒體技術(shù)、仿真模擬技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技及傳統(tǒng)地學(xué)方法為一體的信息綜合、方法集成、表達(dá)多維的應(yīng)用技術(shù)。
(三)遙感找礦模式建立和預(yù)測(cè)
利用高分辨率影像數(shù)據(jù)圈定巖性-構(gòu)造界線,構(gòu)建遙感找礦影像模式。從找礦的角度說,它表現(xiàn)為一個(gè)遙感解譯信息的集成和工作的流程,從影像角度說,它又包括了模式的遙感影像結(jié)構(gòu)。正確而合理的遙感找礦影像模式的建立以典型礦床地質(zhì)研究為前提,確定成礦、控礦的主要因素,以此作為遙感信息獲取的依據(jù)和出發(fā)點(diǎn),開展進(jìn)一步的遙感系列專題圖像處理和研究工作,將這些要素從相關(guān)的遙感圖像上解譯和提取出來。并通過成礦特征到遙感特征的關(guān)聯(lián),使之形成有機(jī)的匹配和組合。綜合區(qū)域成礦特征、成礦規(guī)律及控礦條件,建立遙感找礦模型從而進(jìn)行有效的成礦預(yù)測(cè)。
四、結(jié)束語
目前,遙感地質(zhì)調(diào)查在地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域扮演者越來越重要的角色,因此合理科學(xué)的利用高分辨率遙感技術(shù)的特長(zhǎng),充分結(jié)合多學(xué)科優(yōu)勢(shì),開展地質(zhì)調(diào)查將是未來遙感地質(zhì)調(diào)查的方向。充分借助信息技術(shù)多角度多元化,構(gòu)建遙感找礦模型,將是未來地質(zhì)找礦新的風(fēng)向標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1] 張磊; 包平.高分辨率影像數(shù)據(jù)在遙感地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用[J]科技視界2012-10-15
【關(guān)鍵詞】水工環(huán);地質(zhì)勘察;技術(shù)
水工環(huán)地質(zhì)學(xué)科與巖土工程兩個(gè)專業(yè)學(xué)科的理論體系核心是通過原始的分散型、局部性水文地質(zhì)、工程地質(zhì)理論成果革新,然后隨著生產(chǎn)力與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,形成了普遍性,全局性,集中型科技創(chuàng)新與發(fā)展,并得到了高度綜合與集成而形成的當(dāng)代水工環(huán)地質(zhì)與巖土工程學(xué)科。水工環(huán)地質(zhì)與巖土工程學(xué)科技術(shù)的理論發(fā)展歷程,則由水文與工程地質(zhì)-環(huán)境水文與環(huán)境工程地質(zhì)-巖土工程地質(zhì)-生態(tài)水文與工程地質(zhì)-生態(tài)巖土工程地質(zhì)的全過程,當(dāng)代水工環(huán)地質(zhì)與巖土工程學(xué)科技術(shù)應(yīng)用于土木工程建設(shè)的全過程中。水工環(huán)地質(zhì)與巖土工程地質(zhì)學(xué)科理論實(shí)踐于各工程建設(shè)領(lǐng)域并相互滲透,互補(bǔ)應(yīng)用。因此,水工環(huán)地質(zhì)與巖土工程理論的應(yīng)用體系是一脈相承的。兩學(xué)科不僅是不可分割的兩門相關(guān)相同專業(yè)類,而且在國(guó)民建設(shè)項(xiàng)目中兩類專業(yè)相互依賴生存。工程建設(shè)的屬性統(tǒng)歸為水土巖三者之間內(nèi)在的性質(zhì),例如:利用地下水資源作為工農(nóng)業(yè)及居民供水,需依托地下水儲(chǔ)存空間在巖與土中的立體空間分布和適宜的地質(zhì)條件來滿足地下水的生存和開采利用。又如:城市人口居住密度加大,迫使城市向空中發(fā)展,則加大了高層及超高層建筑群的高密度開發(fā),宜選擇滿足地基荷載的承受能力優(yōu)良的工程地質(zhì)與環(huán)境工程地質(zhì)條件。涉及巖土工程與水文及工程地質(zhì)相關(guān)領(lǐng)域極為廣泛,例如:城市地下建筑基坑中的水文及工程地質(zhì)問題,需要各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果優(yōu)選計(jì)算參數(shù),供基坑設(shè)計(jì)與施工使用。與地下建筑相關(guān)的地下水的抗浮問題,建筑物地下基礎(chǔ)的巖溶地下水的防治與治理問題,礦山開采的邊坡穩(wěn)定及礦床開采的充水影響問題,大江大河及水庫大壩防滲及巖土體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題,湖泊淤積治理問題,抽取地下水引起的地面沉降問題,鐵路、公路、橋涵、以及過山、過江、過海的地鐵隧道等建設(shè)工程遇到的巖溶、軟土、凍土、崩塌、滑坡、泥石流、塌陷、等環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害問題,都是緊密依靠當(dāng)代水工環(huán)地質(zhì)與巖工程學(xué)科基礎(chǔ)理論與實(shí)際相結(jié)合進(jìn)行解決。也是水工環(huán)地質(zhì)與巖土工程學(xué)科面向社會(huì)發(fā)展的需要。
1. 水工環(huán)地質(zhì)的概述
水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查和研究與人類的生存有著密切的關(guān)系,特別是在全球環(huán)境變化和被社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的推崇的大背景之下,各國(guó)都將其引入更廣闊的空間。伴隨著不斷變化和發(fā)展的全球經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境,各國(guó)對(duì)地質(zhì)調(diào)查工作的方向和部署都進(jìn)行了調(diào)整,相對(duì)的,發(fā)生巨大變化的還有水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查研究的內(nèi)容。水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)的界限在傳統(tǒng)意義上被打破,現(xiàn)在發(fā)展的趨勢(shì)就是對(duì)水工環(huán)一體化的研究,它的服務(wù)領(lǐng)域越來越廣泛,信息量大、功能多樣的態(tài)勢(shì)不斷出現(xiàn),環(huán)境地質(zhì)學(xué)日益突顯其重要性。
2. 水工環(huán)工作存在的問題
盡管水工環(huán)地質(zhì)工作一直處在國(guó)家、社會(huì)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前沿,但是仍需“更加緊密地與國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展相結(jié)合,更加主動(dòng)地為經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展服務(wù)”。目前,在水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作中尚存在如下亟待改進(jìn)和加強(qiáng)之處:
(1)大調(diào)查隊(duì)伍不健全:為了適應(yīng)地質(zhì)工作由資源型向資源+ 環(huán)境型轉(zhuǎn)變,中國(guó)地調(diào)局機(jī)關(guān)成立了水工環(huán)部,極大加強(qiáng)了水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查工作的管理能力。老一代地質(zhì)工作者仍然是地質(zhì)大調(diào)查的主力,而目前尚未培養(yǎng)出足夠多的具有較高戰(zhàn)略分析和綜合分析能力的中青年骨干隊(duì)伍。
(2)國(guó)家層次的地調(diào)項(xiàng)目不夠:目前水工環(huán)大調(diào)查項(xiàng)目幾乎涉及各個(gè)領(lǐng)域,覆蓋全國(guó),但是,由于經(jīng)費(fèi)投入明顯不足,因此,像“400個(gè)縣市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃”,“鄂爾多斯周緣地下水”,“長(zhǎng)江中下游水患區(qū)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”等反映國(guó)家意志,具有較強(qiáng)公益性、戰(zhàn)略性和基礎(chǔ)性的項(xiàng)目不多。應(yīng)該按照“有所為有所不為”的原則,對(duì)水工環(huán)地質(zhì)工作全面規(guī)劃,使有限的資金產(chǎn)生更大效益。
(3)成果轉(zhuǎn)化亟待加強(qiáng):“長(zhǎng)江中下游水患區(qū)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查”、“黃河中下游地質(zhì)環(huán)境調(diào)查”、“首都圈地區(qū)環(huán)境地質(zhì)與水文地質(zhì)調(diào)查”、“塔里木盆地地下水資源勘查”等許多項(xiàng)目已在實(shí)施并取得初步成果,應(yīng)該盡快將水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查成果推向社會(huì),力爭(zhēng)參與到這些地區(qū)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)計(jì)劃中去。
3. 水工環(huán)工作的建議
3.1工作部署原則:水工環(huán)地質(zhì)大調(diào)查工作部署原則,總體上必須以副總理提出的“一個(gè)根本轉(zhuǎn)變,兩個(gè)更加”作為開展工作的戰(zhàn)略方針,以壽嘉華副部長(zhǎng)提出的“四個(gè)定位,五個(gè)提升,九個(gè)部署”為工作重點(diǎn),它要:
(1)更加主動(dòng)地為社會(huì)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。水工環(huán)地質(zhì)工作是在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中誕生的,隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展而迅速成長(zhǎng)壯大。
(2)全面提升調(diào)查水平,更加代表國(guó)家意志。
(3)應(yīng)具超前意識(shí),并服務(wù)于全過程。因此,應(yīng)該及早開展以生態(tài)環(huán)境地質(zhì)為主題的三峽庫區(qū)地質(zhì)調(diào)查,重點(diǎn)了解庫區(qū)第四紀(jì)地質(zhì)與庫岸變遷、移民遷建區(qū)人工開挖與地質(zhì)災(zāi)害、25°以上斜坡地與生態(tài)環(huán)境保護(hù)等問題。
3.2加快戰(zhàn)略和規(guī)劃的制定;以水工環(huán)發(fā)展戰(zhàn)略思想為指導(dǎo),盡快完善我國(guó)水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查規(guī)劃,真正體現(xiàn)國(guó)家意志,并以此作為編制實(shí)施計(jì)劃和項(xiàng)目申請(qǐng)立項(xiàng)的依據(jù),通過數(shù)年的努力,真正使我國(guó)水工環(huán)地質(zhì)工作提升到新的水平。
4. 水工環(huán)研究中新技術(shù)、新方法的應(yīng)用
(1)地理信息系統(tǒng)(GIS),地理信息系統(tǒng)作為一種應(yīng)用技術(shù)是以處理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的,而地質(zhì)信息的特點(diǎn)決定了使用GIS技術(shù)的優(yōu)越性,從而使該項(xiàng)技術(shù)在地學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
(2)遙感技術(shù)(RS),遙感技術(shù)在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)以及新近形成的環(huán)境地質(zhì)學(xué)科中近30年的應(yīng)用,走過一個(gè)從定性評(píng)價(jià)到半定量、定量評(píng)價(jià),從指示要素分析到計(jì)算機(jī)模型模擬,從單一解譯到綜合方法互補(bǔ)等階段,充分顯示了其信息量大、宏觀、快速、節(jié)省經(jīng)費(fèi),且具有多時(shí)相動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于水文地質(zhì)勘查、評(píng)價(jià)、大型工程選線(址)、區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)及地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)等領(lǐng)域。
(3)物探技術(shù),由于物探技術(shù)能提供多種描述地質(zhì)材料的物理參數(shù)并具有速度快、成本低和不破壞地質(zhì)環(huán)境的優(yōu)點(diǎn),在水工環(huán)勘查的歷史上已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。近十幾年來,在時(shí)空域內(nèi)利用高分辨率技術(shù)勘查地質(zhì)目標(biāo)的成功,使水工環(huán)物探勘查技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。
(4)水質(zhì)測(cè)試技術(shù),目前國(guó)內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)測(cè)試手段,從分析原理劃分,大致可分為兩大類:即化學(xué)分析法和物理分析法。這兩類分析方法之間并不是相互孤立和對(duì)立的,在實(shí)際分析工作中,應(yīng)根據(jù)具體情況和要求,綜合考慮儀器分析和化學(xué)分析的特點(diǎn),揚(yáng)長(zhǎng)避短,選用適當(dāng)?shù)姆治龇椒ā_@就要求分析化學(xué)工作者必須同時(shí)掌握好這兩類分析方法。這種分析方法是以物質(zhì)的物理、物理化學(xué)性質(zhì)(光譜及電化學(xué)性質(zhì))為基礎(chǔ)并使用特殊儀器進(jìn)行分析的測(cè)試方法。目前在水、工、環(huán)測(cè)試中主要應(yīng)用以下各類方法:原子吸收光譜分析法、發(fā)射光譜分析法、原子熒光光譜法、電化學(xué)分析法、色譜法和同位素測(cè)試。
5. 結(jié)束語
水工環(huán)地質(zhì)與巖土工程兩個(gè)專業(yè)學(xué)科都是地球地質(zhì)大學(xué)科的支學(xué)科,兩個(gè)支學(xué)科的共同持點(diǎn)與目標(biāo)相互一致,都是懷抱地球,面向大自然,為地球的永生及人類與大自然生命的存在,用自身的科學(xué)理論與工程實(shí)際相結(jié)合去了解自然與改造自然。這就是本行學(xué)科共同持點(diǎn)與目標(biāo)。水工環(huán)與巖土學(xué)科的理論體系一脈相承,互為一體,誰也離不開誰,同屬自然科學(xué)。用學(xué)科過硬知識(shí)與技術(shù)解決工程建設(shè)中的實(shí)際問題,學(xué)科的理論體系還得依靠多支學(xué)科合作,進(jìn)一步發(fā)展,技術(shù)創(chuàng)新,理論創(chuàng)新,水工環(huán)與巖土工程技術(shù)工作的理論與實(shí)踐水平都將有新的重要突破。
參考文獻(xiàn)
[1]張人權(quán)等.當(dāng)代水文地質(zhì)學(xué)發(fā)展趨勢(shì)與對(duì)策[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2005(1).
關(guān)鍵字:水工環(huán) 地質(zhì)勘察 技術(shù)應(yīng)用 應(yīng)用范圍
研究結(jié)果顯示,水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查與研究事關(guān)人類的生存及社會(huì)的進(jìn)步。近年來,由于人類片面地追求經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,世界生態(tài)環(huán)境急劇惡化,加之各國(guó)紛紛提出經(jīng)濟(jì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展,在這樣的背景之下,世界各國(guó)均把水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查與研究放在了更為廣闊的研究空間。為了更好地順應(yīng)全球資源環(huán)境及經(jīng)濟(jì)環(huán)境的變化趨勢(shì)及發(fā)展要求,世界各國(guó)均紛紛調(diào)整地質(zhì)調(diào)查工作的總體部署,進(jìn)而改變了水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查研究的主要內(nèi)容,并把水工環(huán)一體化研究作為地質(zhì)調(diào)查與研究的主要發(fā)展趨勢(shì)。
一、水工環(huán)地質(zhì)勘察的應(yīng)用范圍
當(dāng)前的環(huán)境地質(zhì)工作、水文地質(zhì)工作及工程地質(zhì)工作均紛紛發(fā)生了巨變,究其原因,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、環(huán)境的惡化及資源的枯竭為主要原因。自1978年以來,我國(guó)片面強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不惜以破壞生態(tài)環(huán)境、耗竭資源為代價(jià),其嚴(yán)重背離了自然的發(fā)展道路,更是對(duì)人類的生存及社會(huì)的進(jìn)步造成了嚴(yán)重的威脅及阻礙。近年來,我國(guó)越來越認(rèn)識(shí)到只有自然與人類和諧相處,方可換的人類的生存及社會(huì)的進(jìn)步,進(jìn)而才是經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。隨著可持續(xù)發(fā)展、協(xié)調(diào)、全面的科學(xué)發(fā)展觀的提出,水工環(huán)地質(zhì)工作也相應(yīng)地面臨著更高的要求及挑戰(zhàn)。水工環(huán)調(diào)查工作方向的確定主要以生態(tài)環(huán)境保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展間不斷產(chǎn)生的新問題為依據(jù),例如:土地資源利用規(guī)劃與生物地球化學(xué)的研究、人體健康及地方病與環(huán)境水文地球化學(xué)的研究、農(nóng)業(yè)生態(tài)地質(zhì)的研究等。
隨著城市化進(jìn)程的加快,城市人口的密度越來越高,且經(jīng)濟(jì)活動(dòng)也越來越頻繁,這均相應(yīng)地加劇了資源環(huán)境問題的嚴(yán)峻形勢(shì)。此外,城市化進(jìn)程的加快也相應(yīng)地改變了城市建設(shè)與規(guī)劃工作內(nèi)地質(zhì)調(diào)查工作的地位,尤其是土地利用規(guī)劃、垃圾填埋場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查、城市環(huán)境污染防治與監(jiān)測(cè)、工程地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等在水工環(huán)地質(zhì)研究中的地位變得更高。隨著21世紀(jì)的到來,各學(xué)科間的相互滲透、交叉及融合不斷加強(qiáng),且各學(xué)科間的界限也變得更加模糊,以新方向及新思想為核心的交叉學(xué)科及邊緣學(xué)科大量出現(xiàn),這已成為了地球科學(xué)發(fā)展的顯著特點(diǎn)。其中,生態(tài)學(xué)與地質(zhì)學(xué)間的交叉便是綜合性、跨學(xué)科、系統(tǒng)化的研究格局的最好體現(xiàn)。地質(zhì)生態(tài)學(xué)主要的研究對(duì)象為由土、水及生態(tài)等子系統(tǒng)構(gòu)成的地質(zhì)生態(tài)系統(tǒng),即對(duì)系統(tǒng)的利用現(xiàn)狀、存在形式、要素間的相互作用、演化及形成規(guī)律、對(duì)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的影響及制約等進(jìn)行動(dòng)態(tài)研究。
二、水工環(huán)地質(zhì)勘察中的技術(shù)應(yīng)用
水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)主要包括高密度電法、可控源音頻大地電磁法、瞬變電磁法及地質(zhì)雷達(dá)等。本章節(jié)以瞬變電磁法及地質(zhì)雷達(dá)為研究對(duì)象,探析水工環(huán)地質(zhì)勘察中的技術(shù)應(yīng)用問題。
(一)瞬變電磁法(TEM)
瞬變電磁法(TEM)誕生于20世紀(jì)30時(shí)代,其提出之初的主要應(yīng)用領(lǐng)域是航空物探領(lǐng)域。直至上個(gè)世紀(jì)的80年代,瞬變電磁法(TEM)方才在我國(guó)得到推廣和應(yīng)用。瞬變電磁法(TEM)在金屬礦勘探中的成功應(yīng)用推動(dòng)了其在環(huán)境領(lǐng)域、工程檢測(cè)領(lǐng)域及災(zāi)害領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,且取得了很好的效果。瞬變電磁法(TEM)的原理:在回線的協(xié)助下把脈沖電磁波向地下發(fā)送(一次),并利用間歇期間對(duì)二次渦流場(chǎng)予以觀測(cè)。若發(fā)現(xiàn)地下分布有電性不均勻地質(zhì)體,則可觀測(cè)到異常二次場(chǎng)或不均勻體的渦流場(chǎng)。一般而言,均以對(duì)ρs參數(shù)的推斷解釋來取代對(duì)異常場(chǎng)的解析,進(jìn)而解決相應(yīng)的地質(zhì)問題。在地下介質(zhì)中,因瞬變電磁法產(chǎn)生的電磁場(chǎng)受到傳播時(shí)間延長(zhǎng)的影響,而導(dǎo)致其向深部擴(kuò)散的傾斜錐面呈47°,即煙圈效應(yīng)。煙圈效應(yīng)體現(xiàn)了瞬變場(chǎng)隨時(shí)間變化的變化規(guī)律,此乃瞬變電磁法(TEM)在測(cè)深勘探中應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。
就激勵(lì)場(chǎng)源而言,瞬變電磁法包括電偶源方法及垂直磁偶源方法,但垂直磁偶源中的回線場(chǎng)源方法的應(yīng)用更廣。瞬變電磁法的優(yōu)點(diǎn)包括:橫向分辨率高,對(duì)較陡的探測(cè)產(chǎn)狀的局部異常地質(zhì)體的敏感度較高;觀測(cè)精度高,純異常的觀測(cè)受地形的影響小,且不受裝置耦合噪聲的干擾;在接地條件困難地區(qū)的施工方法技術(shù)簡(jiǎn)單且工效高;支持對(duì)不同深度的目標(biāo)物的探測(cè)。
(二)地質(zhì)雷達(dá)(GPR)或探地雷達(dá)
地質(zhì)雷達(dá)在主頻為10-1000MHz的寬帶高頻時(shí)域電磁脈沖波的反射探測(cè)目標(biāo)體的協(xié)助下,可對(duì)地質(zhì)問題予以有效解決。地質(zhì)雷達(dá)的工作原理:在地面發(fā)射天線的協(xié)助下向地下發(fā)送電磁波,通過地下目標(biāo)體反射至地面接收天線,再對(duì)接收的電磁波時(shí)頻及振幅特性予以分析,進(jìn)而對(duì)地質(zhì)體展布形態(tài)及性質(zhì)予以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。因地質(zhì)雷達(dá)穿透深度受到電磁波發(fā)射的頻率的影響,則地質(zhì)雷達(dá)穿透深度十分有限,最深達(dá)100m。現(xiàn)階段,地質(zhì)雷達(dá)屬短距離探測(cè)分辨率及精度最高的工程地球物理方法。
地質(zhì)雷達(dá)憑借著數(shù)據(jù)采集與處理全自動(dòng)化、自身分辨率高、目標(biāo)物圖象異常清晰且易識(shí)別、施工快捷等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于基巖面起伏狀況及覆蓋層厚度的探測(cè)、隱伏斷層及破碎帶等的查找、考古調(diào)查等淺層勘察中。水工環(huán)地質(zhì)勘察中,地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,例如:機(jī)場(chǎng)道路及高等級(jí)公路質(zhì)量無損檢測(cè);隧道襯砌質(zhì)量檢測(cè)或地質(zhì)超前預(yù)報(bào);建筑物地下邊坡孤石等不良地質(zhì)體的探測(cè);滑動(dòng)面或滑坡體的調(diào)查;崩塌及地面沉降等災(zāi)害的評(píng)估;水庫地下壩體或防滲墻結(jié)構(gòu)層的探測(cè);砼厚度及灌漿質(zhì)量的檢測(cè);襯砌砼質(zhì)量及覆蓋層厚度的調(diào)查;老城區(qū)地下管道埋深及展布情況的探測(cè)等。
結(jié)束語
綜上所述,瞬變電磁法(TEM)及地質(zhì)雷達(dá)(GPR)或探地雷達(dá)均為當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)勘察中的關(guān)鍵技術(shù),其與高密度電法及可控源音頻大地電磁法等一同支持著現(xiàn)代地質(zhì)勘察事業(yè)的發(fā)展。但是,隨著環(huán)境形勢(shì)的變化及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的研究應(yīng)不斷深入,以滿足人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與生態(tài)環(huán)節(jié)的和諧發(fā)展的要求。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:復(fù)雜地質(zhì)條件;超前地質(zhì)預(yù)報(bào);地質(zhì)雷達(dá);TSP法
Abstract: Introduce the methods of the advanced geological prediction and classification , by analyzing the advantages and disadvantages of each method, summarize the comprehensive advance geological forecast in tunnel construction system method
Key words: Complex Geological Conditions, Advanced Geological Prediction, Geological Radar, Tunnel Seistoic Prediction method
中圖分類號(hào):TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
一、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)
(一)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的概念
超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是根據(jù)地面地質(zhì)調(diào)查、掌子面地質(zhì)調(diào)查以及地球物理探測(cè)等方法對(duì)隧洞建設(shè)中可能遇到的各種不良地質(zhì)體及可能發(fā)生的各類施工地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。廣義而言,隧道(洞)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)包含勘察設(shè)計(jì)階段和施工階段的預(yù)報(bào);狹義上講,隧洞超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是在施工階段的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。
(二)國(guó)內(nèi)外超前地質(zhì)預(yù)報(bào)發(fā)展現(xiàn)狀
1972年8月,在美國(guó)芝加哥召開了快速掘進(jìn)與隧道工程會(huì)議。從那時(shí)起,隧道(洞)施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)一直倍受各國(guó)廣泛重視。隨著隧道(洞)建設(shè)快速發(fā)展,對(duì)地質(zhì)預(yù)報(bào)的要求也就越來越全面和詳細(xì),已經(jīng)從單純地質(zhì)條件的預(yù)報(bào)發(fā)展到地質(zhì)體成災(zāi)程度預(yù)報(bào),不同地質(zhì)體處理措施預(yù)報(bào)等。
1、國(guó)外超前地質(zhì)預(yù)報(bào)發(fā)展情況
準(zhǔn)確預(yù)報(bào)施工前方地質(zhì)條件是隧道(洞)建設(shè)的迫切要求。八十年代開始,發(fā)達(dá)國(guó)家都將這類問題列為重點(diǎn)研究課題。日本重點(diǎn)研究開挖前方地質(zhì)預(yù)報(bào);澳大利亞研究隧道(洞)施工前方地層狀況預(yù)報(bào);德國(guó)研究掌子面附近地層動(dòng)態(tài)的詳細(xì)調(diào)查;法國(guó)則把不降低掘進(jìn)速度的勘探方法作為重點(diǎn)研究課題。隨著全世界通信、電子、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的飛速發(fā)展,超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的方法發(fā)展出不同于傳統(tǒng)的地質(zhì)分析方法的多種地球物理探測(cè)方法。包括TSP地震波發(fā)射法、地質(zhì)雷達(dá)法、紅外探測(cè)法、瞬變電磁法、BEAM法等方法。
2、國(guó)外超前地質(zhì)預(yù)報(bào)發(fā)展情況
從總體上來說,我國(guó)隧洞超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作還十分薄弱。上個(gè)世紀(jì),與國(guó)外同行相比,我們既缺乏專職施工地質(zhì)隊(duì)伍,又不重視具體施工地質(zhì)工作,當(dāng)然就談不上超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。
20世紀(jì)50年代中期,鐵二院首先在渝黔線涼風(fēng)埡隧洞中以地質(zhì)測(cè)繪為主要手段,采用地質(zhì)分析法預(yù)報(bào)隧洞前方10~30 m的地質(zhì)情況;70年代,谷德振教授開始采用地質(zhì)分析法研究斷層預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù);80年代中期,工程人員在衡廣復(fù)線大瑤山隧道(洞)開展了地質(zhì)法和聲波透射法地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù);1985年,孫廣忠等以地質(zhì)情況為基礎(chǔ),隧道(洞)地質(zhì)素描(短距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào))為主要手段的方法,配合超前鉆速儀、鉆孔聲波測(cè)試,鉆孔潛望鏡,壓水試驗(yàn)等方法,取得了很大的成功。1996年~1998年,鐵道部第一勘測(cè)設(shè)計(jì)院在秦嶺特長(zhǎng)隧道(洞)開展了施工地質(zhì)綜合測(cè)試工作及超前預(yù)報(bào)工作,為全面隧道(洞)施工地質(zhì)工作奠定了基礎(chǔ)。同時(shí),跟隨世界其他國(guó)家的潮流和趨勢(shì),地球物理探測(cè)方法,如TSP法、地質(zhì)雷達(dá)法、瞬變電流法、BEAM法都取得了應(yīng)用和實(shí)踐,也取得了非常不錯(cuò)的效果。
二、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的分類
超前地質(zhì)預(yù)報(bào)分類方法較多,常見的有按照預(yù)報(bào)方法手段、預(yù)報(bào)空間位置、預(yù)報(bào)距離進(jìn)行分類。我們按照最常用的預(yù)報(bào)距離和預(yù)報(bào)方法的工作原理進(jìn)行分類。
(一)依據(jù)探測(cè)預(yù)報(bào)距離分類
依據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的距離,可將預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法劃分為:長(zhǎng)距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和短距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)兩類。
1、長(zhǎng)距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的距離一般可達(dá)工作面前方150~300米,甚至更遠(yuǎn)。主要包括地質(zhì)調(diào)查、TSP探測(cè)等。它的任務(wù)主要是較準(zhǔn)確的查明掌子面工作前方150~300米范圍內(nèi)規(guī)模較大,嚴(yán)重影響隧道(洞)施工、易造成塌方的不良地質(zhì)體的位置、性質(zhì)、規(guī)模和含水性。
2、短距離超前地質(zhì)預(yù)報(bào),也叫追蹤預(yù)報(bào),預(yù)報(bào)距離一般在15~30米左右。主要包括掌子面地質(zhì)素描、瞬變電磁法、地質(zhì)雷達(dá)法、超前鉆探法等。它的任務(wù)是依據(jù)隧道(洞)掌子面或?qū)Ф凑谱用娴牡刭|(zhì)特征,通過觀察、量測(cè)、鑒別和分析,結(jié)合長(zhǎng)期超前預(yù)報(bào)成果,推斷工作面前方15~30米范圍可能出現(xiàn)的地層、巖性變化情況,推斷掌子面各種不良地質(zhì)體向掌子面前方延伸的情況。
(二)依據(jù)其預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法的工作原理分類
依據(jù)探測(cè)預(yù)報(bào)方法工作原理,可將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)分成地球物理法(也叫物探方法),地質(zhì)分析法,超前水平鉆探以及超前導(dǎo)坑法三大類。
1、地球物理法(物探法)主要包括TSP隧道(洞)地震波探測(cè)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法、地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)(電磁波反射)法、紅外探水超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法、負(fù)式速度法、聲波CT技術(shù)預(yù)報(bào)、陸地聲納法、高密度電阻率法等物探法、BEAM法等。
2、地質(zhì)分析法主要包含地表地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)素描法、地質(zhì)作圖預(yù)測(cè)法、地下地質(zhì)構(gòu)造、地表地質(zhì)構(gòu)造相關(guān)性分析法等
3、超前水平鉆探法和超前導(dǎo)坑法等包含超前深孔鉆探(30~100m)、超前淺孔鉆探法(5~6m)和超前導(dǎo)坑法
(三) 各種超前預(yù)報(bào)方法的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)
各種超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法都不可避免的存在局限性,有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍,我們總結(jié)如下表1-1所示:
表1-1 各種超前方法的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表
三、隧道(洞)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)綜合分析方法
正因?yàn)槌暗刭|(zhì)預(yù)報(bào)方法都存在一定局限性,如何提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性就成為國(guó)內(nèi)外隧道(洞)工程地質(zhì)界需要解決的技術(shù)難題,非常有必要提出一種綜合預(yù)報(bào)體系。在隧道(洞)不良地質(zhì)預(yù)報(bào)方法和隧道(洞)施工地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)方法研究的基礎(chǔ)上,通過進(jìn)一步對(duì)隧道(洞)超前地質(zhì)綜合預(yù)報(bào)方法進(jìn)行研究,建立以地質(zhì)分析為核心的綜合預(yù)報(bào)體系。
隧道(洞)超前地質(zhì)綜合預(yù)報(bào)工作體系是在“以地質(zhì)分析為核心,綜合物探分析,洞內(nèi)外結(jié)合、長(zhǎng)短預(yù)測(cè)結(jié)合,物性參數(shù)互補(bǔ)”原則下做出的,如下圖1-1所示
圖1-1 隧道(洞)超前地質(zhì)綜合預(yù)報(bào)體系
四、總結(jié)
地質(zhì)預(yù)報(bào)是一個(gè)連續(xù)的、漸進(jìn)的、系統(tǒng)的工作,目前已基本形成的針對(duì)某一隧道(洞)的地質(zhì)情況制定預(yù)報(bào)方案-選擇預(yù)報(bào)方法-實(shí)施-驗(yàn)證-調(diào)整的使用過程。這也是因?yàn)閷?duì)地質(zhì)情況的認(rèn)識(shí)也是一個(gè)隨著工程的進(jìn)展、時(shí)間的推移、信息的不斷輸入而不斷地深入的過程。
在施工過程中需要不斷收集地質(zhì)信息,通過和預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比、分析,找出對(duì)地質(zhì)情況認(rèn)識(shí)的不足,修正我們的認(rèn)識(shí),并改進(jìn)預(yù)報(bào)方案。
在預(yù)報(bào)方式上應(yīng)采取多種手段聯(lián)合應(yīng)用的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào),充分發(fā)揮各自方法的優(yōu)勢(shì),取長(zhǎng)補(bǔ)短,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),互相驗(yàn)證。預(yù)報(bào)實(shí)施方案要盡量科學(xué)合理,做到盡量不干擾施工。任何預(yù)報(bào)方式只能作為一種手段和參考依據(jù),其結(jié)論不可能100%準(zhǔn)確,施工中不能完全依賴于預(yù)報(bào)結(jié)論而盲目施工。
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