目录1绪言 (2)1.1工程概况 (2)1.2交通情况 (2)1.3场地情况及气候条件 (2)1.4外业工作情况 (3)1.5仪器设备 (3)1.6技术标准和依据 (3)2地质及地球物理特征 (4)2.1地质条件 (4)2.2地球物理特征 (5)2.3煤矿采空区塌陷形成机理 (6)3工程物探勘测 (6)3.1工作方法原理 (6)3.2工作布置 (7)3.3质量评价 (8)3.4数据处理 (8)3.5资料解释 (8)4异常区的圈定 (9)5结论 (10)附图:《阳城县北留镇南留村村民住宅楼物探勘察平面示意图》《地震映像P1剖面》《地震映像P2剖面》《地震映像P3剖面》《地震映像P4剖面》《地震映像P5剖面》《地震映像P6剖面》《地震映像P7剖面》1绪言1.1工程概况受阳城县北留镇南留村村委会委托,太原市辉海岩土工程钻探有限公司承担了阳城县北留镇南留村村民住宅楼物探勘察。
本次工作外业从2010年5月1日开始,5月6日结束。
阳城县北留镇南留村村民住宅楼用地位于阳城县北留镇南留村,占地面积约1800m2,场地西面为迎宾南路,北侧为规划道路。
本次工作目的是:通过地面调查和物探勘察,重点查明在工作区域是否有采空区存在,如有则圈定采空区分布范围,为工程规划设计提供地质技术依据。
具体任务是:根据场地情况布置物探工作剖面。
采用物探方法圈定采空区的分布范围。
1.2交通情况该工程场地位于北留镇南留村附近,场地外围为乡村公路,其地理位置优越,交通通讯设施便利。
1.3场地情况及气候条件1、场地条件由于工程场地占地面积约1800m2,场地已平整。
场地局部开挖沟壑,场地条件比较便利,地震映像工作分段进行。
2、气候条件本区属暖温带半湿润气候。
阳城年平均气温11.7℃,7月份平均24.6℃,1月份平均-3℃,年降水量平均627毫米,无霜期为170-195天,日照年平均2571.3小时。
春夏秋冬四季分明。
全县河流均属黄河水系。
西起索泉岭,东至三盘山为南北分水岭。
分水岭以北主要有沁河、芦苇河、获泽河。
全县地下水、地表水总储量3.804亿立方米。
其中地表水3.322亿立方米,地下水1.984亿立方米,重复量为1.502亿立方米。
可供开发利用的1.548亿立方米,其中地表水可利用0.319亿立方米,地下水可利用1.229亿立方米。
太行山西支伸入县境南部,中条山东支伸入县境西南端,太岳山从北延伸县镜中南部。
1.4外业工作情况本次工作于2010年5月4日,地震映像剖面7条,总长558米(不包含检测工作量)。
1.5仪器设备本次工作的地震仪器采用重庆地质仪器厂研制的DZQ-48地震仪。
软件采用Geogiga Seismic处理系统。
1.6技术标准和依据本次工作执行和参考的技术标准和依据主要有:(1)《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2)《水利水电工程物探规程》(SL326-2005)(3)《浅层地震勘查技术规程》(DZ/T0170-1997)(4)《城市工程地球物理探测规范》(CJJ7-2007)2地质及地球物理特征2.1地质条件1.地层情况该地区出路底层为第四系地层,赋存底层有第四系、二迭系、石炭系上统、中统及奥陶系中统,现有老到新分述如下:(1)奥陶系中统(O2)主要为峰峰组、马家沟组,岩性以灰岩、泥灰岩为主,节理较发育,抗风化能力较强。
(2)石炭系中统本溪组(C2b)下部为杂色铁质粘土岩和砂砾岩,富集有山西式铁矿、铝土矿和粘土矿。
上部为灰绿色页岩夹薄层砂岩。
厚度为2-15米,一般为4-9米。
与下伏奥陶系为不平整合接触。
(3)石炭系上统太阳组下部为砂岩或含砾砂岩,局部赋存有铁矿,其上为粘土岩、黄铁矿、灰岩透镜体等。
上部为粉砂岩,泥岩、煤层、燧石灰岩。
一般形成3-5个砂岩-泥岩-煤-灰岩-泥岩为基本类型的岩性旋回。
其15#煤为全区稳定可采煤层,9#煤局部可采。
(4)二迭系下统山西组下部以中细粒砂岩、泥(页)岩为主,夹2-3层海相灰岩,2-5层煤线,形成2-3个以砂岩-泥岩-煤线-灰岩-泥岩为基本类型的岩性旋回,底部为灰白色薄层状中-细粒砂岩,相变为中粗粒石英砂岩。
上部由一个以砂岩-泥岩-煤层-泥岩为主要类型的岩性旋回组成,不见海相灰岩,含煤1-3层。
其中可采煤为3#煤,煤层厚3-6米,为本区内主要可采煤区。
(5)二迭系下统下石盒子组由黄绿色砂岩、砂质页岩及粘土岩组成,底部为黄褐色中-厚层中粗砂粒石英砂岩,胶结坚硬,下部为黄绿色、褐黄色砂岩、砂质页岩互层夹有薄。
中上部为杏黄色、黄绿色砂质页岩为主夹黄绿色石英砂岩。
近顶部为黄绿色砂质页岩夹杂色鲕状铝土质页岩,鲕状物为铁锰质,铁锰质异常形成褐色网格,局部形成含锰菱铁矿岩。
(6)第四系(Q)为根植土,黄褐色,土质松软,在场地内垫有粉煤灰,煤渣。
水文地质条件从大地构造体系划分,阳城县主体位于西城山坳缘翘起带中部及沾尚-武乡-阳城北北东向褶带南端。
从区域构造来看,县内绝大部分为地台盖层沉积,产状平缓,城关、芹池、演礼一带以近南北向构造为主。
沾尚-武乡-阳城北北东向褶带南端,从沁水、郑庄、端氏、常店往南进入本县,延伸至驾岭、白桑附近,为一系列复式向斜组成的褶皱带。
该场地位于驾岭东冶断裂群中端,区域内主要有无明显构造。
2.2地球物理特征根据调查资料,工作场地勘察深度内地层主要为素填土、黄土状粉质粘土、粉质粘土、泥岩、砂岩、灰岩等,地震为物理性差异用波阻抗或反射系数达到一定程度,就可以用该方法解决诸多地质问题。
物性:砂岩的波阻抗为4.5-12.2×106㎏/㎡*s,泥岩的波阻抗为1.7-6.3×106㎏/㎡*s,煤层的波阻抗为3.1-3.8×106㎏/㎡*s,空气为0.004×106㎏/㎡*s。
一般来讲,如果地层的波阻抗之比大于 1.3-1.5,便能产生较好的反射波。
从工作场地的情况来看,砂岩与煤层的分界面为良好的反射界面,尤其是相对于空气来说波阻抗之比形成数量级。
若勘测区域内有断裂、岩溶、采空区等存在时,其受构造的影响会是构造部位的物性与围岩会有较大的差异。
总的来说,本区的地球物理条件良好,认为在该区投入地震反射波法是具备地球物理前提的。
2.3煤矿采空区塌陷形成机理矿山采空区塌陷是由于地下矿体被开采后,采空区与周围的原始应力状态受到破坏,应力重新分布,达到新的平衡。
在此过程中采空区直接顶板岩层在其自重应力的作用下,产生向下的应动和弯曲。
当其内部的拉应力超过岩层的抗拉强度时,直接顶板就会断裂、破碎,继而冒泡,而直接顶板上部的岩层则以梁或悬臂梁弯曲、变形,进而产生断裂离层,上覆岩层变形破坏逐步向地表发展,当采空范围足够大时,岩层移动发展到地表,在地表形成一个比采空区大很多倍的沉陷盆地,如果岩体顶板围岩本身由于各种地质作用产生了大量的不连续面,成为强度很低的破碎带,在受到各种不同的开采方法的开采影响时,更容易在低压作用下,达到强度极限,屈服破坏,崩落,从而引起上覆岩层变性破坏。
矿体顶板塌陷在时间和空间上都是一个非常复杂的过程。
在时间上来说,随着时间的推移,塌陷的大小和形式逐渐趋于稳定。
在空间上若地下采空的范围较小,开采的矿体埋藏的深度较深,则塌陷波及的范围往往只限于开采区域范围的岩体,若开采范围较大,开采矿体埋藏的深度较浅,则塌陷波及的范围会从开采区域发展到地表,形成塌陷盆地。
3工程物探勘测3.1工作方法原理地震映像的工作原理地震映像(又称高密度地震勘探和地震多波勘探)是基于反射波法中的最佳偏移距技术发展起来的一种常用浅地层勘探方法。
该方法利用多种波作为有效波来进行探测,也可以根据探测目的要求仅用一种特定的波作为有效波。
在该方法中,每一个测点的波形记录都采用相同的偏移距激发和接收。
在该偏移距处接收到的有效波具有较好的信噪比和分辨率,能够反映出地质体沿垂直方向和水平方向的变化。
地震映像可以用波形图或彩色振幅图显示结果,同时进行运动学和动力学方面的解释。
地震映像方法的野外工作方法在震源选择、测线设计等方面与其他地震方法相同。
(1)在测量过程中,每次激发,在接受点采用单个检波器接受。
仪器记录后,激发点和接收点同时向前移动一定的距离(或称为点距),重复上述过程可以获得侧线上的一条或多条地震映像时间剖面图。
(2)这种装置的记录点位于激发和接收距离中点,反映中点两侧设限传播范围内地下的岩层、岩性的变化。
(3)在地震映像数据采集中,最佳偏移距已不仅局限于纵波反射,而是扩展为对全波列而言。
为了获得具有高信噪比和分辨率的地震映像记录,需要做实验剖面,进行干扰波调查,分析各种波的传播规律,确定能够最好地反映探测目标的有效波,以及该有效波在实践域和空间域的最佳时空段。
在最佳偏移距处有效波在空间距离和时间上与其他干扰波分离,信号清晰。
3.2工作布置地震正式施工前,做了干扰波调查工作。
根据勘察深度核试验结果,确定最佳观测系统、仪器参数和最佳时窗如下:采样间隔0.5ms,采样点1024,道间距1m,偏移距10m,采用锤击震源。
为了提高野外采集的数据质量,施工中严格按《浅层地震勘察技术规范》(DZ/T0170-1997)有关规定执行。
检波点的横向偏移小于道间距的10%,纵向偏移小于5%,并确保检波器垂直、插稳、插实;在进行激震时及时对每次采集的信号进行监视,尽量避免出现空道、死道、反道等坏道现象,并确认出现能识别的有效波后才进行下一炮的采集工作,以确保数据质量。
3.3质量评价按《浅层地震勘察技术规范》(DZ/T0170-1997)规定检查量不得少于总工作量的5%,本次地震映像共完成525炮(不包含检查炮),检查炮40炮,检查率7.6%。
符合规范要求。
从整体采集的数据来看,单炮记录清晰,无坏道现象,频率分布合理,主要集中在10~80Hz;反射同相轴连续,能量足,在一定程度上反映了勘探范围内的地层起伏、构造分布情况,认为可以作为定性和定量解释的依据。
总之,本次工作数据质量较为可靠,可以作为判断地质内容的依据。
3.4数据处理为了获得较好的剖面,以增加推断解释的可靠性,室内数据处理时根据实际情况采用了以下的处理流程:原始数据编辑、不正常道处理、静校正、抽道集、动校正、切除、CDP水平迭加、滤波、振幅均衡、相干加强、时间剖面显示、时深转换、深度剖面显示、解释地质剖面。
3.5资料解释地震映像如果底层各层分布连续完整,则地震映像剖面中同相轴联系,无错段,绕射,拱起等现象,若存在不良地质现象,则会出现异常。
地震映像P1剖面该剖面同相轴连续,同相轴的起伏反应了下伏地层的起伏情况。
同相的能量强弱反应的该部位岩层的薄厚变化。
地震映像P2剖面该剖面同相轴连续,同相轴的起伏反应了下伏地层的起伏情况。
同相的能量强弱反应的该部位岩层的薄厚变化。
地震映像P3剖面该剖面同相轴连续,同相轴的起伏反应了下伏地层的起伏情况。