一勘探技術難點

根據已有地質資料分析并結合現場情況，本勘探區的主要技術難點為：煤層埋藏深度變化大，需要設計不同的觀測系統進行數據采集；成孔難度大，需要找到適用于本區不同巖性地表尤其在厚層石灰巖出露區的成孔技術；激發條件變化較大，需要找出適用于本區不同巖性地層尤其在厚層石灰巖出露條件下的激發方法［3］；靜校正難度大，解決大比高復雜地形條件下的靜校正問題；鉆孔稀少，時深轉換難度較大。

二技術對策

1觀測系統設計

依據面元邊長、最大炮檢距、線距、最大非縱距的理論計算公式，確定觀測系統參數：CDP網格為5m×10m、線距不大于57m、最淺目的層處最大炮檢距不大于370m，最深目的層處最大炮檢距不大于750m，最大非縱距不大于400m。結合現場的情況，選擇了10線10炮制束狀觀測系統，觀測系統參數為：接收總道數淺部600道、深部1000道，道距10m，線距40m，覆蓋次數25次，最大非縱距350m，CDP網格為5m×10m，中點激發。

2成孔方法試驗

一、我國采礦技術的發展現狀

我國采礦技術取得了顯著的進步建國以來，我國的采礦技術取得了長足的進步，機械化設備得到了越來越多的使用，但是，我國當前的礦井中全盤實現機械化的仍是極少數，較低水平的采礦工藝極大的制約了我國采礦也的效率。面對這種形勢，我國已加大了對大孔穿爆設備、井巷鉆深機械、中深孔全液壓鑿巖機具、運礦設備、連續采礦設備、振動出礦設備的研究，以早日實現礦山設備的高效化、自動化和無軌化，采礦技術和勘探技術的的發展，還應注意生態環，當前，我國的采礦技術正在逐步朝著生態化的方向發展，環保材料與設備已正在研發并初步推行使用，社會資源的整合與配置也得到了一定程度的優化，污染和能耗較為嚴重的技術與設備雖未能全部優化升級，但已有了較大的進步。

在我國規范采礦業相關標準的指導下，我國采礦單位、政府部門以及廣大群眾間已初步形成了行政、市場和社會機制，在采礦技術的發展與勘探技術的進步中初步起到了一定的推動作用，整個采礦業正朝著規范化的方向發展。在快速發展的同時，我國的采礦業仍面臨著一定的問題，主要集中在以下幾個方面：隨著礦井開采深度的增加，礦井中的地質條件也日益復雜，總體而言，我國當前的礦井地質保障技術還不夠完善和成熟，對地質環境的探測精度也沒有達到生產要求。

首先，影響礦井生產的小構造問題沒有得到根本解決，高分辨率地震勘探技術作為當前地址保障系統的主要技術，對落差在5米以內的斷層的解釋精度較低，對于落差在3米以內的斷層更是難以令人滿意，其他的井下探測手段大多因種種原因難以進行精確定位探測。

其次，不少礦井企業在進行地質探測時采用的探測手段較為單一，沒有深入分析和對比各種探測技術適應的地質條件，尚未形成綜合配套的技術優勢，缺乏對礦井地質規律的深入分析和綜合評價，探測精度有待提高。

第三，探測儀器在結構和穩定性方面存在不少缺陷，部分關鍵一起主要依靠進口，與我國復雜的礦井條件的適應性還需繼續研究。最后，礦井地質信息的綜合利用與管理水平較低，不少礦井企業的計算機應用僅限于文字處理、數據庫和圖件的繪制，缺乏對礦井地質數據的動態管理與綜合分析，在礦井開采條件預測與綜合評價方面存在明顯的不足，三維地震數據信息尚未得到有效利用，造成資源浪費。

一煤礦地質勘探技術現狀

我國的勘探技術發展的較早，如今應經比較成熟，在煤礦的勘探方面尤其如此，其先進性主要體現在幾個方面。第一，完善了煤礦綜采成套裝備。全國積極建設高產高效礦井，結合世界的先進技術，煤礦主要技術經濟指標接近或達到了世界先進水平。第二，提高了煤田地質勘探的精度。以三維地震勘探技術為核心并結合其他的數字勘探技術，提高了井田的精細度，保障了大型礦井設計。半煤巖巷掘進機的研制成功，將巷道掘進施工的機械化水平提高到了一個新的層次。第三，提高了安全生產的技術水平。我國不斷創新和推廣煤礦安全生產技術，全國煤礦事故死亡人數和事故發生率等指標呈下降趨勢。第四，將環保技術應用到煤礦生產中。為了加快煤礦資源的工業化和產業化，我國在煤礦資源綜合加工利用方面取得了巨大的進展，煤礦的潔凈燃燒技術以及其他煤化工技術達到了世界水平。

二地質勘探技術的種類

1地震勘探技術

地震勘探工作主要是通過探測地下各介質的密度和彈性的差異來實現的。在進行技術勘探時，首先探測人員要人工激發地震波，當地震波在向地下傳播的過程中遇到介質彈性或密度等特性不同的煤巖層時，會朝著不同的方向進行反射或折射，這樣勘探人員借助檢波器來接收信號。通過對這種信號的觀測、記錄以及分析，技術人員可以判斷出煤巖層的分布情況和煤層的性質，為之后的開采方案提供有利參考。地面地震勘測技術主要應用于煤田較淺區域的地質勘探，對于超過800m深度的范圍，就需要引入礦井地震勘探技術。

2地質雷達勘探技術

1工程概況

油菜河水庫位于貴州省安順市龍宮風境區上游9km，距安順市約13km，是安順市唯一的一座中型水庫，是一座集灌溉、發電、防洪、供水、養殖、旅游為一體的多功能綜合利用的龍頭水庫。該水庫是在強巖溶地帶堵洞筑壩建庫。水庫正常高水位1290m，總庫容5960×104m3，壩高41m，壩型為漿砌石單曲拱壩。發電引水隧洞洞軸線穿行于溶蝕洼地、峰叢洼地、峰林谷地之中，引水隧洞開挖至0+620時，掌子面突發涌泥現象，洞渣封堵施工面至樁號0+730m，在此過程中，施工方共計清理塌方淤泥1450m3以上，清理長度為100m(0+730～0+630樁號之間)。此后，掌子面再次突發涌泥現象，由于擔心掌子面再次發生涌泥現象產生較大的人員傷亡，目前處于停工狀態。經專家研究決定，初步采用改線方案。本次電磁波CT探測查明巖溶洼地新改線處巖溶發育情況。

2工程地球物理勘探技術應用

2.1基本原理鉆孔電磁波CT技術基本原理借助于醫學CT技術。醫學CT技術是利用X射線掃描人體切面，經計算機處理顯示人體病灶的精確圖像。依據這一理論，當要研究兩鉆孔間巖體內構造時，在一鉆孔內發射電磁波，而在另一鉆孔內接收電磁波進行斷面掃描，經地球物理反演計算，就可重建目標體的二維圖像。井中電磁波CT層析資料的解釋基礎是基于不良地質體與其完整圍巖吸收系數的差異，而破碎帶、溶洞或溶蝕裂隙等都可以形成吸收系數差異較大的非均勻體，產生出局部高吸收系數異常，從形態和大小上易于識別。因此，跨孔電磁波透視在孔間可以較好地探測不良地質體，確定空間位置和形態。

2.2數據處理方法與技術資料處理是在微機上完成的，處理流程為:數據傳輸到計算機建立成像區域坐標系形成CT輸入數據層析反演成像成圖。1)CT輸入數據的形成。對每對跨孔剖面的原始數據輸入到微機，按建立的坐標系形成CT輸入數據文件。這次野外采集工作中，以孔口高程最高的孔為坐標原點，X軸沿水平方向為孔間水平距離，建立坐標系形成CT輸入數據。2)層析反演。CT輸入數據直接送至EM－SYS層析成像軟件處理流程中，進行電磁波層析反演，其計算過程如下:由電磁波理論知道，在各向同性均勻巖體中，當在一鉆孔中發射電磁波，另一鉆孔中接收電磁波時，若發射天線長度遠小于兩鉆孔間距離，則接收到的電磁波場強為:E=E0fS(θS)fr(θS)R－1.exp(－∫Lβdl)(1)式中:E0是發射擊天線初始輻射常數;E為相距R處接收到的電場強度;fS(θS)和fr(θS)分別是發射和接收天線的方向函數;θ為天線的輻射角度;L為射線路徑;dl為積分元;β為介質的吸收系數。經變換:InA=In［E0fSfr(ER)－1］=∫Lβdl(2)對于式(2)中的投影函數A進行圖像重建可求出目標函數β。具體算法即把圖像劃分成M個互不重疊的像元，以各像元內的重建結果組成數字圖像:∑DijXj=Yi式中:Dij為第i條射線在第j個像元中的長度;Yi為第i條射線迭代計算值與實測值之差;Xj為要求的第j個像元中的衰減系數β。上述方程實際上是求解一個大型稀疏矩陣議程組。具體算法有:反投影法(BPT)、代數重建法(ART)、聯立迭代重建法(SIRT)和正交變換投影法(LSQR)等等。本次反演方法為聯立迭代重建法。3)層析成像成圖。最終層析成果采用GoldenSurfer繪圖軟件，顯示每對跨孔聲波層析成像圖。層析結果采用統一格式成圖，在二維斷面上，發射孔孔口位于區域左側坐標原點，以孔口高程取代Z軸0點。水平方向X軸向右表示為跨孔水平距離。將層析反演輸出數據輸入至成圖軟件，形成二維區域網格化文件。然后再將網格文件送入成圖程序，獲得層析成像圖。

3工程地質物理勘探技術應用成果

一、石油勘探技術的發展現狀及所面臨的挑戰

1.石油勘探技術發展所面臨的挑戰

如今經濟的飛速發展導致對石油資源的需求量逐漸增加，石油勘探業的發展在機遇中也面臨了各種挑戰，具體表現如下：

（1)石油資源有限所帶來的挑戰。石油作為不可再生資源，在世界范圍內都占有非常重要的戰略地位，而經濟的發展又對石油的需求越來越大，已有的石油資源都難以滿足經濟發展的需求，石油勘探技術所帶來的綜合開采效率和石油勘探的質量決定了石油資源的利用，發展和采用新的勘探方法意義重大。

(2)石油行業的競爭所帶來的挑戰。低油價和行業內部的競爭給石油行業和石油勘探帶來了很大的挑戰，油氣勘探項目的經濟效益能否得到保障，取決于綜合勘探技術的發展和勘探業的綜合管理水平。

(3)勘探對象的日益復雜給勘探技術帶來的挑戰?？碧匠墒於鹊奶岣呓o勘探技術的發展帶來了挑戰，我們通常所說的成熟度（即地質中的成熟度），通常是相對碎屑巖而言的，分為結構成熟度和成分成熟度兩種，而勘探對象的復雜也對鉆進、測井等勘探技術提出了新的要求。