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地球物理测井技术在矿山水工环地质勘测工作中的应用研究

2022-06-26侯晶晶姚文静于巾翠

世界有色金属 2022年4期
关键词:测井技术测井水工

矿产资源的开发近些年来得到了快速发展,在资源需求不断增加的环境下,矿产的勘探逐渐成为人们关注的热点,但值得注意的是,仅将目光放在矿产资源上是远远不够的,对于已经发展的矿产资源

,对其周围的地质环境以及使用条件做出客观评价也是极为重要的,其不仅关系到后期开采施工能否顺利开展,也是决定施工方式的重要因素,对于保证施工安全具有重要意义。

地球物理测井技术作为一种深层地质环境采集的重要手段,不仅可以对地下水源分布,地质组成、环境构造作出准确计算,得到的数据结果在地质特征分析方面也发挥着重要作用

。其通过定点取样的方式统计目标范围内地质数据变化情况,以此为基础判断出其水工环地质。由此可以看出,在矿山水工环地质勘测工作中融入地球物理测井技术的价值空间是巨大的

,开展地球物理测井技术在矿山水工环地质勘测工作中的应用研究也将为地质勘测工作带来新的创新突破点。但是考虑到矿山地质环境本身的属性特征,在进行参数特征进行分析时要充分结合实际情况,无论是从勘测效果的角度出发还是从勘测工作对地质环境造成影响的角度,都要求在应用地球物理测井技术时避免盲目注重结果,忽视实际勘测工作实施现状的问题出现。为此,深入研究如何提高地球物理测井技术在矿山水工环地质勘测工作中的应用效果承诺为了极具价值的课题。

为此,本文提出地球物理测井技术在矿山水工环地质勘测工作中的应用研究,分别利用电阻测井、电磁测井以及电场测井对矿山地质的岩石状态、地质构造以及水文条件进行勘测,通过这样的方式,实现对矿山地质环境的全面了解。在本文的研究下,希望为地质勘测工作的开展提供有价值的参考。

1 基于地球物理测井技术的矿山水工环地质勘测

对矿山环境的地质勘查主要从三个方面进行,分别是地质组成、地质构造以及水文条件,因此,本文将不同的地球物理测井主要应用于这三项数据勘测中。

研究的具体实施由小组成员自行决定,研究方法、课题汇报形式、内容以及小组成员分工由成员讨论决定,注意团队协作,充分发挥每个人的优势,使课题能够快速、高效、合理地展开。教师起指导作用。

1.1 岩石的孔隙度测定

按照表1的关系结构,通过对不同位置的电阻测井的电阻率数值进行计算,匹配对应的位置信息,就可以得到岩体整体的空隙大小以及分布情况。

这样就可以得到该电阻测井位置的岩体裂缝状态。为了对地球物理测井技术采集到的数据与实际地质情况之间的关系建立更好的联系,建立电阻率测试结果与岩体裂缝之间的数值关系如表1所示。

其中,d表示岩体裂缝的宽度,λ表示裂缝内填充物的导电系数,r表示裂缝内填充物的电阻率。

但是在实际的矿山水工环地质环境中,单纯的地质构成存在较少,大多数情况下都是与水源分布相伴而生的,这时就需要在对含有水源的情况进行特殊分析。当该电阻测井的位置有水源分布时,此时缝隙内势必会有水体存在,此时的裂缝宽度可以表示为

然而,实际上并不测量所有的VOCs,而仅仅是它们的一个子集。每个方法测量它自己的VOCs的特定子集,子集可以有很大的变化。因此,不同的TVOC测量可以产生实质上不同的TVOC浓度,这取决于VOCs在其子集中的含量。

地质组成中大多是岩石和砂土,除了需要对二者组成比例进行研究外,更主要的是对构成矿山主要结构的岩石进行状态分析。为此,可以利用不同状态岩石在电阻率方面的差异,利用电阻测井实现对岩体空隙的分析。一般状态下,当岩体出现裂缝时,缝隙内会填充周围分布密度较高的高流态物质,主要以水以及粒度较小的砂石颗粒为主。而随着其在岩体缝隙中的时间推移,其中矿物的含量、颗粒的布局结构以及中间的空隙度都会出现相应的变化,通过这种变化就可以判断裂缝出现的时间以及裂缝的大小,而不同电阻测井反馈出的结果也显示裂缝的延伸方向。假设在电阻测井内采集到的电阻率值为R,在相同的岩层当中,如果不含水,限制电阻力数值的主要因素为裂缝的宽度,此时则有

1.2 地质构造测定

替米沙坦联合非那雄胺对非杓型高血压合并前列腺增生患者血压节律性的影响 ………………………… 陈丽曼等(3):393

其中,d

表示电磁反馈地质体距离地表的距离,E为电磁测井发出的电磁强度。

那么,地质体的磁场作用大小可以表示为

由于矿山一般分布范围相对较为广泛,因此,勘测其地质构造的变化情况是决定开采工程起始位置以及推进方向的关键。不同的地质构造对电磁的感应强度不同,可以利用电磁测井对其进行勘测。通过接地源或者不接地源向地下发送固定的电磁场,通过电磁接收器接收到的磁场强度以及间歇周期判断构造的类型以及其到地表的距离,再结合二次场的衰减特征曲线,对矿山地下水的分布情况,分布规模,所处位置的深度作出判断。除此之外借助瞬变电磁设备体积小的特点,可以探测更深位置的地质数据,减少表层岩石对其造成的干扰,使勘测结果具有更高的精准性。假设电磁接收到的电磁强度为e,周期为T,衰减系数为ϑ,此时电磁反馈地质体距离地表的距离可以表示为

其中,e’表示地质体的磁场作用强度。一般情况下,磁场作用强度测试结果与地质构造变化系数之间的数值关系如表2所示。

按照表2,以此实现对地质构造深度以及走势的准确统计,完成对矿山地质构造的准确勘测。

其中,w表示自然电场测井检测到的电场值,W表示正常状态下矿区位置的自然电场值,δ和ε分别表示水体的电场抵消系数和地质构造的电场抵消系数,L和l分别表示检测到的水域宽度和检测位置距离比表的距离。

(15)式表明,税收份额越大,政府提供公共服务的能力越强,公共服务均等化提供的可能性越大,公共服务均等化指数就越小;政府提供公共服务的效率越高,公共服务均等化提供的可能性就越大,公共服务均等化指数就越小;城市化率越高,说明公共服务均等化提供的可能性越大,公共服务均等化提供指数也就越小;人均可支配收入越高,公共服务均等化提供的可能性就越大,公共服务均等化指数就越小。

1.3 水体赋存位置测定

为了测试所提方法的实际应用效果,本文在实际的矿山地质勘查中进行了应用测试。

自供能电流变弹性体减振器的二维设计和实物图,如图2。电流变弹性体块夹在两铜电极板之间,分别用铜导线通过线槽与压电发电模块的上下压板相连,压电陶瓷因形变所产生的高电压可为智能电流变弹性材料体提供较强的电场,且电压幅值随激振力的大小和频率而改变,可使减振器能很好的适应振动环境,达到减振降噪的目的。

通过这样的方式,计算得到不同井点的数据信息,即可得到对应的水文分布结果。

2 应用测试

矿山地区水文条件的准确勘察对安全施工具有重要作用,可以利用自然电场测井对研究区域水文地质情况展开勘测。吸附在地下岩石颗粒上的水体以及渗透在地质构造中的水体会产生自然电场,借助这一特点,可以对地下水的流向、分布状况和深度等进行详细探测。水体对电场的抵消作用主要体现在深度上,电场在水域环境内经过的距离越长,则对其的衰减作用越强,当自然电场测井检测到的电场强度出现波动时,则表明水文出现了变化,而导致这种变化的原因可以分为两类,一个是水流宽度的变化,另一个就是水源距离地表距离的变化。电场强度的计算方式可以表示为

对客户的责任,让炜冈在每开发一个产品之前都会进行至少4个月的市场调研,包括客户的接受程度、产品的智能化程度、环保性,以及其在市场的生命力,从而保证该产品可以帮助客户有所提升。

2.1 测试环境

本文以某待施工的矿山为测试对象,其地表基本结构示意图如图1所示。

近年来,随着互联网的普及以及创新创业活动的广泛开展,以新产业、新业态、新商业模式为代表的“三新”经济蓬勃发展。要使“三新”经济保持长久的活力,仅依靠产业、业态、模式的创新是远远不够的,在充分发挥经验优势的同时,要谨防落入“路径依赖”的陷阱。应该充分认识到技术进步是推动“三新”经济发展最核心的要素。要做大规模,需要更多技术创新和成果转化来实现。对于企业来说,要加强研发投入,将科技成果与制造业、服务业、农业等更多的领域结合起来,实现科技进步对全产业链的正向溢出,通过创新驱动来扩大自身发展空间。

从地表观察,矿山位于两个断裂中间,周围以丘陵地势为主,有小面积积水潭,水深为10.2m,经过地质采样发现该区域的主要是二迭系山西组构造,地表土层厚度为0.6m~1.2m,平均厚度为0.9m,地表岩体的变异系数在20.3%~45.0%之间,岩体类型为花岗岩,性质相对稳定。地下2m距离内厚度为0.3m~0.6m不等的炭质泥岩,部分区域出现黑色泥岩与砂质泥岩混合体,厚度在1.6m~2.05m之间。矿区内有近南北的单向倾斜构造,倾斜贯穿整个矿区,倾角约为26°,并将积水潭和褶皱分布区划分在不同的空间范围内。除此之外,矿区另一个主要特征就是褶曲发育明显,并且呈现出明显的集中化分布趋势。以此为基础,采用上文提出的勘测方法,每种测井设计了6个,对该矿区的水工环地质进行勘查。

2.2 测试结果

在上述技术上,对本文方法的测试结果进行统计,具体的地球物理测井勘查结果如表3所示。

为了评价勘测结果的可靠性,以矿产的分布勘查结果指标,对比了前期勘查结果,图2为最终结果。

从图2中可以看出,本文的勘查结果与实际结果之间具有较高的拟合度,其部分分布走势与专门的矿产勘测结果完全一致。这表明本文提出的方法可以实现准确的地质勘探。

3 结语

为了实现对矿山地质环境的准确采集和分析,充分利用现有的技术是十分必要的。本文提出地球物理测井技术在矿山水工环地质勘测工作中的应用研究,借助地球物理测井技术在地质数据采集上的优势,实现了对矿山水工环地质的准确勘测。通过本文的研究,以期为矿山以及不同具有应用需求的地质勘测工作提供有价值的参考,通过提高地质数据的可靠性,为后期的施工决策提供夯实基础。

[1]郭建宏,张占松,张超谟,等.用地球物理测井资料预测煤层气含量——基于斜率关联度—随机森林方法的工作案例[J].物探与化探,2021,45(01):18-28.

[2]侯学文,李进,余中美,等.四川盆地杂卤石地球物理响应特征及预测方法研究——以川中广安地区为例[J].盐湖研究,2021,29(01):33-43.

[3]孙正坤.矿区水工环地质问题的研究——以大北山矿区溶剂用矿山详查为例[J].中国金属通报,2020(07):193-194.

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