地质预测

地质预测（精选12篇）

地质预测 篇1

0引言

在煤矿的开采中, 地质断层对于开采有着很大的影响。从现阶段发展来看, 对于断层构造的预测方法有很多。地质检测部门根据断层测量的数据来预测断层位置的地质情况, 从而指导煤矿开采工作安全地进行。

1地质断层对于煤矿开采的影响

断层能够影响矿井田地的划分和矿井的规模, 对于地质破坏比较严重的地区, 严禁建设大矿井。因此, 断层通常是划分井田的天然边界线, 影响开采的部署。位于井田内部的断层对于开采边界的划分、输运部署、巷道等都有着直接的影响。断层会破坏矿井结构, 使得开采区域划分混乱, 巷道分布复杂, 影响开采效率。断层地质构造复杂, 开采的工作面不规律, 需要多巷道的挖掘工作, 有时遇到无效进尺的情况, 使得掘进难度大, 开采效率低, 影响正常的开采工作, 甚至导致开采中断, 不安全因素增加。断层对于开采中的煤、瓦斯等有着很大的影响, 对于顶板工作面的安全性造成威胁, 增加了井下开采工作的不安全性。

2断层形成与煤层开采之间的关系

在煤矿开采过程中, 井边岩石在受力的作用下会超出其自身的强度, 岩体破裂形成缝隙, 长时间的堆积会在岩体山上形成破裂面, 断裂面两端的滑动形成断层。断层分为正断层、逆断层、平移断层三种形式, 根据其移动方向不同而进行分类。 图1为断层三个形式的模拟图。

断层的识别: 断层不是单独存在的, 其出现通常伴随着岩石的一些不正常现象, 通过对这些现象的检测和判断, 使得地质勘探人员能够准确地找到断层位置, 从而安全规划矿井范围, 对于矿井安全开采非常重要。岩体不正常现象: 煤层出现的不连续现象, 发生原因为断层导致地面发生沉降, 使得不同年代的岩石存在于同一个水平线上。通常情况下, 断层两侧都是年限相差非常多的岩石, 当断层出现后, 地壳发生运动, 使得煤层出现了不连续的情况, 煤层的形状发生变化。煤层的形状、厚度是由地质运动作用下积压形成的, 使得煤层的厚度、形状各不相同。由于断层的出现, 地壳发生上下运动, 地表的煤层被风蚀, 长此以往, 形成了厚度不同的现状。在地质变化的作用下, 地表的煤层再次回到地下, 但是仍然保留着原来的形态, 因此, 观察煤层的变化也是判断断层的重要方法。

3实例分析煤矿地质断层构造的预测

在矿井开采过程中确定断层的情况, 结合现有的检测资料来分析断层处顶板、煤层的变化, 从而分析断层附近煤层的情况, 为煤矿的开采提供帮助。本文以某矿井的开采为例进行研究分析。

井田构造情况简介: 矿井采煤层主要为7煤层、8煤层、9煤层, 矿井下部的构造以断裂为主, 带有褶皱, 井区内的构造为西北走向的张扭性断裂, 断层性质为正断层, 带有小部分的褶取, 对于回采和煤层的影响都很小, 断层的落差比较大。断层成因: 断层的主要表现形式为断裂。因此, 在研究中需要明确断层形成的原因, 地质运动形成应力, 达到岩石的强度极限后, 使得岩体发生连续性断裂, 在应力作用下进一步形成断层。岩石断裂表现为节理, 连续至不同长度的断层, 在这个过程中的连续性和强度与岩石结构、地质应力等有着直接的关系。从断层成因可以推断出, 煤层顶板变化是由断层形状发生变化导致的。现阶段煤矿开采中, 顶板通常以砂质泥浆为主, 受沉积影响, 顶板会发生明显的变化, 特别是对于7、8、9煤层来说, 其顶板结构和成分不同, 对煤层的影响也不相同。

断层的分析预测: 根据已经检测出的断层位置, 绘制出与煤层同高的等高线, 设计断层面上的等高线与巷道等高线相交的位置就是断层的位置, 具体操作如下: 断层面的等高线要与巷道工程设计图有着同样的等高距, 计算出断层面等高线的水平距离, 在断层面制定坐标, 将相关的数据绘制在设计图上, 确定岩巷等高线与断层面等高线相交的位置, 从而确定断层的位置。

从实例的分析来看, 以砂岩材料为顶板的煤层容易受到断层的影响, 由于受到应力的作用, 对煤层的影响也不尽相同, 顶板有时会存在明显的牵拉现象, 从而有煤层的渗入。当煤层厚度在3 m之上的时候, 硬度小的区域会出现多煤层、牵引等现象; 当出现断层后, 煤层会进入到岩石裂缝中, 从而发生冒顶等现象, 煤层会变薄或是距离缩短。根据对这些情况的掌握, 可以了解在断层影响下煤层的变化规律, 从而为煤矿开采做出正确的开采指导, 安全生产。

4结语

在煤矿开采中, 需要进行地质断层的预测分析, 根据不同的矿区和开采环境进行准确的分析, 从而为安全开采打下良好的基础。分析矿井情况, 确定可预测断层, 根据对现有资料和断层数据来判断煤层的变化, 从而制定出对应的解决方案。积极地进行地质断层预测, 提升煤矿开采的安全性, 从而促进我国煤矿开采事业的顺利发展。

参考文献

[1]李建安.煤矿地质断层构造预测的探讨[J].民营科技, 2012 (11) .

[2]李鹏.邢东煤矿地质构造分析与评价[D].陕西:西安科技大学, 2010.

地质预测 篇2

根据《煤矿防治水规定》，为做好我矿的水文地质预测预报工作，为水害防治奠定基础，特制定《新疆新能源工贸有限公司轮台宝山二煤矿水文地质预测预报制度》。

一、矿井水文地质预测预报是防治水工作的基础，是在收集矿。

井 水文地质资料、查明水文地质条件基础上，运用先进的预测预报理论 和方法，对矿井水文地质做出科学分析判断和评价，为水害防治工作 提供基础。

二、水文地质预测预报种类： 包括周分析、月预报、季预报、年预报、雨季及特殊情况下的临 时性预报。

1、周分析 根据矿井采掘工程计划，每周一前编制下周

水文地质预测预报。

2、月度预报 地测部门根据矿井月度采掘工程计划，每月 24 日前编制下一月 度矿井水文地质预测月报（可与矿井月度地质预测预报合并编制）。

3、季度预报 每季度最后一个月 25 日前，根据矿井下一 季度采掘工程计划，编制下一季度的矿井水文地质预测预报。

4、年预报 每年 2 月末以前，地测部应根据矿井生产情况 和采掘工作面接替 计划，结合矿井水文地质资料及充水因素进行分析排查，编制矿井水文地质预测预报。

5、临时预报 根据采掘进度情况，地测部门要针对采掘生产过程中的的异常地 质情况，随时调查分析采掘前方的水文地质情况，发现问题或险情，及时发出水文地质临时预报。雨季期间，定期对地表情况进行调查，发现地表水害或影响矿井 井下安全生产的水情水害问题时，及时发出预报。

三、水文地质预测预报内容： 包括地点、范围、对生产的影响、需采取的措施或处理意见等。要求有文字、图纸，做到图文并茂，能够指导生产和满足生产所需。

四、水文地质预测预报编制要求：

1、水文地质预测预报要在充分收集水文地质资料和综 合分析基 础上，运用先进的理论和方法，结合水文物探技术资料进行编制，做 到有理有据。

2、各类预报要妥善保存，以年为单位装订成册。并存入地 质测 量部档案室。

3、各类预报必须严格执行审查签字程序，即：本人自检 —地测 组长—分管副矿长（签字）—部长（签字），而后下发至各单位。

4、各类水文地质预测预报期末要进行认真总结，分析得失，不 断提高预报准确率。

5、水害类型复杂或重大水文地质问题，必须集体分析研究，执 行会审制度，做出预测预报。

五、考核规定

1、预测预报编制必须认真、仔细、负责，对预测预报失误，根 据情况分别给予编制者、审查人 100—1000 元的罚款，造成水害事故。

新疆新能源工贸有限公司轮台宝山二煤矿

生产技术部

地质预测 篇3

摘要：以地处青藏高原东北缘的第五个国家级新区——兰州新区为研究对象，研究兰州新区区域地震构造环境以及秦王川盆地构造特征，结合秦王川盆地区及其周缘黄土丘陵区地貌特点、地层特征，从致灾因子的角度研究总结了秦王川盆地区及黄土丘陵区内潜在的地震地质灾害。研究结果表明：秦王川盆地区潜在地震地质灾害有粉土震陷、砂土液化、地震滑坡等；黄土丘陵区潜在地震地质灾害有黄土震陷、地基失效、地震滑坡、地震崩塌等；基于断裂活动性研究，秦王川盆地内发生地震地表断错的可能性不大。最后，建议政府尽快组织实施兰州新区地震小区划工作。

关键词：兰州新区；秦王川盆地；地震地质灾害

中图分类号：P542 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2016）01-0107-07

0 引言

作为一个巨大的生命承载系统，城市及其附近一旦发生破坏性地震，将造成巨大的生命、经济损失，影响社会经济发展。20世纪发生的1906年美国旧金山7.8级大地震、1923年日本关东7.9级大地震、1976年我国唐山7.8级大地震、1995年日本阪神7.0级地震、2008年我国汶川8.0级大地震以及2010年海地7.0级地震等均为直下型或近源地震，在地震作用及致灾因子的耦合作用下，破坏力巨大，致使地震所在的美国旧金山、日本东京及阪神、我国唐山、汶川及北川、海地太子港等城市遭受巨大破坏，部分城市几乎夷为平地，社会、经济损失惨重。我国西部及华北地区新构造运动强烈，地震多发，随着经济发展，城市规模不断扩大，人口不断聚集，建筑类型不断多样化，城市内的承灾体不断增加（刘静伟等，2014）。随着城市扩张，新建工程建设用地的工程地震条件更加复杂，地震致灾地质因子增多，如隐伏断裂、可液化砂层、软土层、回填土、古河道和山前斜坡等（徐锡伟等，1996；崔瑾，2014；姚远，唐丽华，2015），地震作用和这些致灾因子的耦合，可能产生巨大的地震灾害损失。

兰州新区是我国继上海浦东新区、天津滨海新区、重庆两江新区、浙江舟山群岛新区后的第五个国家级新区，行政区划面积约1700km²，是新丝绸之路上的重要支点，战略意义重大。兰州新区位于青藏高原东北缘，包括兰州北部秦王川盆地及其周缘黄土丘陵区，东西宽约30km，南北长约60km，地势北高南低，呈连续倾斜状。秦王川盆地地层结构复杂，盆地周缘为黄土低山丘陵，盆地两侧发育隐伏活动断裂，存在发生城市直下型地震的可能性，且致灾因子复杂多样，如隐伏断裂、粉土层、潜在可液化砂土层、山前斜坡、古河道等，这些致灾因子在破坏性地震作用下可能产生断裂地表错动、地裂缝、震陷、砂土液化、地表或地基的不均匀沉降、滑坡、崩塌以及泥石流等地震地质灾害，可能会造成巨大的经济财产损失。可见，随着兰州新区的不断开发建设，地震地质灾害预测研究越来越迫切。本文从地震构造环境和致灾因子着手，对兰州新区潜在地震地质灾害类型及分布进行初步预测研究。

1 区域地震构造环境

兰州新区位于新构造运动强烈的青藏高原东北缘，处在南北地震带与祁连山地震带的复合部位，在以兰州新区为中心，东西长约500km、南北宽约400km的区域范围内，共发育4条全新世活动断裂带，6条（组）晚更新世活动断裂带（图1），历史上沿这些断裂发生过多次历史破坏性地震，其中5.0～5.9级地震16次、6.0～6.9级地震6次、7.0～7.9级地震1次、8.0～8.9级地震1次。在海原断裂带上曾发生1920年12月16日海原8.5级大地震，该次地震造成兰州地区伤亡百余人，对兰州新区的影响烈度为Ⅶ度（国家地震局兰州地震研究所，1985；中国地震局震害防御司，1999）。在马衔山断裂带上曾发生1125年兰州7级大地震，该次地震极震区位于西固区以南至河口一带，中心烈度为Ⅸ～Ⅹ度，永登、乐都、定西等地为Ⅶ～Ⅷ度（袁道阳等，2002a；国家地震局震害防御司，1995），该次地震对兰州新区的影响烈度为Ⅶ～Ⅷ度。距兰州新区规划区较近的庄浪河断裂、白杨树沟断裂最新活动时代为晚更新世，其中，庄浪河断裂上曾发生1440年永登6（1/4）级地震（袁道阳等，2002b）。周德敏等（2014）通过综合发震概率研究认为庄浪河断裂带仍具有发生中强破坏性地震的可能性。在已发布的第五代区划图所采用的潜在震源区划分方案中，将庄浪河断裂所在区域划为震级上限为7级的潜在震源区，白杨树沟断裂及秦王川西缘断裂所在区域划为震级上限为6.5级的潜在震源区（高孟潭，2015），50年超越概率10%水准对应的地震烈度为Ⅶ。总体而言，兰州新区及其周缘活动构造发育，地震活动强烈，历史地震对兰州新区的最大影响烈度为Ⅶ～Ⅷ度。

2 活动构造特征

兰州新区以秦王川盆地为主体，主要建设规划用地多位于秦王川盆地内。兰州新区活动构造特征主要是秦王川盆地活动构造特征（图2）。该盆地形成于第三纪，形态特征与东西两缘断裂活动密切相关，第四纪以来受南西西一北东东向构造挤压作用，盆地东西两缘的断裂向盆地内挤压逆冲，加之南部马衔山断裂带的逆冲及褶皱隆起抬升和北部宝泉山隆起，使该盆地周缘逐渐封闭（袁道阳等，2000），成为典型的封闭式断陷盆地。已有研究资料显示秦王川盆地东、西缘均存在隐伏断裂，分别为秦王川盆地西缘断裂和秦王川盆地东缘断裂，它们一起控制了秦王川盆地的发育，其中西缘断裂最新活动时代为晚更新世早期，东缘断裂最新活动时代为早更新世一中更新世（袁道阳等，2000；张向红等，2000）。

2.1 秦王川盆地西缘断裂

秦王川盆地西缘断裂位于秦王川盆地的西侧，北起庙湾，向南经方家槽、金家庙、达家湾、赖家窑、陈家井、使拉口、刘家湾至哈家嘴，由3条断裂雁列组成，全长37km，由北向南可分为方家槽段、马家山段和刘家湾段，长度分别为11.5km、14km、11.5km。总体走向近南北向，倾向W，倾角70°～80°，为一条隐伏的逆断层。该断裂在地貌上线性特征清晰，地形上表现为线性良好的20～60m高的台坎。断裂西侧为黄土丘陵及南北走向的低缓垄岗状残丘，地层以晚更新统风成黄土为主，海拔为2000～2100m；东侧为平坦的由全新统砂砾石、亚砂土及粉土层组成的冲洪积盆地平原，海拔约2000m。物探探测揭示下部新近系顶面沿断裂两侧断距为2～20m，为了验证物探可靠性，在兰州中川机场北2号道口及西槽公路北侧布置联合钻孔，钻探结果显示该断裂存在，新近系顶面断距分别为9m和4m，且上覆晚更新统地层底部被断错（袁道阳等，2000；张向红等，2000）。

笔者在进行兰州新区相关建设工程地震安全性评价项目过程中，沿秦王川盆地西缘断裂布置了多条走向近东西向的高密度电法测线（道间距为5m），典型的3条测线反演结果见图3。

金家庙测线（I-I）自东向西探测，测线长900m，有效探测深度为98m，沿测线方向300m处低电阻率存在横向变异，呈向西倾，倾角约75°，西侧为相对高阻体，东侧为相对低阻体，并可见左侧高阻体逆冲于右侧低阻体之上，垂直断距约20m，上部稳定电阻层厚度约10m；使拉口测线（Ⅱ-Ⅱ）自东向西探测，测线长720m，有效探测深度为105m，断面显示沿测线方向288～348m距地表约50m以下为相对低阻体，与两侧的高阻体形成明显差异，可能为断层破碎带；兰州机场南侧公路边测线（Ⅲ-Ⅲ）自西向东探测，线长1050m，探测深度78～98m，断面显示有3条次级隐伏断裂发育，为秦王川西缘断裂马家山段南端的3条分支断裂。

通过物探探测及联合钻孔验证，都证实了该断裂的存在，且断错了第三系地层及上覆晚更新统地层的底部。

2.2 秦王川盆地东缘断裂

秦王川盆地东缘断裂位于秦王川东部，为一条近南北向展布的隐伏断裂，该断裂北起甘露池，向南延伸至山子墩，全长约30km，走向NNW，倾向E，倾角陡立。断裂东侧为丘陵区，西侧为冲洪积盆地平原区。两侧地层最大高差为20～30m，沿甘露池至四墩子发育一古河道，可能受该断裂控制。据袁道阳等（2000）研究推测断裂东侧奥陶系地层由东向西逆冲于新近系地层之上，但上覆晚更新统冲洪积物未见变动，电测深结果证实断裂二侧新近系（N₂）顶面无明显断距，但新近系地层内断距大于60m，因此推测该断裂应是一条早更新世一中更新世断裂。

笔者在进行兰州新区相关建设工程地震安全性评价项目过程中，通过卫星影像分析和现场调查发现，该断裂在卫星影像上线性特征不明显，断裂活动未到达地表，其展布位置很难精确确定。为了探测查明该隐伏断裂的性质、形态及展布位置，在野外调查中采用高密度电法仪器对该断裂进行探测，沿断裂方向共布置4条高密度电法测线（道间距为5m），测线方向基本与断裂走向垂直，均由东向西探测。两条典型测线反演结果见图4。

甘露池测线（Ⅳ-Ⅳ）长720m，反演结果显示，在沿测线方向180m处存在地电阻率的横向变异，倾角约50°，推测可能为秦王川东缘断裂两侧岩性差异所致。东侧为含基岩裂隙水的前新近系岩层，西侧为第四系沉积层及新近系致密状泥岩、细砂岩等。五墩子测线（V-V）长1080m，反演结果显示，沿测线方向620～700m处出现一竖向低阻体，与左右两侧低电阻率形成明显差异，该低阻体从上到下延伸深度超过百米，且呈上窄下宽状，推测该处可能为一古河道，后因河流流量减小直至消失，古河道被晚第四系沉积物填埋覆盖，因地形和土质原因，含水量较高，表现为低阻体，该段古河道可能沿秦王川东缘断裂发育。

以上两条高密度测线反演结果显示的电阻率横向异变处可能与断裂活动有关，但另外两条测线并没有明显的电阻率横向异变特征，不能证明断裂的存在和具体位置。目前对于秦王川盆地东缘断裂的认识还局限在有限的地球物理勘探基础上的推测阶段，对于该断裂是否存在以及其具体位置和活动年代等都还没有明确的地质证据。

3 地震地质灾害分析

兰州新区包括秦王川盆地及周边山地，根据形态特征和成因类型可分为秦王川盆地区和黄土丘陵区两类地貌单元。两类地貌单元潜在的地震地质灾害也存在明显的差异，下面根据构造特征、土层类型及地貌特点对两类地貌单元上可能发生的地震地质灾害分别进行预测分析。

3.1 秦王川盆地区

秦王川盆地面积720km2，南北长约42km，东西宽8～20km。盆地内部平缓，北部为低山，东、西、南三面为黄土丘陵，东西缘均有断裂发育。盆地基底为上新近系河湖相及山麓相的碎屑堆积物，厚约400～500m，盆地内冲洪积砂砾石层厚度30～60m，上覆薄层次生黄土（黄土状粉土）。该区域内可能发生的地震地质灾害分析如下：

3.1.1 地表断错

秦王川东缘断裂为第四纪早中期活动断裂，活动性微弱，可不考虑其产生地表错动的可能性。秦王川西缘断裂为晚更新世活动断裂，全长37km，最大分段长度14.5km，考虑到该断裂全新世以来无明显活动，活动性较弱，因此不考虑级联破裂，利用断裂分段上可能发生的潜在最大地震震级与断裂长度的经验关系（M=4.21+1.85lgL）推算（邓启东等，1992），方家槽段、马家山段和刘家湾段上潜在最大地震震级分别为6.2、6.4和6.2级，在我国西部地区以往发生的6.5级以下地震中，很少产生地震地表破裂，且秦王川西缘断裂上断点上部一般覆盖了20m以上的第四系松散覆盖层，对地震破裂应力具有稀释缓冲作用，在发生6.4级直下型地震时，不易产生贯穿地表的地震破裂带。

3.1.2 粉土震陷

黄土状粉土在该区内广泛分布，多位于地表，为冲洪积成因，厚度一般在1.0～2.5m，多呈稍湿状，震陷危害较小。但在盆地西缘山前古河道区黄土状粉土层厚度较大，最厚可达20余米，具有湿陷性，在地震作用下可能产生较为严重的震陷破坏。如兰州中川机场二期工程场地中，预测在遭遇烈度为Ⅷ、Ⅸ地震影响时，黄土状粉土层可分别产生轻微和严重的地表震陷破坏（表1）。

3.1.3 砂土液化

饱和砂层在地震作用下可能发生液化灾害，对建筑物的地基稳定性构成潜在威胁。秦王川盆地内的秦川镇及中川镇局部，地层中分布细砂、粉砂层，目前调查收集的水文资料显示，该地区地下水位多在20m以下，细砂、粉砂层为非液化土层。但近年来随着兰州新区的建设发展，地下水位逐年上升，具体建设场地应考虑地下水文的浮动和变化趋势，按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的规定进行液化判别。

3.1.4 地震滑坡

秦王川盆地东、西、南三面为黄土丘陵，盆地边缘分布一系列黄土边坡，多数山体坡度较缓，自然状态下多处于稳定状态。盆地南部周缘山体与山体高差相对较大，坡体较陡，存在地震滑塌的可能性。笔者在兰州新区调查期间，在盆地边缘道路、建筑施工开挖区，小规模的滑塌现象较多。因此，应防范工程活动开挖、削坡扰动、强降雨与地震作用的耦合而引发的地震滑坡灾害，对开挖边坡及时进行加固处理。

3.2 黄土丘陵区

该区主要位于秦王川盆地的东部、南部及西部，相对高差一般在30-60m，秦王川东南部相对高差50～150m，黄土覆盖厚度一般为10～35m，最厚地段近50m。该区内沟谷发育，多呈“V”字型，侵蚀作用强烈，水土流失严重，植被覆盖率低，丘陵顶部圆浑。该区域内可能发生的地震地质灾害预测分析如下：

3.2.1 黄土震陷

该区内上覆第四系土层主要为黄土（马兰黄土），兰州新区及周围范围内气候干燥，在天然状态下，位于地表的马兰黄土含水率较低，震陷量也可忽略不计。但震陷性是马兰黄土水敏性及动力敏感性特征的重要表现，在降雨、灌溉或管道漏水等情况与地震耦合作用下该地貌区内的黄土震陷也不容忽视，存在地表震陷破坏的可能，建议进行室内试验模拟研究，预测震陷量。

3.2.2 地基失效

在黄土丘陵半填半挖建设区，填土源多为黄土，填土厚度差异大、土质疏松、孔隙比高、欠固结、易压缩；而开挖区正好相反。在地震作用下，此类建筑往往会因为地基不均匀沉降而导致基础和上部结构开裂破坏。因此建筑物应避免将基础置于半填半挖区之上。

3.2.3 地震滑坡

黄土丘陵区山体坡度一般在15°～20°之间，因黄土垂直节理发育，在地震作用下存在发生滑坡的可能性。尤其在人类建筑活动较为密集的盆地边缘及较宽阔的沟谷内，坡前开挖破坏了边坡的天然稳定状态，部分地点在未遭受地震的情况下已产生小型滑坡。因此应做好建设用地规划及不稳定边坡治理工作，减少人类工程活动对不稳定坡体的扰动，防范地震作用下可能发生的滑坡灾害。 3.2.4 地震崩塌

位于秦王川盆地南部的碱沟在盐碱地至树屏镇一带由于流水冲蚀形成了宽28～35m，深20～25m的深切沟槽，两岸坡体近于直立，小型崩塌发育，地震作用会加剧崩塌灾害的发生，影响两岸建筑物的安全，且崩塌物也会为下游沟道潜在的泥石流灾害提供大量的固体物质来源，应加强防范。

4 结论与建议

本文通过研究兰州新区区域地震构造环境、秦王川盆地构造特征和盆地东、西缘断裂活动性，结合秦王川盆地区及其周缘黄土丘陵区地貌特点、地层特征，从致灾因子的角度研究总结了秦王川盆地区及黄土丘陵区内潜在的地震地质灾害。

（1）距兰州新区地理中心150km的区域范围内存在发生7级以上地震的发震构造，历史地震对兰州新区的最大影响烈度为Ⅶ～Ⅷ度，50年超越概率10%水准对应的地震烈度为Ⅶ度。

（2）秦王川盆地是兰州新区的建设主体，为一断陷盆地，秦王川盆地西缘断裂线性地貌特征清晰，高密度电法、钻孔勘探都表明该断裂存在，且断错晚更新世底部地层。但秦王川盆地东缘断裂地貌线性特征不明显，活动性较弱，没有地表露头，目前的认识还局限在有限的地球物理勘探基础上的推测阶段，对于该断裂是否存在以及其具体位置和活动年代等都还没有明确的地质证据。

（3）本文研究分析了秦王川盆地区及黄土丘陵区内潜在的地震地质灾害，其中秦王川盆地区潜在地震地质灾害有粉土震陷、砂土液化、地震滑坡等，但发生地震地表断错的可能性不大；黄土丘陵区潜在地震地质灾害有黄土震陷、地基失效、地震滑坡、地震崩塌等。

煤矿地质中土地沉陷预测研究 篇4

1 矿区土地沉陷预测

在地质工作中对煤矿土地沉陷的预测可以选择科学的计算方式来研究土地的沉陷发生的概率, 这个概率也代表了矿区的安全性数值, 所以必须要保证计算的准确性, 否则会给煤矿的开采埋下一定的安全隐患。

1.1矿区的形状是不规则的, 矿产的分布也不均匀, 所以要对沉降的情况进行预测, 就必须要对地质情况进行给考察, 选择多个测点进行预估, 然后在根据预估的不同结果, 判断哪个测点的坍塌概率比较大, 然后在依次对其他的测点进行判断。

1.2对土地沉降的情况进行预测还可以采用科学规划矿区的方式。把矿区分割成多个测量的区域, 然后随机抽取一个测量面进行检测, 这样可以降低测量点的土地沉陷概率, 而且覆盖的范围广, 所以准确性也比较高。

2 土地裂缝预测

造成矿区地面沉陷的主要因素是煤炭的开采过度, 煤矿是矿区的组成部分, 对其进行开采以后, 矿区的地质结构就会发生变化, 承重能力减小, 影响了整个矿区的稳定性。地下的矿产本就是经过长时间形成的, 其对其进行开采也破坏了地质结构的稳定性, 使得其他的土层之间产生了裂缝, 这种裂缝现象会不断的发展, 在加上重力的作用, 也就会产生土地的沉陷, 裂缝的出现是导致土地沉陷的直接原因, 所以在对煤矿进行开采的过程中要注意对裂缝问题的预防。开采面越大, 造成裂缝的可能性也越大, 如果在开采之前没有对矿区的地质进行勘测, 对煤矿的潜藏位置不确定, 盲目的开采, 就会造成对深层地质结构的损坏, 虽然得到了煤矿但是也对矿区的地质结构造成了很大程度的损害。这种损害也就直接造成了地下裂缝情况的出现, 裂缝的出现扩大的地质结构之间的间隙, 同时也使得整个矿区的地质结构处于一种被动的改变, 这种改变所带了的危害是巨大的, 而且不易被修复。在受到一定的外力影响下, 就会产生塌陷以及滑坡等现象, 对生态环境的破坏很大, 同时也容易造成一定的人员伤亡。所以工作人员在对矿区进行开采之前一定要进行地质的勘测, 准确的掌握煤矿的位置, 严格按照煤矿的潜藏位置进行检测, 这样才能有效保证开采的合理性降低对地质结构的损坏, 开采之后要对矿区的地质结构进行回填, 保证其结构的稳定性, 控制裂缝的扩大, 一定程度上也对土地沉陷进行了预防。

这样可以使得出现裂缝的区域, 地质结构得到有效的填充, 裂缝的缝隙得到了填补, 就可以抑制土地的下沉, 实现保护环境的目的。煤矿企业在开采中要注意对矿区的保护, 做好煤矿地质的土地裂缝的处理工作, 因为这关系到环境的平衡, 也关系到矿区人员的生命安全。不能盲目的追求经济效益, 也要做好矿区的生态保护工作, 在开采之前要对矿区地质进行预测, 如果已经存在塌陷的情况就不要在进行开采, 选择其他的工作面进行开采安全性也更高, 开采完毕以后, 要进行矿区的回填, 保持其地质结构的稳定性。

对于山区而言, 由于山区采动滑移的方向指向地表的下坡方向, 且滑移量的大小与地表倾角有某种正比函数关系, 因而山顶和凸形地貌部位将产生附加的水平拉伸变形, 山谷和凹形地貌部位将产生附加的水平压缩变形, 所以山区采动裂缝大多分布在山顶、梁峁等凸形地貌部位和凸形边坡点部位, 裂缝方向大体平行于等高线方向, 谷底等凹形地貌部位一般很少出现明显的采动裂缝, 这是山区采动裂缝分布的重要特征。并不是任何条件下的长壁式大冒顶开采地表都会出现裂缝。根据矿区沉陷地表调查, 如果地表无黄土层和松散坡积物覆盖, 当开采深厚比H/M>80, 开采宽深比<0.5时, 地表一般不会出现裂缝。如果地表有厚层黄土覆盖 (厚度大于50m) , 则在上述深厚比和宽深比开采条件下仍可出现宽度大于200mm, 落差大于0.5m的地表裂缝。由此可见, 采动裂缝与开采条件及表土层的性质与厚度有密切关系。工作面上方地表的裂缝从产生到闭合所持续的时间可用下式计算:

式中T———裂缝持续时间;

L———工作面上方裂缝区最大宽度;

V———工作面推进深度。

地表裂缝临界水平变形值的计算式为

公式中u———泊松比:

C———内聚力;

Ø———内摩擦角;

E———弹性模量。

求取裂缝发育最大深度的计算式为

式中h———裂缝发育最大深度:

Y———容重。

3 裂缝对土地的影响分析

开采引起的地表裂缝有的非常细小, 有的深度可达20多米, 上口宽度可达0.2~0.3m, 更有甚者 (在黄土高原) 裂缝深度可达数10 m, 上口宽度可达1-2m。这样的裂缝在外界自然力量的作用下, 使得土壤被加速侵蚀, 造成土壤、母质和水的损失, 降低了土壤的肥力, 影响农作物的产量。根据开采引起的地表裂缝的特点、大小及所处的自然环境, 对土地的侵蚀可以分为细沟侵蚀、沟蚀和重力侵蚀3种。

3.1 细沟侵蚀。

对开采引起的细小裂缝, 深度和宽度一般都比较小, 裂缝发生于耕作层或略深于耕作层并平行于采空区边界排列。这种细裂缝造成农地上跑水、跑土和跑肥, 还可使新播种子和农作物根系暴露出来, 造成缺苗、减产。由于深度和宽度小, 一般可为下一次耕作所平复。

如图1所示的对比实验结果, 可以明显地看出细裂缝造成农地跑水、跑肥的情况。有裂缝存在时, 在表面施加的水分, 将迅速随裂缝侵入耕作层以下, 造成损失。实验时, 选择周围没有裂缝的土地中的某一点缓慢加水, 同时选择土中有裂缝处的某一点缓慢加水, 二处加水的速度和数量完全相等。

3.2 沟蚀。

经过暴雨或洪水的冲击, 某一段地面会产生较大的沟壑, 对地质结构造成了破坏, 这就是沟蚀。沟蚀的发生地点常常在地面不平整、植被覆盖率低、土质较为疏松的地区, 比如说黄体高原就是受沟蚀比较严重的地区。与细沟侵蚀不同的是, 细沟侵蚀比较容易进行改善平复, 而沟蚀只会加剧对土地的分隔, 目前还没有完美的改良办法。

3.3 重力侵蚀。

重力侵蚀从字面上很容易理解, 就是重力所引起的侵蚀现象。当在一些比较高的地方进行煤矿开采工作时, 必然会对地质结构造成破坏, 这个时候, 在水力或其他重力的影响下, 山地出现裂缝塌陷等土体移动的现象, 称为重力侵蚀。

4 结论

综上所述, 本文主要通过对煤矿地质中土地沉陷的分析, 研究了土地沉陷的原因, 并提出了预测土地沉陷的方法, 为我国的矿区的环境保护提供了一定的依据。对煤矿地质中的土地沉陷进行预测可以有效的提高煤矿开采的安全性, 同时也能够对矿区的地质结构进行有效的保护。煤矿企业也要注意在提高经济效益的同时, 对矿区环境进行保护, 减少对自然环境的伤害。

摘要：煤炭的使用推动了社会的发展, 但是煤炭的开采却不可避免的给矿区的地质环境带来了一定的损害, 对煤矿的过度采集也会造成土地沉陷的现象, 从而降低了煤矿开采的安全性, 所以加强对煤矿地质中土地沉陷预测研究对煤矿生产的安全性具有非常重要的作用。

关键词：煤矿地质,土地沉陷,预测

参考文献

[1]苏小红.当前煤矿安全问题及对策[J].民营科技, 2012 (9) .

[2]张寒伊.煤矿塌陷治理土地复垦主要问题和政策措施[J].现代营销 (学苑版) , 2012 (10) .

地质预测 篇5

城口高燕锰矿矿床地质特征与找矿预测

简单介绍了城口高燕锰矿所处的大地构造位置,地层分布,构造特征,详细叙述了矿床地质特征,对矿床成因以及未来找矿方向进行了初步分析.

作 者：杨洪永 荣腾霞 杨辉艳  作者单位：杨洪永,杨辉艳(桂林工学院,广西,桂林,541000)

荣腾霞(重庆市壁山县大路镇政府,重庆,402760)

刊 名：西部探矿工程 英文刊名：WEST-CHINA EXPLORATION ENGINEERING 年，卷(期)：2009 21(2) 分类号：P61 关键词：高燕锰矿   地质特征   成因浅析   预测  

地质预测 篇6

关键词：煤炭；地质预测；资源规划；应用；探讨

随着社会步伐不断加快，煤炭资源的需求也日趋增加。对于煤炭资源来说，它是一种非常重要的一次性能源。在开采的过程中，合理的规划不仅可以减少煤炭资源的浪费，还能使它的利用率得到提高。同时，在对煤炭资源进行规划的过程中，煤炭地质预测被应用到其中，发挥着不可替代的作用。因此，本文作者从煤炭资源规划的角度，对煤炭地质预测在其中的应用进行了对应的分析。

一、煤炭地质预测概述

从某种意义上说，煤炭地质预测就是指以已有的地质资料为媒介，对地质理论加以合理的利用。并在此基础上，对已有煤田予以合理的扩大，推断新的煤田以及矿区远景加以预测。相应地，煤炭地质预测包含了很多方面。比如，该地区煤炭资源的存储量，含煤地区具有的地质特征。同时，在对煤炭资源进行开采的过程中，可以对这三种方法加以利用，来对煤炭地质进行预测。一是：以该地区呈现的地质条件为基础，采用简单的类比方法对煤炭地质进行预测。二是：把有关物探资料作为关键线索，来进行煤炭地质的预测。三是：对煤田形成的条件以及煤炭资源在该地区的分布规律进行探索。具体来说，从理论的角度对新的含煤地区进行分析，并加以说明。此外，对于煤炭地质预测的结果，需要用对应的煤炭地质预测图来表示。相应地，在预测图上，可以附加一些表格或文字，对相关信息进行说明。

二、在煤炭地质勘查过程中，存在的问题。

为了使煤炭资源得到更好地规划利用，需要对煤炭资源勘查的过程中出现的问题予以全面的分析。进而，为采取有效的策略来解决这些问题做好铺垫。

1、关于煤炭资源勘查工作方面，存在的问题。

首先，很多新建的煤炭开采矿井都比较大型，需要采用综合型的设备。相应地，在对煤炭矿井进行勘查的时候，相应的勘查报告根本无法满足其需求。即使采用一些特殊的方法，也只能勘查出矿井中局部的情况。其次，在进行煤炭资源勘查的时候，一些规划矿区地质勘查人员没有对煤炭资源组织的情况予以全面的勘查。最后，就含煤地区勘查的情况来看，很多地区已经很久没有进行勘查工作。同时，在煤炭资源勘查方面，也没有先进的技术予以支撑。

2、关于在对煤炭资源开发过程中，出现的问题。

第一、对于煤炭资源开发来说，煤层一般都比较厚。而那些小型的煤矿区并没有相应的地质资料。因而，在煤炭开采的过程中，并不能对煤炭资源进行有效的开发。同时，煤炭资源浪费的现象比较严重。第二、在煤炭资源开采的过程中，一些煤炭资源开发区的规模比较少，布局也很不合理。相应地，设备落以及资金不足对煤炭资源的开发都造成了阻碍。第三、在对煤炭资源开采的过程中，对环境造成了严重的破坏。比如，在煤炭开采中，经常出现泥石流、滑坡这样的地质灾害，对环境造成不同程度的破坏。又比如，在煤炭开采的过程中，不仅会对水资源造成污染，还会使地表水出现干枯的情况，造成水资源缺乏。第四、在采煤与采气方面，相关部门没有对它们进行有效的协调。进而，成为了煤炭资源开发道路上的障碍物。比如，在实际工作中，一些采气企业并没有根据自身实际情况进行登记开采，造成投入的资金不够，煤气层的开采工作进行地很缓慢。又比如，在煤炭资源与煤层气资源开采方面，出现重复进行登记的情况。进而，造成一些方面出现脱节的现象。这样不利于煤炭资源的开采，也说明对煤炭资源进行规划的重要性。

三、在煤炭资源规划方面，煤炭地质预测的运用。

想要对煤炭资源予以科学的规划，离不开煤炭地质预测的作用。当然，在新时代下，这已成为人们谈论的焦点。对于煤炭地质预测来说，可以通过这些方式在煤炭资源规划方面加以利用。

第一、在煤炭地质预测方面，预测方法以及潜在资源含量的估算方法。相应地，对于这两方面，需要进行一系列的工作。首先，关于煤炭地质预测方法。一是：煤炭地质预测人员需要对相关的资源加以收集以及恰当地利用。比如，对应煤炭资源生产矿井的信息。二是：预测人员需要对煤炭地质预测的相关专著予以仔细的查阅以及研究。并在此基础上，对煤矿区煤炭资源的分布以及存储规律进行规划，建立适宜的地质预测模型。三是：在前面两方面的基础上，对煤炭资源的潜在存储地方进行进一步的预测。四是：地质勘测人员需要对这些潜在的煤炭资源采用合适的方法来进行估算。同时，根据估算的结果，来进行相应的分类。五是：需要对煤炭资源预测区域的地质构造加以分析。比如，在地质层中，含煤层是否具有其稳定性，在对该地区煤炭资源进行开发的时候，需要具备怎样的开采条件。其次，关于潜在资源量的估算方法。对于这方面，煤炭资源含量估算要在对应的资源评价图上面才能进行。同时，对于各个含煤段落潜在的煤炭资源，需要以煤炭资源所处块段面积以及含有煤炭资源的多少为基础，运用具体的公式来进行估算。第二、在煤炭资源规划方面，以煤炭地质预测的可信度基础，是否具有煤炭资源进行这几个不同级别的划分。即可靠等级、可能含有煤炭资源的等级以及只属于推断的含煤等级。第三、对于煤炭地质预测来说，它可以对煤炭资源潜在的含有量予以概略技术经济方面的评价。在这方面，需要对潜在煤炭资源进行全面的认识。比如，潜在煤炭资源地区需要具备怎样的开采技术条件。在再此基础上，对预测含煤区进行概略技术经济评价。同时，它主要包括了这几个方面的评价。首先，是那些潜在经济的资源量。在这方面，不仅预测地区的含煤的可能性很大，而且具有良好的外部条件，煤炭资源的质量也很不错。其次，关于边界地方经济的资源量。含煤的等级主要在可靠与推断方面。在煤炭资源开采方面，依然具有相应的优势。最后，关于潜在次边界经济的资源量。对于这方面，不仅煤炭资源的含量比较少，也不具有一定的开采条件。除了上面这些以外，还有一些其它方面的运用。比如，煤炭地质勘测人员需要对那些预测的潜在煤炭资源含量进行相应的统计，做好煤炭资源的规划工作，为接下来的开采做好铺垫。

总之，在煤炭资源规划方面，煤炭地质预测发挥着举足轻重的作用。虽然我国煤炭资源在开采方面，还处于不断完善的阶段，但就煤炭地质预测的现状来看，它依然具有很好的发展前景。相应地，煤炭地质预测能够使有限的煤炭资源得到科学合理的规划，更好地运用到生活中的各个方面，使它的作用得到更好地发挥。此外，它能够使我国煤炭资源的开采更加规范化，减少开采过程中对煤炭资源造成的浪费。进而，使煤炭开采企业减少成本的支出，提高经济效益。最后，作者希望本文在丰富广大读者朋友们内心世界的同时，也能唤起他们对此的思考与展望。

参考文献：

[1]王爱.煤田地质预测研究及存在的问题探讨[J].内蒙古煤炭经济，2012，11：40-41.

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[5]胥哲，张艳秋.我国煤炭资源勘查新进展与发展方向[J].科技创新导报，2013，01：33-34.

郭家沟遥感地质特征及找矿预测 篇7

关键词：铜镍硫化物,遥感地质特征,找矿预测

近年来在中条山铜矿区开展新的找矿研究和勘探是一项重要而迫切的任务, 主要因为随着中条山矿藏储量的减少及国家建设快速发展的需要, 二者之间的矛盾已逐步显现出来, 仅依靠常规找矿方法难以取得突破, 因此本文以遥感解译为主要手段, 辅以地质、化探等常规方法对中条山开展研究, 以期达到成矿远景区的目的。郭家沟研究区位于太古代活动大陆边缘, 为构造、岩浆、热液活动频繁、强烈的成矿条件优越地质异常区, 以往发现了如胡家峪、篦子沟、铜矿峪等大型铜矿床及许多金属矿点, 因此该区域始终是寻找大型金属矿床之首选地段。本文在对郭家沟开展遥感图像应用处理及综合解译分析的基础上, 提出了该区环形构造信息与矿化蚀变信息具有一定的找矿意义, 为下一步开展工作提供了一定的依据。

1 研究区概况

1.1 地层

区域出露地层自老至新有太古代涑水群、晚太古界绛县群;早元古界中条群、担山石群;中元古界西阳河群及新生界上第三系、第四系地层。绛县群与中条群、中条群与担山石群之间呈构造不整合接触, 担山石群与西阳河群呈断层接触关系。

1.2 构造

该区以上窑—李家庄—上交—石羊山一线之中条期剥离断层及朱家庄—工人村一线之莫峪沟—架桑大断裂为界, 自西向东该区依次划分为:太古代—早元古带片麻理复式单斜构造带、早元古代多期变形变质褶皱带、低缓角度单斜构造带等三个构造带。

1.3 岩浆岩

自太古代—早元古带涑水期至中生代燕山期均有分布。尤其涑水期及绛县期岩浆活动强烈, 分布广泛。区内铜、铁等多种金属矿产的形成多与不同期次岩浆侵入、火山活动关系密切。

2 遥感图像处理

2.1 环形构造

环形构造多是地球内部热源活动形迹在地壳中的总体表现, 它与热液成矿密切相关。与矿床有关的环形影像时常成群或成串出现, 并具有一定的组合特征, 环的形态往往是多层的同心环或偏心环 (赵英时, 2003) 。此外, 环形构造出现的部位多与线性构造有关, 尤其是山区更为密切, 环形构造往往分布于由大型断裂带构成的线性构造的旁侧, 或在两组及两组以上的线性构造的交叉点上;或在两组线性构造的交角部位;而孤立的环形影像是很少见的 (刘燕君, 1991) 。岩浆活动与地质构造密切伴生。二者不同的组合, 构成的环形影像有以下几种:1) 火山口、破火山口与次火山岩分布地区的环形影像;2) 与火山—侵入构造有关的环形影像;3) 与断裂—侵入构造有关的环形影像;4) 与隐伏的侵入体或构造控制有关的环形影像;5) 与侵入体岩块隆起有关的环形影像。

环的大小可以分为六级 (见表1) , Ⅰ级为洲际大环, 目前研究还未得出与矿产分布的关系。Ⅱ级与Ⅲ级为区域性大环, 可以定义为“成矿省”或“成矿区”。Ⅳ级环多与成矿带有关。而Ⅴ级与Ⅵ级环则具体控制矿区。成矿远景区的预测则应多注意Ⅵ级环。实际上Ⅴ级与Ⅵ级环对找矿的意义更为重要。

本次工作环形构造信息的提取主要以Matlab软件为平台, 通过编程实现自动化提取, 实现方法为Hough变换法提取边缘与环形构造。自动化提取技术的优点在于模拟专家提取线性体机制, 最大程度的保留遥感信息, 快速自动地实现影像信息的提取[9]。

本次提取的环形构造大部分呈北东向展布于研究区内基性—超基性岩体群分布区, 该岩体群呈楔形、条带状、不规则椭圆状包裹于绛县期横岭关变二长花岗岩内, 并为6条NNE或NE向规模不等的中条期变辉长岩贯入或切穿, 规模较大 (长度大于5 km) 的晋宁期辉绿岩脉亦切穿该变基性杂岩及中条期变辉长岩中部与东南部地区, 另一部分环形构造的中心线与研究区东南部的北东走向的韧性剪切带基本一致, 表明环形构造与韧性剪切带存在一定的相关性。众所周知, 切穿地壳或岩石圈深入地壳下部或上地幔的深大断裂, 最有利于基性—超基性岩浆活动, 次级构造则控制上升岩浆的定位和分异 (王润民, 1987) 。本次提取的环形构造的直径为0.5 km~1.9 km, 属于Ⅵ级环形构造, 前已叙述, Ⅵ级环形构造对于成矿远景区的预测有很好的指导意义, 故郭家沟研究区的环形构造对于找矿意义重大。

2.2 蚀变信息提取

蚀变信息提取是遥感地质研究的一个重点领域, 目前蚀变信息提取最成熟的方法为Crosta法, 即利用ETM数据的1, 4, 5, 7波段组合进行K-L变换提取含羟基 (OH-) 和碳酸根 (CO32-) 的蚀变信息, 选取主成分的依据为含羟基 (OH-) 和碳酸根 (CO32-) 信息的特征矿物, 如绿泥石、绿帘石、高岭土等在ETM7波段有强烈的吸收特性, ETM5波段有强烈的反射特性, 利用这一特性提取出含有特征信息的主成分。将第四主成分取反后, 图像上最亮的部分即反映蚀变信息。研究表明, 研究区矿化蚀变信息主要分布于研究区东南角与研究区南部, 研究区南部地区主体为横岭关变二长花岗岩, 引起大面积蚀变原因尚不得知, 研究区东南角出现一条走向北东向的蚀变异常带, 且与北东走向的变辉长岩吻合度极高, 另有少量蚀变异常分布于绛县群平头岭组与铜凹组内, 经野外验证, 变辉长岩带附近地表出露岩体普遍发育绿帘石化、绿泥石化、高岭土化, 表明蚀变信息提取结果的可靠性。

3 多元信息综合分析

3.1 遥感与化探信息分析

遥感与化探数据的融合是为了同时发挥各自优势, 做到优势互补 (朱亮璞, 1994) 。本次研究选取研究区铜、钴、镍三个元素的地球化学异常与遥感信息进行综合分析。

3.2 成矿远景区分析

依据遥感、地质、化探综合异常信息, 本文圈出三个成矿远景区Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ。

1) 成矿远景区Ⅰ。成矿远景区Ⅰ位于研究区中部, 基性岩—超基性岩广泛分布于该区, NNE或NE向规模不等的中条期变辉长岩贯入或切穿, 规模较大 (长度大于5 km) 的晋宁期辉绿岩脉亦切穿该区, 显示该区次级断裂较发育且岩浆活动频繁。研究区50%的环形构造集中于该区, 环形构造呈现大环扣小环、环环相扣的特征, 环形构造表明了岩浆的侵入活动, 也表明了有利的构造环境 (如断裂) , 有利于岩浆的侵入。线性构造和环形构造的密集分布, 说明工作区构造活动剧烈、岩浆活动频繁, 这是非常有利的成矿、控矿区 (杨自安等, 2004) 。线性和环形构造对内外生矿床起着重要的控制作用, 我国内生矿床70%以上分布在环形构造的边部, 特别是环形和线性构造的交汇地带 (范永香和阳正熙, 2005) 。元素地球化学异常可以反映表部蚀变或某些矿化现象, 该区呈现明显的Co, Ni化探异常, 化探异常与基性—超基性岩体分布有很好的吻合度, 其原因可能为岩浆活动导致了元素的富集。综上所述, 遥感、地质、化探异常均显示该区岩浆活动频繁, 具有非常大的找矿潜力。

2) 成矿远景区Ⅱ。成矿远景区Ⅱ主体位于研究区东南角绛县群和中条群地层内, 区内存在一条北东向的基性岩带, 定名为变辉长岩, 野外查证岩体内并未发现明显的铜、钴、镍矿化现象, 但岩体周围普遍发育有绿帘石、绿泥石、高岭土等。该区绛县群铜凹组与平头岭组内呈现明显的铜异常, 研究区内最大的环形构造 (1.9 km) 分布于该区, 表明该区也可能存在一定的岩浆活动。区内存在一条北东走向的韧性剪切带, 线性构造与环形构造的交叉点附近如果存在较高的化探异常, 则该区往往成为找矿的有利位置, 因此该区也存在一定的找矿潜力。

3) 成矿远景区Ⅲ。成矿远景区Ⅲ位于研究区南部, 主体岩性为涑水期变基性杂岩与绛县期横岭关变长花岗岩, 该区内存在大面积遥感蚀变信息, 由于没有进行野外查证, 故造成蚀变信息的原因尚不明确, 但韧性剪切带仍分布于该区, 环形构造和线性构造交叉分布, 环形构造交叉点附近存在钴、镍化探异常叠合点, 最南部同样存在钴、镍化探异常重合点, 且与遥感蚀变异常吻合度较高, 所以该区可以作为备选的找矿远景区。

4 结论与存在的问题

4.1 结论

本文以遥感数据处理为核心, 通过对研究区遥感、地质、化探等异常的综合分析, 对郭家沟研究区进行了成矿远景区的预测, 圈定三个成矿远景区, 并得出以下结论:1) 研究区该矿化变超基性岩体规模较大, 后期岩浆活动频繁、强烈, 加之地表磁铁矿化普遍, 局部地段可见到浸染状辉铜矿、黄铁矿、黄铜矿等, 据此判定该区有巨大的成矿潜力。2) 本次研究所提取的环形构造直径约为0.5 km~1.9 km, 遥感影像的环形构造解译效果非常显著, 前已叙述环形构造信息与成矿具有非常密切的内在成因, 大多矿点均落在环形构造区域内, 并且许多已知矿点与小型环形构造关系显得更为密切, 尤其是小型环形构造的边缘部位, 因此对于本研究区三个成矿远景区将是今后找矿勘探的重点区域。

4.2 存在的问题

1) 环形构造作为一种遥感信息, 其在野外实地踏勘中很难被发现证实, 故所提取的环形构造不可避免的会存在一些与内生矿床无关的环形构造。

2) 在对研究区进行线性构造信息提取时, 发现存在数量巨大的线性构造, 由于无法进行查证, 故本文研究中舍弃对线性构造的研究, 只对研究区东南角的韧性剪切带进行了分析。

参考文献

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[8]赵英时.遥感应用分析原理与方法[M].北京:科学出版社, 2003.

地质预测 篇8

三维浅层地质灾害分析可以解释、分析深层的自然地质灾害, 尤其是深部断层、深层古河道、深层高压水流、深层高压气等灾害, 同时可以根据三维资料的时深转换可以对整个区域的海水水深有一个比较粗略的刻画。至于海底以下100m以内的地层, 可能存在的浅层气, 浅部断层、埋藏古河道、沉船等灾害是三维浅层地质灾害分析不出来的, 还有一个重要的一点就是深水钻井的导管喷射深度分析, 如果不做井场调查, 由于没有任何数据, 只能参考邻近井的数据;利用三维数据分析也难以识别海底的人为目标, 如海管、电缆、井口、沉船等目标。井场调查与三维浅层地质灾害分析不能互相代替, 为进一步评价浅层地质灾害的风险, 亟需开展井场调查。

1井场调查作业方法

目前深水井场调查, 国际上多采用三种系统:深拖 (deep tow) 系统、遥控水下机器人 (ROV) 系统和自主水下机器人 (AUV) 系统。对比深拖系统、R O V和A U V三种设备中, 前两者具有可进行实时数据传输、实时控制、没有动力限制等优点, 但是需配备大型绞车、工作速度较慢、技术要求高和操作的灵活性不够。后者作业因没有拖缆的约束而范围较大, 工作更加灵活、方便。

2 井场调查作业流程

本次调查野外作业分三个阶段实施, 第一阶段为踏勘调查进行多波束水深测量;第二阶段为深拖调查 (包括水深、地貌和浅地层剖面调查) ;第三阶段为重力取样/箱式取样作业。

第一阶段:踏勘调查。此阶段主要对预定井场周围的水深情况进行调查, 主要目的是获取预定井场周围一定范围内的水深变化趋势, 为下一步的深拖调查和海底表层取样提供依据。

第二阶段:深拖调查。多波束水深测量、地貌调查、浅地层剖面 (0~30m) 调查均搭载在深拖系统内一次性完成;深拖调查时速度保持在1.5kn~3kn, 深拖高度保持在海底以上70~100m。调查项目包括:多波束水深测量、地貌调查和浅地层剖面 (0~30m) 调查。

第三阶段:海底表层取样。为了海底浅层土取样, 可使用一个6m长的重力取样器。当重力取样不理想的时候, 可使用箱式取样器。

3应对浅层地质灾害的措施

若钻井过程遇到浅层气时, 使得综合录井仪上显示的出口泥浆的气测值就有以下的变化:出口的电阻率增大, 气测值增大, 出口流量增加;若是钻遇浅层流时, 综合录井仪上变化为电阻率减小, 出口流量增加。

在钻井的过程中应加强浅层地质灾害的监测, 针对目标井, 可对潜在的深水钻井浅层地质灾害用以下几种方法进行监测。

(1) 钻井之前需通过对地层进行二维或三维地震勘探以确认其性质, 处理地震数据后判断潜在的深水钻井浅层地质灾害的危险区。

(2) 调研目标井附近已钻井的多方位随钻测量数据, 通过对地层层位及结构的比对, 借鉴附近已钻井的资料, 详细地分析待钻区域是否会存在钻井浅层地质灾害。

(3) 可先钻一口领眼来评估施工区域是否存在钻井浅层地质灾害。

(4) 利用水下机器人ROV监测海底井口的状况。

(5) 对于监测已安装隔水管后存在的闭路循环的浅层地质灾害, 可用随钻录井仪和环空随钻压力测量仪 (Gamma曲线、气测以及电阻率) 等工具作为监测手段。钻井过程中, 密切关注MWD/LWD所测量的ECD值的变化趋势, 若ECD变小, 则可能是在该过程遇到浅层气或浅层水流 (由于浅层气或浅层水流使得环空返速增加, 故ECD降低) 。若钻井过程遇到浅层气时, 使得综合录井仪上显示的出口泥浆的气测值就有以下的变化:出口的电阻率增大, 气测值增大, 出口流量增加;若是钻遇浅层流时, 综合录井仪上变化为电阻率减小, 出口流量增加。

(6) 密切关注计量罐液面变化情况, 如钻进过程中液面非正常上升, 则可能钻遇浅层水。

(7) 在海底浅层钻井阶段, 接单根检查溢流, 如果有溢流发生, 可能钻遇浅层水或浅层气。

4 建议

海底调查中重力取样是获取海底土质参数的最直接有效的途径, 准确的土质参数是深水表层导管入泥深度设计和锚泊分析的关键。

浅层地质灾害是深水钻井面临的风险之一。借助井场调查, 可以有效解决三维浅层地质灾害无法辨析海底以下100m以内的地层浅层地质灾害的难题, 对于保证深水作业安全具有重要意义。

地质预测 篇9

煤层瓦斯含量预测不仅是矿井瓦斯基础参数测定的基本内容, 也是瓦斯地质研究的重要方面。煤层瓦斯含量的主要方式是通过地勘期间和生产期间实测, 如果仅以单一的某一阶段的测量值进行煤层瓦斯含量预测工作, 显然具有一定的局限性。为解决此问题, 本文结合王坡煤矿瓦斯地质特点, 在分析瓦斯地质条件的基础上, 结合地勘期间钻孔资料和采掘区煤层瓦斯含量实测结果, 对3号煤层瓦斯含量进行了分析预测。

2 矿井概况

王坡煤矿生产能力3.0Mt/a, 井田面积25.3652km2, 现主采3#煤层, 煤层厚4.10m~6.70m, 平均厚5.76m, 含矸0~2层, 矸石厚0.02m~0.90m, 煤层结构简单, 为全区稳定可采煤层。开拓方式采用斜井开拓, 煤层划分为两个水平开拓, 3号煤层为一水平, 水平标高为+690m;矿井有1个综采工作面, 3个综掘工作面, 采用综采放顶煤开采工艺, 全部垮落法管理顶板。井田内褶曲宽缓, 现发现存有1条正断层和12个陷落柱构造, 未见岩浆岩侵入, 井田总体构造属简单类型。

井田内施工的17个钻孔所揭露的主要可采煤层均采取了瓦斯样, 其中3号煤层17个, 测试结果见表1。

井田内3号煤层瓦斯成分均以甲烷和氮气为主, 其次为二氧化碳, 瓦斯分带均为氮气~甲烷带及甲烷带, 历年矿井瓦斯等级鉴定均为高瓦斯矿井。

3 钻孔瓦斯含量修正

3 号煤层瓦斯含量测定结果见表2, 其包括的参数有各钻孔埋藏深度 (H) 、煤层上覆基岩厚度 (P) 、煤层倾角 (α) 、煤层厚度 (m) 、水分 (M) 、灰分 (A) 以及根据3号煤层灰分及水分值换算的原煤瓦斯含量。

国内理论研究及实践均证明, 矿井瓦斯含量测定中, 地勘测试结果一般偏小, 但它控制范围较大, 可反映整个矿井的瓦斯赋存趋势;井下实测结果相对准确, 但反映的只是测试范围的局部情况, 因此需要以地勘测试结果为基础、井下实测结果为依据, 根据井下实测结果对地勘测定结果进行修正。根据矿井地勘报告及参数测定报告, ZK3-2与井下实测点的埋深与位置均相近, 将井下实测煤层瓦斯含量与地勘钻孔测定煤层瓦斯含量比较, 确定其修正系数为K=2.14, 计算结果见表3。

考虑到地勘钻孔测定存在一些偶然性误差, 因此, 在煤层地质构造及赋存条件无较大变化情况下, 综合分析, 对少数测定数据明显不符合瓦斯带赋存趋势的测点进行剔除;另外对于煤层瓦斯含量明显小于残存量和大于吸附常数的测点也剔除, 经筛选后的数据见表4。

4 地质因素对瓦斯含量分布的Á影响分析

为研究各主要地质因素与瓦斯含量分布的影响, 以修正筛选后的地勘期间3号煤层5个钻孔和井下实测的4个钻孔的瓦斯含量值作因变量 (W) , 其余各项参数分别作自变量进行回归分析, 回归分析结果见表5。

5 瓦斯赋存规律模型确定

根据线性回归分析表, 选取相关性系数较大的地质要素数据为基础, 利用DPS软件进行线性回归分析得出, 瓦斯赋存规律的数学表达式为:

Q=-1.989+1.243H+1.022P-0.245α

利用该模型计算煤层瓦斯含量相关系数R2=0.784, 回归方程中各自变量对因变量的相关系数分别为:R12=0.728, R22=0.561, R32=0.368, 由此可见, 上述地质因素可以很好的反映煤层瓦斯赋存规律。按该数学模型绘制了3号煤层瓦斯含量等值线图, 如图1所示。该图较好地反映了煤层瓦斯的赋存规律, 与瓦斯地质定性分析的主要结论相一致。

6 结束语

6.1 煤层瓦斯含量的测定为瓦斯治理工作提供了基础数据, 其准确性直接影响瓦斯灾害预测及防治工作的效果, 如果仅以单一的某一阶段的测量值进行煤层瓦斯含量预测工作, 预测结果具有局限性, 通过结合井下实测钻孔数据对地勘钻孔瓦斯含量进行修正, 为瓦斯含量预测工作提供了准确可靠的基础数据。

6.2借助线性回归分析确定了各矿井地质要素对煤层瓦斯含量的影响程度, 其中煤层埋深、上覆基岩厚度、煤层倾角与煤层瓦斯含量的相关性较大;煤层厚度、水分、灰分与之相关性较小。

6.3 选取相关性较大的地质要素作为自变量, 初步建立了王坡煤矿3号煤层的瓦斯赋存规律模型。

6.4 以修正后的地勘钻孔瓦斯含量和井下实测的瓦斯含量为基础, 结合数学模型, 绘制了井田范围内3号煤层的瓦斯含量等值线图, 较好地反映了煤层瓦斯的赋存规律, 对瓦斯治理工作具有较强的指导意义。

摘要：利用井下实测钻孔瓦斯含量对地勘钻孔瓦斯含量进行修正, 通过线性分析确定了影响煤层瓦斯含量的地质要素, 建立了适合矿井测试煤层的瓦斯赋存规律模型, 结合瓦斯含量与数学模型绘制了煤层瓦斯等值线图, 对瓦斯治理工作具有指导作用。

关键词：瓦斯含量预测,地质要素,线性分析,瓦斯赋存规律

参考文献

[1]汤友谊, 王言剑.煤层瓦斯含量预测方法研究[J].焦作工学院学报, 1997, 16 (2) :68-72.

[2]吴铁军.古汉山矿瓦斯含量分布规律探讨[J]煤矿安全, 1999, 30 (12) :37-38.

[3]徐平, 张子戌, 等.新汶矿区协庄矿11#煤层瓦斯含量预测[J]矿业安全与环保, 2003, 30 (1) :15-16.

地质预测 篇10

关键词：岫岩,地质背景,成矿预测

1 地质背景

席大岭区位于辽东裂谷中部, 营口-宽甸古隆起南翼, 隈子-岫岩东山-草河口断裂东南侧、庄河-凤城断裂北西侧, 属于东西向构造与北东向构造交接复合部位, 前震旦系基底构造基本以东西向为主, 燕山期北东向构造线迭加复杂了原有的构造面貌, 沿北东向构造带沉积的陆相火山岩盆地展布在区域的东南部哨子河流域。燕山期花岗岩出露在工作区的北西部, 派生的闪长岩、闪长玢岩、煌斑岩等多呈北东向展布, 少量呈北西、东西向展布, 并常与含金石英脉相伴产出。

1.1 地层

区域出露地层有元古代混合岩、元古代辽河群变质岩和中生代安山岩, 大面积出露的辽河群变质岩, 为裂谷早期形成的下部碎屑岩和火山碎屑岩建造、中部碳酸盐岩建造、上部火山碎屑岩建造, 分别是铜钴、铅锌、金银的矿源层, 它们奠定了金、银、铅、锌、铜、钴矿床形成的物质基础。

1.2 构造

区域地质构造复杂。断裂构造较发育, 形成以北东向、北西向和近东西向断裂构造为主的断裂构造格架。北东向较大的二组断裂构造为隈子~岫岩东山~草河口深大断裂、庄河~凤城深大断裂;区内发育的北东向、北西向和近东西向的断裂构造, 是属于北东向深大断裂的次一级断裂构造。区域断裂构造为铅锌多金属矿床的形成提供了运移通道和储矿空间, 控制了金、银、铅锌、铜等矿床的产出。

1.3 岩浆活动

区域岩浆活动极其强烈, 大面积出露燕山期花岗岩、花岗闪长岩、印支期二长花岗岩, 还有零星分布的燕辽早期花岗闪长岩及印支晚期伟晶岩。

1.4 区域矿产

区域上工作区北西部有岫岩铅锌金矿床, 西部有猫岭金矿, 南西部有隈子金矿床, 北部有青城子铅锌矿床、白云金矿床, 东部有五龙金矿等, 本区具有与区域大中型金矿床相似地层、构造、岩浆活动成矿条件, 成矿地质背景十分优良。

2 地质特征

席大岭区位于北东向隈子-岫岩东山-草河口深大断裂、庄河-凤城深大断裂的夹持地段。区内构造发育, 岩浆活动强烈, 矿产资源丰富。

2.1 成矿地质环境

(1) 具有较好的成矿地层条件。席大岭区内出露的辽河群盖县组地层是区域重要的金、银多金属含矿层位, 林家三道沟金矿床、白云金矿床均产于该层位中。可见, 席大岭区具有良好的寻找金、银多金属矿床的地层条件。

(2) 具有优越的成矿热源条件。席大岭区东、西、北部大面积出露有燕山期花岗岩、花岗闪长岩、印支期二长花岗岩体, 小型闪长岩株在工作区北部多处出露。岩浆活动不仅为区内含矿热液的形成和运移提供了充足的热源和热动力条件, 还为金、银多金属矿床的形成提供了有利储矿空间。

综上所述, 该区是一个集“良好的含矿层位、充足的热源条件、有利的赋矿空间”为一体的优良找矿区带, 通过工作, 极可能发现规模较大的金、银多金属矿床。

2.2 化探分散流找矿信息

席大岭区以往已开展了水系沉积物测量工作, 通过资料整理分析, 水系沉积物测量工作发现4个较好的Au、As、W组合异常。

(1) 小赵家沟异常:位于岭沟乡塘岭陈家堡子-小赵家沟一带, 为Au、W组合异常。异常总体由近东西转向北西分布, 长3500-4000m, 宽500-1500m。异常浓度中心明显, Au最高含量133.5×10-9。Au、W组合异常主要分布在混合岩地层中, 经地表初步检查发现好的金矿化信息。

(2) 狍子圈异常:位于哨子河乡松树二道河子, 为Au、As组合异常。异常总体呈北东向分布, 长3000m, 宽400~700m。异常浓度中心明显, Au最高含量24.0×10-9。Au、As组合异常主要分布在盖县组地层中, 经地表初步检查该区断裂、裂岩脉发育, 见有大量石英脉转石。

(3) 席大岭异常:位于岭沟乡席大岭-洪家沟一带, 面状。为Au、W组合异常。异常总体北东向分布, 长2500m, 宽1000m。异常浓度中心不十分明显, Au最高含量5.6×10-9。Au、W组合异常主要分布在盖县组地层中, 经地表初步检查发现好的金矿化信息。

(4) 兀拉草沟异常:位于岭沟乡兀拉草沟, 规模较小。为Au、W组合异常。异常总体由近东西转向南北分布, 长1200m, 宽300m。异常浓度中心不十分明显, Au最高含量8.9×10-9。Au、W组合异常主要分布在盖县组地层中, 经地表初步检查发现好的金矿化信息。

2.3 地质予查矿化信息

我队在该区开展了地质予查工作, 经予查工作发现了较好的金矿化信息。

(1) 小赵家沟异常区内发现金矿 (化) 点2处, 一处为蚀变破碎混合花岗岩, 地表打块Au3.48×10-6-10.77×10-6, 规模、产状不清;另一处为破碎角砾状石英脉, 地表打块Au0.51×10-6, 规模、产状不清。

(2) 席大岭异常区内发现金矿 (化) 点2处, 一处为洪家沟 (席大岭北坡) 民采场, 矿体为石英脉型, 宽0.5~1.0m, 延长不清。矿体总体呈东西走向, 倾向南, 倾角近于直立。打块Au60.9×10-6。另一处位于席大岭南坡姚家沟, 为硅化破碎蚀变岩型, 走向近东西, 倾向北, 倾角45°。打块Au5.07×10-6-Au16.1×10-6。已知地表露头宽度大于0.5m, 长度大于50m, 具体规模不清。

(3) 兀拉草沟异常区内发现铁帽转石, 打块Au1.83×10-6。

(4) 区内砂金资源较丰富, 据调查:在席大岭区北部东大沟、狍子圈、南部陈家堡子、东部洪家沟等地均由当地村民开采过砂金, 最大砂金颗粒5-10g。

丰富的矿化信息, 为该区开展进一步找矿工作奠定了坚实的基础。

3 成矿预测

地质预测 篇11

关键词：水文地质特征；涌水量预测

1概述

湖北某铜矿公司拟在铜山口建立主、副竖井，主井井筒设计深度605m，副井井筒设计深度637m。为后期井筒施工地下水方案处理提供相关水文地质参数和井筒涌水量（最大涌水量、单位涌水量）数据。本文在探明铜山口铜矿主、副竖井水文地质特征基础上，决定采用抽水试验进行预测主、副竖井涌水量。

2区域水文地质

铜山口铜矿区东南部以裸露型碳酸盐岩为主，地形标高200～600m，是大气降雨的主要入渗区，也是区域岩溶地下水的主要补给区。西部和北部以岩浆岩为主，地形标高40～110m，是埋藏型和隐伏型碳酸盐岩分布区（碳酸盐岩上覆岩浆岩和第四系）。大气降水通过裸露型碳酸盐岩中的裂隙、溶沟、溶槽、落水洞、岩溶洼地等渗入后，一部分经过短暂径流以泉水形式泄出地表，一部分继续向北及北西方进入碳酸盐岩埋藏和或隐伏区，或侧向补给其它含水层。

3主、副竖井各含水层的水文地质特征

铜山口铜矿主、副竖井场地位于鄂东南低山丘陵区北部边缘，井筒地层含基岩裂隙水和岩溶裂隙水均稍具承压性，井筒中部火成岩及表部火成岩风化残积粉质粘土层为相对隔水层，构成本场地的特有水文地质特征。主、副竖井水文地质特征描述如下：

（1）表部残坡积粘土层（Q4dl+el）：表部土层由少量人工填土及坡残积粘土等组成，局部地段间夹少量已完全风化火成岩团块或球状风化体，含少量碎石，相对下层可溶岩而言，本层可视为相对隔水层。初见水位在孔深11～12m间，该层主井层底埋深18.26m，副井层底埋深21.06m。

（2）上部大理岩化白云岩（T21）：主井孔深18.10m～46.00m溶孔、小溶洞及溶蚀裂隙发育；副井孔深54.70～56.00m；56.50～57.00m；62.75～65.00m为溶洞，钻进过程中两井均不返水。该岩层在主、副井的层底埋深分别为85.76和98.90m，为主、副井中的主要含水段。水为硫酸-碳酸-钙镁型中性水，水的来源主要由大气降水补给。

（3）花岗闪长斑岩（δγπ）：本层段主井孔深98.90～110.65m；副井孔深85.76～100.60m，是主、副上下可溶巖的相对隔水层。

（4）下部大理岩化白云岩及大理岩（T21、T14 、T13）：主井孔深110.65～610.00m，副井孔深100.60～641.75m，岩体岩芯完整。其中副井在孔深156.20～224.50m穿插有蚀变花岗闪长斑岩，另主井在434.65～442.85m见构造破碎带，其角砾胶结完好，一般含微量裂隙水。故本段层可视为以含微弱基岩裂隙水及微弱岩溶裂隙水为主的含水层。

4主、副豎井涌水量预测

根据主、副竖井孔水文地质实际情况，主、副竖井工程勘察钻孔相距80米左右，拟采取互为观测孔进行单孔分段抽水试验。

考虑主、副竖井工程施工过程中，排水问题是关键，所以选择在地下水补给充沛的雨季进行。又考虑两钻孔需互为观测孔，以确定其影响半径，由此确定抽水试验时间于两孔终孔后进行。

主、副竖井抽水试验工作历时一个月左右结束，主井和副井均做全孔混合抽水和上部主要含水层段抽水，通过分析及整理各种抽水试验数据及资料，整理得表1。

抽水试验期间适逢多雨季节，因此预测的涌水量取值可作为今后主、副竖井开拓设计配置排水设备的依据。通过抽水试验及钻探工作，主、副竖井井筒掘进时穿越地层的涌水量，运用相关计算公式：Q=1.37K（2H- S）/（lgR- lgr）计算结果见表2：

最终预测主井井筒涌水量为1702.80m3/d，预测副井井筒涌水量为1945.75m3/d。5结论及建议

通过探明主、副竖井水文地质特征后进行了抽水试验，最终预测主井井筒涌水量为1702 m3/d，预测副井井筒涌水量为1945m3/d。主、副竖井局部地段岩体溶蚀裂隙发育，地下水丰富，可能会产生突水事故，如有必要，可采用高压注浆法封堵地下水，以防突水事故的发生。

井筒开挖前定量评价井筒穿过含水层的涌水量 ，对于合理确定防治水措施 ，优选施工方案是极其重要的。井筒涌水量预测的准确与否 ，直接关系到建井工期、施工安全和经济效益，所以井筒建设初期应该引起重视。

参考文献

[1]中国地质调查局主编 .《水文地质手册》（第二版）.北京：地质出版社，2012.

[2]张人权，梁杏，靳孟贵，万力，于青春.《水文地质学基础》（第六版）.北京：地质出版社，2011.

[3]国家标准.《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）.北京：中国建筑工业出版社，2009.

地质预测 篇12

一 遥感与GIS技术

遥感是一种不用接触、可以进行远距离探测的探测技术, 通常是借助传感器来对物体所散发的电磁波做出反应, 并实施分析。作为一种对地球进行观测的综合性技术, 遥感的出现, 人类为认识和探索自然的必然产物, 遥感系统主要由四部分构成:信息来源、获取、处理、应用。与其它探测技术相比, 它具有着自身鲜明的优势, 可以实现大范围的同步观测, 同时获取信息效率极高, 往往能在第一时间让人知道探测结果, 它提供的数据是富有变化的, 由于其周期、重复对同一地区进行观测, 所以可以捕捉到地球事物的变化。遥感的这些优势都使其服务于煤矿地质灾害预测工作提供了可能。

GIS全称地理信息系统, 它是借助计算机来实施对于地球相关数据的采集储存、管理分析的一种技术系统, GIS在生活中有着广泛的应用, 比如科学调查、路线规划、资源管理等等, 它具有着超强的对空间的分析能力, 且能及时提供对地球的动态预测结果, 当然这一切的成功实施, 技术人员的熟练操作必不可少。

二 遥感、GIS预测煤矿地质灾害的方法

地质灾害的引发原因有二, 一者主要是人为的不恰当的活动, 再者就是自然原因。地质灾害有很多种, 比如滑坡、泥石流、地震等等。一般而言, 相比于其他地区, 煤矿地区地质灾害发生的更为频繁, 诸如地面裂缝、山体滑坡在煤矿地区时有发生。近年来, 由于煤矿地区事故频发, 所以国家对煤矿这一产业政策做了不断的调整, 一定程度上规范了煤矿作业, 但是丰富的煤矿资源必将带来高强度的开采, 很多地方存在着乱挖现象, 采煤区呈现点多面广、规模大的特点, 一些采煤区出现大片采空区, 如果遇到强大暴雨冲蚀, 就会导致塌陷, 给周围居民带来人身财产威胁。

煤矿地区的安全不仅仅关乎整个煤矿企业的利益, 更关系到周围居民的安全, 因此必须重视对于煤矿地质灾害的预测, 以便在造成重大事故损失前进行有效预防与治理, 防患于未然。煤矿地质灾害的预测可以从这两方面入手, 首先在以往地质灾害相关资料的基础上, 有针对的对一些无法避免的灾害做一些固定预防措施。具体说来, 对于矿区的地质灾害预测和预报, 可分为两层, 其一是对矿区的危险程度实施区分, 就是预测一下地质灾害发生有多大可能, 并根据可能造成损失的程度的不同进行划分;其二是做好灾前的预报工作, 给予人们以警示。分析二者我们可以发现, 对矿区危险程度进行划分实际上给煤矿开采提供了规划依据, 而对灾害的预报同时也可以起到对矿区具体工作的监测作用。这些都可以借助遥感、GIS技术来实现。首先是采用遥感这种技术, 调查矿区的地质灾害情况, 从而确定其发育程度和空间分布;然后运用GIS技术, 综合分析遥感勘探资料和统计资料, 及时且准确地预报可能发生的地质灾害。

(一) 遥感预测原理

借助遥感, 我们可以实现远程、无接触的对地面的观测, 这就给煤矿区地质监测提供了便利, 遥感技术能够给我们提供地质方面的各种数据, 通过对遥感影像的分析, 可以获取丰富的信息。例如, 地表水体, 地面塌陷、矸石山、溶洞的分布, 地貌单元的类型, 等等。

(二) GIS预测原理

GIS是这几年来发展比较迅速且日渐成熟的一种技术, 相比于传统的地质考察, 它具备着更高效的组织形式和更全面的数据信息, 除此之外, 它能够借助计算机强大的计算功能实现对数据分析与整合, 煤矿地质灾害发生的原因有很多种, 不仅有地质自身不稳定因素, 还有采煤区作业不科学因素, 且级数不定, 时间不定, 空间不定, 借助GIS技术可以有条理的把这些相关因素的信息进行存储, 组合, 继而构建煤矿地质灾害预测模型, 其原理如下图所示。

三 遥感、GIS预测地质灾害的过程

遥感和GIS技术在矿区地质灾害的预测中, 首先需要进行的工作是解译遥感图像, 通过遥感获取的资料这时候还不成系统, 所以需要对数据实施预处理, 分析处理后的信息, 我们可以大致掌握矿区的地质状况, 并结合已往发生过的地质灾害, 完成对地质灾害影响因素、形成机理的一个系统认识。

比如, 对于在华北地区的煤矿而言, 底板突水是其主要的地质灾害, 由多年的煤矿开采的实践可知, 导致矿区地质灾害发生的主要因素是地质的构造、隔水层厚度、含水层的富水性和水压力等。 (1) 岩溶地质会促进突水状况发生, 在华北的部分地区分布着一些溶洞, 这些溶洞中, 通常都有丰富的岩溶水, 采掘煤矿的过程中, 如果挖通了这个水源, 就会招致突水。 (2) 断裂的地质构造会促进突水状况发生, 这一方面是由于断层打破了隔水层固有稳定性, 另一方面断层和它周围的岩层都十分破碎, 这种破碎带一般都含水或者是与地表水、含水层相通。 (3) 高水压带来的突水状况。在华北地区煤矿挖掘过程中, 很多时候承压水都都对煤层底板施加有一定的压力, 在开采过程中, 稍有不慎, 就会因压力过大, 导致地质层出现导水裂隙, 这时候承压水就会顺势往上突水, 迅速而直接的涌入采煤区, 水深也相当可观。 (4) 隔水层能够有效防止突水事件的发生, 对地板突水起到一定的抑制作用, 据考察, 我国很多发生突水状况的煤矿区隔水层的厚度都相对比较薄, 多在40m以下, 由此可见, 倘使隔水层有一定的厚度, 那么就可以大大减少突水地质灾害的发生。总而言之, 地板突水地质灾害的发生原因是多方面的, 溶洞中富含着的丰富的岩溶水是其水源, 水压实际上与隔水层厚度互相影响互相制约, 当它们之间达不到有机平衡, 就会有突水状况发生, 断裂的构造是进行煤矿开采之前所必须重视的一种地质面貌, 在它周围必定是有连通着的水源。

对于华北地区比较典型的地板突水地质灾害做了一个详尽的分析了解后, 我们不难发现, 煤矿地区的灾害与其它地质灾害更为严重, 追究其发生原因, 可以看见煤矿自身也有着很大的问题, 在本文里, 我们对于与地质灾害的有关因素做了一个量化, 把量化的指标交由遥感预测, 如此, 便形成了一个层次, 具体的层次重要性有所不同, 借助这个层次我们可以掌握伴随着各个因素而来的图层配准、空间分析、初始计算等问题, 在获取结果后, 与以往已有的煤矿地质灾害资料做一个对比, 从而确定预测模型。

四 结语

总而言之, 在煤矿区, 向地面坍陷、地板吐水等地质情况屡见不鲜, 因此对煤矿地质灾害做好准确预测具有着十分积极的意义, 考虑到矿井区地质条件比较复杂且多存在不规则作业, 因而想要做好预测工作必须重视一下几点:第一, 注重矿区地质灾害研究系统性;第二, 预测要具备及时有效性;第三, 对于不同来源的数据要进行全面比较分析。在煤矿地质灾害预测过程中, 可以充分借助遥感、GIS以实现对多种渠道信息的综合利用, 同时保证消息的时效性, 准确率, 为预测工作的安排提供参考依据。对造成灾害的各种因素及成灾机理认识是否充分对基于遥感、GIS技术的煤矿地质灾害预测的精准度有着直接而深远的影响。

参考文献

[1]乔彦肖, 李密文, 张维宸.基于遥感技术支持的地质灾害及孕灾环境综合评价[J].中国地质灾害与防治学报.2002 (04) :85-89.