矿井地质手册 地球物理卷PDF电子书下载

0 矿井地球物理勘探总论 1

0.1 术语定义 1

0.2 矿井地球物理勘探概述 1

0.2.1 矿井物探 1

0.2.2 矿井物探主要类型及应用 6

0.3 综合物探 10

0.3.1 综合物探 10

0.3.2 综合物探的搭配原则 11

0.3.3 综合物探的设计和技术要求 12

0.3.4 资料的综合分析 13

第一篇 煤田高分辨地震勘探 17

1 地震勘探概述 17

1.1 术语定义 17

1.2 地震勘探简介 18

1.2.1 地震勘探方法 18

1.2.2 地震勘探中的主要矛盾 18

1.2.3 地震勘探的发展 19

1.2.4 国内地震勘探概况 19

1.2.5 地震勘探的前提及相关的波 20

1.2.6 地震勘探的工作阶段 20

1.3 地震勘探方法分类 21

1.3.1 按激发、接收方式分类 21

1.3.2 按波的类型分类 22

1.4 几何地震学与波动地震学 23

1.4.1 地震波的运动学与几何地震学 23

1.4.2 物理地震学与波动地震学 27

1.4.3 几何地震学与波动地震学的关系 29

1.5 地震波的频谱 29

1.5.1 频谱分析 29

1.5.2 地震波的频谱特征 30

1.5.3 采样定理 30

1.5.4 数字滤波 31

1.6 分辨率与信噪比 31

1.6.1 地震波的分辨率 31

1.6.2 高分辨率地震勘探的特点与现状 38

1.6.3 高分辨率地震勘探能解决的矿井地质问题 39

1.6.4 干扰波及其对勘探效果的影响 39

2 煤田高分辨地震勘探的数据采集 44

2.1 术语定义 44

2.2 试验工作 44

2.2.1 试验工作的基本原则 44

2.2.2 干扰波调查 45

2.2.3 激发方式试验 45

2.2.4 接收方式试验 45

2.2.5 仪器因素 45

2.3 测线布置 46

2.3.1 测线布置的原则 46

2.3.2 勘探阶段与测网 47

2.4 观测系统 48

2.4.1 观测系统分类 48

2.4.2 观测系统选择步骤 49

2.4.3 观测系统参数的选择 49

2.4.4 三维束状观测系统的演变 52

2.4.5 特殊观测系统 54

2.5 地震波的接收 55

2.5.1 接收设备 55

2.5.2 接收参数的选择 57

2.5.3 组合 58

2.5.4 检波器的埋置 59

2.6 地震波的激发 59

2.6.1 震源类型 59

2.6.2 井深、药量 59

2.6.3 激发方向 61

2.7 地震波速度的测定 61

2.7.1 地震测井（积分测井或声测井） 62

2.7.2 微分地层测井（连续速度测井或声测井） 62

2.7.3 微地震测井 62

2.7.4 折射波法（小折射） 62

2.8 野外资料的验收 63

2.8.1 资料整理 63

2.8.2 资料验收 63

2.8.3 原始质量要求 64

2.8.4 原始资料的评价 64

3 煤田高分辨地震勘探数据处理 65

3.1 术语定义 65

3.2 基本要求与主要措施 65

3.3 关键模块 66

3.3.1 空间属性 69

3.3.2 静校正 69

3.3.3 滤波 71

3.3.4 反褶积 71

3.3.5 叠加 72

3.3.6 偏移 77

3.4 基础处理参考流程 82

3.4.1 参考流程 82

3.4.2 几点说明 83

3.4.3 处理成果的评价 83

4 煤田高分辨地震勘探资料解释 84

4.1 术语定义 84

4.2 地震剖面的对比解释 84

4.2.1 地震反射波与地层 84

4.2.2 地震资料与地质体 85

4.2.3 地震波的对比原则及方法 86

4.2.4 叠加剖面上特殊波的标志 87

4.2.5 测线方向与地层倾角 90

4.3 地震资料的构造解释 90

4.3.1 断层的解释 90

4.3.2 褶曲的解释 92

4.3.3 陷落柱的解释 92

4.4 时深转换 96

4.4.1 时深转换速度参数 96

4.4.2 速度分析 97

4.4.3 时深转换 98

4.5 薄层反射与煤层解释 98

4.5.1 薄层反射模型 98

4.5.2 单一煤层的反射 100

4.5.3 薄层反射振幅利用 100

4.5.4 煤层解释 101

4.6 地震资料解释的误区 108

4.7 图件制作 110

4.7.1 t0图件的制作 110

4.7.2 构造图件的制作 111

4.7.3 地震地质剖面的制作 111

4.8 目标处理技术 111

4.8.1 相干／方差体技术 111

4.8.2 正演 115

4.8.3 约束反演 119

4.8.4 零炮检距剖面多项式拟合 122

4.8.5 小波变换 123

4.8.6 AVO 126

5 其他方法 127

5.1 术语定义 127

5.2 折射波法 127

5.3 微动监测 128

5.4 VSP地震观测 128

5.5 多波及多分量地震勘探 129

第二篇 矿井地震勘探 133

6 槽波勘探 133

6.1 术语定义 133

6.2 槽波勘探的基本概念 133

6.2.1 基本原理 133

6.2.2 槽波地震勘探仪器 135

6.2.3 槽波地震勘探方法分类 136

6.3 槽波地震勘探工作方法 137

6.3.1 巷道中槽波地震法观测系统 137

6.3.2 施工方法 138

6.4 槽波地震勘探资料的数据处理与解释 139

6.4.1 数据处理 139

6.4.2 资料解释 141

7 瑞利波探测 145

7.1 术语定义 145

7.2 瑞利波探查的基本概念 145

7.2.1 基本原理 145

7.2.2 仪器设备 146

7.3 工作方法 149

7.3.1 现场数据采集 149

7.3.2 数据处理 149

7.4 资料解释及应用 152

7.4.1 地层界面的异常特征 152

7.4.2 洞穴界面的异常特征 152

7.4.3 断层界面的异常特征 154

8 井下地震勘探 155

8.1 术语定义 155

8.2 概述 155

8.2.1 方法原理 155

8.2.2 应用条件及特点 156

8.2.3 探测内容 156

8.3 井下地震数据采集系统 157

8.3.1 地震仪器设备 157

8.3.2 井下震源 157

8.3.3 井下检波器 159

8.4 工作方法 159

8.4.1 测线布置 159

8.4.2 井下探测激发接收系统的特殊性及要求 161

8.4.3 资料处理与解释 162

8.5 探测应用与效果 163

8.5.1 断层构造探测 163

8.5.2 矿井水文地质条件评测 164

8.5.3 煤层厚度探测 165

8.5.4 煤岩体注浆质量评价 167

9 其他地震勘探方法 169

9.1 术语定义 169

9.2 采面震波CT技术 169

9.2.1 概述 169

9.2.2 CT方法原理 169

9.2.3 井下工作方法 171

9.2.4 矿井探测应用 173

9.3 巷道地震反射波超前探测技术 184

9.3.1 反射波时距曲线特征分析 185

9.3.2 反射波提取技术 187

9.3.3 绕射扫描叠加偏移技术 188

9.3.4 应用案例 190

9.3.5 矿井地震超前探测仪器设备简介及极化偏移新方法 194

第三篇 电法勘探 201

10 直流电法勘探 201

10.1 术语定义 201

10.2 电阻率法基础 201

10.2.1 岩、矿石的电阻率 201

10.2.2 电阻率的测定 203

10.2.3 直流电法勘探的种类 203

10.3 电阻率剖面法 204

10.3.1 基本装置形式 205

10.3.2 电剖面法的应用条件 207

10.3.3 不宜开展电剖面法工作的地区 208

10.3.4 电极距的选择 208

10.3.5 电剖面法的主要成果图 208

10.3.6 各种电剖面法的比较 209

10.4 电阻率测深法 210

10.4.1 基本装置形式 210

10.4.2 电测深法的应用条件 212

10.4.3 不宜开展电测深法工作的情况 212

10.4.4 装置与电极距 213

10.4.5 水平层状地电断面电测深曲线类型 213

10.4.6 电测深资料解释 215

10.5 高密度电阻率法 220

10.5.1 高密度电阻率勘探系统 220

10.5.2 三电位电极系 220

10.5.3 技术要求 221

10.5.4 数据处理方法 221

10.5.5 资料解释 222

10.6 自然电位法 222

10.6.1 基本原理 222

10.6.2 观测方法 222

10.6.3 技术要求 222

10.6.4 成果表达形式 223

10.6.5 资料解释原则 223

10.7 充电法 224

10.7.1 基本原理 224

10.7.2 观测方法 224

10.7.3 技术要求 224

10.7.4 成果表达形式 225

10.7.5 资料解释原则 225

10.8 激发极化法 226

10.8.1 基本原理 226

10.8.2 观测方法 226

10.8.3 激电常用参数 227

10.8.4 技术要求 228

10.8.5 资料解释 228

11 矿井直流电法勘探 229

11.1 术语定义 229

11.2 矿井电阻率法基本原理 229

11.3 矿井电剖面法 232

11.4 矿井直流电测深法 234

11.5 矿井直流电法超前探测技术 242

11.5.1 矿井直流电法超前探测原理 242

11.5.2 三极超前探测的资料解释及其图示方法 244

11.6 矿井直流电透视法 245

11.6.1 矿井直流电透视原理 245

11.6.2 赤道偶极-偶极法 246

11.6.3 煤层偶极-偶极法 247

11.6.4 直流电透视法正演模拟结果分析 248

11.6.5 井下施工方法技术 249

11.6.6 直流电透视法资料解释方法 249

11.7 音频电透视技术 250

11.7.1 低频交流与直流等值原理 250

11.7.2 电穿透法解释方法与图示方法 254

11.8 矿井直流电法勘探中的其他问题 256

11.9 矿井直流电法勘探应用实例 257

11.9.1 矿井突水、导水通道综合探测 257

11.9.2 煤矿采区、工作面含水构造的探测 264

11.9.3 探测陷落柱及其富水性 266

11.9.4 工作面附近煤层底板隔水层、含水层富水性、潜在突水点探测 267

11.9.5 山东某煤矿3306工作面顶板水探测 270

11.9.6 综合矿井物探方法探测陷落柱 274

11.9.7 矿井直流电法探测顶板采空区水及其分布规律 277

12 大地电磁测深法勘探 280

12.1 术语定义 280

12.2 基本原理 280

12.2.1 吉洪诺夫-卡尼尔模型与水平层状介质中的平面电磁波 280

12.2.2 视电阻率的概念与测深原理 281

12.2.3 二维介质的MT方法 281

12.3 野外工作方法与技术 283

12.3.1 MT解决的地质任务 283

12.3.2 MT的应用条件 283

12.3.3 野外工作 283

12.4 仪器设备 284

12.5 数据处理与资料解释 285

12.5.1 张量阻抗元素求取的Robust方法 285

12.5.2 Robust算法流程 286

12.5.3 远参考大地电磁测深法 287

12.5.4 资料解释 289

12.6 应用实例 289

13 可控源音频大地电磁测深勘探 293

13.1 术语定义 293

13.2 CSAMT的基本理论 293

13.3 电磁场表达式及视电阻率的概念 295

13.4 CSAMT野外工作方法 297

13.5 安全施工 301

13.6 资料处理与资料解释 301

13.6.1 资料处理 301

13.6.2 图件编制 302

13.6.3 资料解释 303

13.7 CSAMT的特点 303

13.8 应用实例 304

14 瞬变电磁法勘探 305

14.1 术语定义 305

14.2 基本原理 305

14.3 瞬变电磁法勘探的装置形式 309

14.4 野外工作技术 310

14.5 瞬变电磁法勘探的资料解释 312

14.6 瞬变电磁法勘探的特点 313

14.7 瞬变电磁法勘探的应用 313

14.8 矿井瞬变电磁法 317

14.8.1 矿井瞬变电磁法的基本原理 318

14.8.2 矿井瞬变电磁法井下施工方法技术 318

14.8.3 矿井瞬变电磁法超前探测技术 319

14.8.4 矿井瞬变电磁法的资料解释 321

14.8.5 矿井瞬变电磁法在煤层顶板水探测中的应用 321

15 工作面无线电波透视 324

15.1 术语定义 324

15.2 工作面电磁波法探测原理 324

15.2.1 煤层、围岩的主要电性特征 324

15.2.2 电磁波在均匀介质中的传播特性 325

15.3 工作方法 327

15.3.1 工作面电磁波透视法 327

15.3.2 计算机层析成像（CT）法 333

15.3.3 仪器设备 334

15.3.4 井下干扰因素分析及排除 334

15.4 工作面电磁波探测的应用 335

15.4.1 陷落柱探测 335

15.4.2 断层探测 336

15.4.3 煤层结构及煤厚变化探测 337

16 矿井地质雷达 338

16.1 术语定义 338

16.2 概述 338

16.3 矿井地质雷达探测原理 338

16.3.1 探测原理 338

16.3.2 矿井地质雷达方程 338

16.3.3 与雷达波传播有关的煤岩层电性参数 339

16.4 矿井地质雷达仪 340

16.4.1 KDL-2矿井地质雷达仪的组成 340

16.4.2 简单工作原理 340

16.4.3 KDL-2矿井地质雷达仪主要技术指标 341

16.4.4 KDL-2矿井地质雷达仪操作方法 342

16.5 地质雷达探测工作方法 342

16.5.1 测区地质地球物理资料的收集 342

16.5.2 探测方法 343

16.5.3 现场实测 343

16.6 资料处理与解释 344

16.6.1 确定雷达波在介质中的传播速度 344

16.6.2 整理资料 344

16.6.3 解释地质资料 344

16.7 探测实例 345

16.7.1 探测采煤工作面已知断层的尖灭点 345

16.7.2 探测侧面空巷 345

第四篇 重力、磁法、放射性勘探及遥感地质 349

17 重力勘探 349

17.1 术语定义 349

17.2 基本原理 349

17.3 工作方法与技术 350

17.3.1 重力仪 350

17.3.2 测网的布置及野外观测方法 350

17.3.3 观测结果的整理 351

17.4 数据处理与资料解释 352

17.4.1 重力异常的平滑 352

17.4.2 重力异常的识别和划分 354

17.4.3 位场的转换 354

17.4.4 重力勘探数据的反演方法 354

17.5 重力异常的地质解释 355

17.6 应用实例 355

18 磁法勘探 358

18.1 术语定义 358

18.2 磁法勘探的基本概念 358

18.2.1 地磁场 358

18.2.2 磁异常 359

18.2.3 岩（矿）石的磁性 359

18.3 磁力仪和磁测工作方法 360

18.3.1 磁力仪 360

18.3.2 磁测工作方法 362

18.3.3 航空磁测工作方法 362

18.4 磁测数据的处理与解释 362

18.4.1 磁测数据的整理及图示 362

18.4.2 磁异常的数据处理 364

18.4.3 磁异常的解释 365

18.5 磁法勘探的应用 366

18.5.1 利用磁异常确定断裂构造 366

18.5.2 利用磁异常研究结晶基底岩性和基底起伏 366

19 放射性勘探 368

19.1 术语定义 368

19.2 核辐射探测的基本知识 368

19.2.1 放射性元素和核辐射现象 368

19.2.2 射线与物质相互作用 368

19.2.3 岩石和地表的天然核辐射 370

19.3 核辐射场与水文地质和工程地质条件的关系 370

19.3.1 放射性元素的迁移与地下水活动的关系 370

19.3.2 放射性氡气的运移与地质构造的关系 370

19.4 核辐射探测方法及仪器 371

19.4.1 γ测量 371

19.4.2 氡气测量 371

19.4.3 α卡测量和静电α卡测量 371

19.5 岩体核辐射探测的应用实例 372

19.5.1 探测地下水 372

19.5.2 探测隐伏构造 373

19.5.3 在煤矿地质中的应用 373

19.5.4 寻找古采空区 374

19.5.5 矿井隐蔽火源探测 374

20 遥感地质 376

20.1 术语定义 376

20.2 简介 376

20.2.1 基本概念 376

20.2.2 研究内容 377

20.2.3 遥感技术分类 377

20.2.4 遥感技术特点 377

20.3 遥感基本原理 378

20.3.1 电磁波的基本特征 378

20.3.2 大气对电磁辐射传输的影响 378

20.3.3 地物波谱特性 379

20.3.4 色度学基本知识 381

20.4 遥感图像类型与特性 382

20.4.1 遥感平台 382

20.4.2 遥感器 383

20.4.3 遥感地面接收站 384

20.5 遥感图像处理 384

20.5.1 遥感图像光学增强技术 384

20.5.2 遥感图像数字处理 385

20.5.3 遥感图像数字处理系统 385

20.6 地质解译标志与遥感图像地学分析方法 386

20.6.1 概述 386

20.6.2 地质解译标志 386

20.6.3 遥感图像的地学解译方法 389

20.7 遥感图像岩性解译、地层分析与编图 389

20.7.1 三大岩类主要影像特征 389

20.7.2 岩性解译要领与识别方法 391

20.7.3 地层分析 392

20.8 遥感图像构造解译与编图 393

20.9 应用实例：工矿区地面沉降（陷）InSAR监测技术 395

20.9.1 煤矿开采引起地面沉陷的特点 395

20.9.2 煤矿区地表形变InSAR监测技术选择 395

20.9.3 雷达数据及主要参数 395

20.9.4 工作区地表形变InSAR监测内容 395

20.9.5 D-InSAR基本数据处理方法 396

20.9.6 PSInSAR时序分析关键技术 397

20.9.7 兖矿地区开采沉陷历史状况InSAR动态监测结果 397

20.9.8 结论 399

第五篇 地球物理测井 403

21 地球物理测井概述 403

21.1 术语定义 403

21.2 地球物理测井概述 406

21.2.1 地球物理测井及发展概况 406

21.2.2 测井地质任务 407

21.2.3 测井方法分类 407

21.2.4 不同煤岩层的主要物理特征 409

21.3 测井方法 411

21.3.1 电测井 411

21.3.2 声波测井 429

21.3.3 放射性测井 436

21.3.4 其他测井 448

22 测井数据的采集及测井质量控制 466

22.1 术语定义 466

22.2 测井数据的采集设备 467

22.2.1 测井数据采集系统 467

22.2.2 测井地面系统 468

22.2.3 下井仪器 468

22.2.4 测井数据采集流程 469

22.3 测井质量控制及资料验收 470

22.3.1 测井质量控制 470

22.3.2 测井对仪器与设备的要求 473

22.3.3 测井施工要求 476

22.3.4 数据采集要求 478

22.3.5 测井方法技术要求 479

22.3.6 测井资料质量验收 481

22.4 常见测井事故及处理 486

22.4.1 常见测井工程事故及原因 486

22.4.2 常见测井事故的处理 487

23 测井资料解释与应用 491

23.1 术语定义 491

23.2 数字测井资料预处理 492

23.2.1 测井信息形成 492

23.2.2 测井资料的数字化记录设备 492

23.2.3 测井资料预处理方法 492

23.3 数字测井资料处理 493

23.3.1 测井软件系统与资料数字处理的基本流程 493

23.3.2 岩石和煤层的体积模型与基本公式 495

23.3.3 体积模型的应用 499

23.3.4 用统计分析法判断岩性与煤质 502

23.3.5 岩石强度参数的计算 508

23.4 测井曲线解释 510

23.4.1 测井资料应用 510

23.4.2 煤层定性定厚 513

23.4.3 岩层解释与划分地层时代界面 519

23.5 测井曲线综合对比及应用 528

23.5.1 测井曲线综合对比 528

23.5.2 研究地质构造和岩浆岩侵入 536

23.6 煤层气测井资料解释 540

23.6.1 煤层气测井的地质任务 540

23.6.2 煤层气的测井方法 540

23.6.3 煤层气测井资料解释 543

23.7 测井专业设计与报告编制 547

23.7.1 测井专业设计 547

23.7.2 成果提交、验收 548

23.7.3 测井专业技术报告 549

参考文献 551

后记 554