地质类范文
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篇1
报告章节如下:
第一章绪言,实习地区的交通位置和自然地理状况(附交通位置图)、实习的任务、目的、要求、人员的组成及实习时间等。
第二章 地层
首先简述实习地区出露的地层及分布的特点,然后按地层时代自老至新进行地层描述。分段描述各时代地层时应包括分布和发育概况、岩性和所含化石、与下伏地层的接触关系、厚度等(附素描图)。
第三章岩石
描述各种岩体的岩石特征、产状、形态、规模、出露地点、所在构造部位以及含矿情况(附剖面图、素描图)。
第四章 构造
概述实习地区在大一级构造中的位置和总的构造特征,分别叙述实习区的褶皱和断裂。
褶皱:褶皱名称(如玉皇山向斜),组成褶皱核部地层时代及两翼地层时代、产状、褶皱轴向、褶皱横剖面及纵剖面特征(附素描图、剖面图)
断层:断层名称、断层性质,上盘及下盘(或左右盘)地层时代,断层面的产状,断层
证据(附素描图、剖面图)
阐述褶皱与断裂在空间分布上的特点。
第五章地质发展阶段简述
根据地层的顺序、岩性特征、接触关系、构造运动情况、岩浆活动过程等说明本区地质历史上有那些阶段。每阶段有那些事件和特征。
第六章其它方面,包括外动力地质现象。
篇2
关键词:地质灾害 膨胀土 软土 缓变形地质灾害
Abstract:The approach about types of geological disasters, focusing on expansive soil and soft soil to judging if it is geological disasters.
Key words: geological disastersexpansive soilsoft soil
中图分类号:F407.1文献标识码:A 文章编号:
随着近年来工程建设的增多,以及全球气候波动加剧、地壳运动异常增多,地质灾害频发,对地质灾害的勘察和防治工作也越来越受到重视, 2003年,中华人民共和国国务院下发了第394号令,颁布了地质灾害防治条例。此后,地质灾害评估更是作为用地审批的前置工作之一,成为工程地质建设中的一个必备项目,大规模进入勘察建设行业。
由于地质灾害评估主要自2004年开始展开,时间不长,尚未形成相关的规范,而地质灾害防治条例作为国务院令,对技术细节无法面面俱到,故在操作过程中,包括地质灾害评审专家,不同人对地质灾害的许多方面存在一些不同理解,本文主要针对地质灾害类型进行探讨。
在学术上地质灾害的定义较多,但归纳起来主要有四种。一是地质灾害是地质环境的一种变异现象;二是直接或间接恶化环境、降低环境质量,危害人类和生物圈发展的地质事件,如地震、地裂缝、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地面沉降等;三是地质灾害是指那些对人类生命财产安全造成危害和潜在威胁的自然和人为地质作用(现象);四是在自然和人为因素的作用和影响下形成的,对人类生命财产、环境造成损失的地质作用(现象),按致灾速度可分为突变性和缓变性两大类,前者如崩塌、滑坡、泥石流等,后者如水土流失、土地沙漠化等。
按致灾地质作用和发生处所进行划分,常见地质灾害共有12类、48种,它们是:1.地壳活动灾害,如地震、火山、断层错动等;2.斜坡岩土体运动灾害,如崩塌、滑坡、泥石流等;3.地面变形灾害,如地面塌陷,地面沉降,地面开裂等;4.矿山和地下工程灾害,如煤层自燃、洞井塌方、冒顶等;5.城市地质灾害,如建筑地基和基坑变形、垃圾堆积等;6.河、湖、水库灾害,如塌岸、淤积等;7.海岸带灾害;如海平面升降、海水入侵等;8.海洋地质灾害,如水下滑坡等;9.特殊岩土灾害,如黄土湿陷、砂土液化等;10.土地退化灾害,如水土流失、土地沙漠化等;11.水土污染和地球化学异常,如水污染、地方病等;12.水源枯竭灾害,如泉水干、地下含水层疏干。
国外对地质灾害的也不尽相同,其英文表达为“geological disasters"和“geological hazards",日本和美国的地质灾害概念都包括地震和火山。
而我国的地质灾害防治条例中则规定,地质灾害包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。
据湖北省地质灾害防治规划(2003-2015):
我省地质灾害主要类型有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(包括岩溶地面塌陷、采空区地面沉陷,以下同)、河流塌岸等突发型地质灾害和冷浸田、水土流失、地方病、膨胀土胀缩变形、软土压缩变形、大堤渗透变形等缓变型地质灾害,其中尤以崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷灾害发生最为频繁,破坏性最强,是本次规划的对象。
另据网上一些公开的地质灾害防治规划材料,如蚌埠市地质灾害防治规划:
《蚌埠市地质灾害防治规划》(以下简称《规划》)是依法管理和监督全市地质灾害防治的重要依据。《规划》经安徽省国土资源厅组织专家审查,由蚌埠市 人民政府批准实施。
一、地质灾害的现状
我市地质灾害类型主要有致灾特殊土(膨胀土、液化土、软土)变形类缓变性地质灾害和滑坡、采空塌陷等突发性地质灾害。
……
上述规划中提出的特殊性岩土(膨胀土、软土等)等缓变型地质灾害是否属于地质灾害的种类之一呢。
笔者认为,作为广义的地质灾害概念,软土、膨胀土可以作为地质灾害较广义范围内的类型之一,在工程地质勘察报告中已有专门的章节对特殊性岩土、不良地质作专门的阐述,但在地质灾害评估及勘察过程中,根据地质灾害防治条例精神,不应纳入地质灾害评估范围,现从以下几个方面说明原因。
1防治条例罗列项目不包括软土、膨胀土
地质灾害防治条例中罗列了山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等六项地质灾害。湖北省地质环境管理条例规定,地质灾害是指山体崩塌、滑坡、危岩、泥石流、地面沉降、塌陷、裂缝等;宁夏规定,地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、煤田火灾、地面陷落、地裂缝、地下水污染、地下水疏干和由于地下水过量开采以及地下水位上升形成的水渍、水浸、水淹等灾害;天津规定,地质灾害包括土壤沙化、土壤污染、建筑基坑变形等;辽宁规定,地质灾害包括滑坡、崩塌、地面沉陷、塌陷、变形、泥石流、海水入侵和砂土液化等;均未包括软土、膨胀土地质灾害。
2软土膨胀土灾害易防易治
在软土和膨胀土地区,房屋和道路的开裂也并非普遍现象,事实上,按照相应的规范和处理手段,如采用堆载预压、砂井、塑料排水板、掺石灰等处理手段,或是通过合理的基础型式、适当的基础深度的选择,软土和膨胀土对房屋建筑和道路的危害和影响几乎可以全部控制。
在实际工程过程中,软土及膨胀土地区出现工程问题的,基本上都是由于未严格按规范操作、施工偷工减料(如插板深度不够)、工期不足(堆载预压需要一定的预压时间)等原因造成。
3与勘察报告内容重复
软土、膨胀土作为工程上的常见病害之一,在相关勘查规范中已经有较详细的勘察手段和处理规定,是工程勘察报告的常规和重点部分,只要按照规范进行仔细勘察,施工时严格按照设计方案进行处理,则工程现状上不会受其影响,工程建设也不会对其引发或加剧。
避免软土、膨胀土灾害问题,只需落实相关规范规定,按照地质勘察报告及设计文件要求,严格施工管理即可,在地质灾害评估报告中,没有必要再次重复相同内容,建议相同的处理方法。
综上,笔者认为,在地质灾害勘察及评估过程中,严格按照国务院地质灾害防治条例及各地国土资源部门的进一步解释说明,对山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等地质灾害类型进行勘察及评估即可,软土及膨胀土不应作为地质灾害类型之一进行地质灾害评估。
参考文献(References):
中华人民共和国国务院令第394号,2003.11;
湖北省地质灾害防治规划(2003-2015),2003,12;
篇3
关键词:娄底;开采沉降;滑坡;瓦斯爆炸;矿井突水
娄底市煤炭资源分布广泛,享有“江南煤海”之美誉,约占湖南省煤炭总储量的三分之一,2011年全市煤矿开采企业全年产原煤1375.3 万吨,首次突破原煤销售产值百亿元大关,采煤业的持续发展,为娄底市经济建设做出了巨大的贡献。目前娄底市保留矿井248对,近年来,随着社会、经济的发展,社会需求对煤炭资源依赖程度越来越高,由于娄底市多年来的粗放性、高强度开采、生态保护却未同步进行,导致生态破坏严重,打破了地质环境的原有平衡, 使地质环境所受影响和压力日渐明显, 环境保护和灾害的防治等有关问题愈加突出,引发了一系列社会问题和其它环境问题[1]。煤矿地质环境灾害的多发性是制约娄底市经济建设的主要因素之一, 如何能有效地反映娄底市煤矿地质灾害特征、灾害的诱发因素及如何防治娄底市煤矿地质灾害, 是目前地质工作者较为突出的一个研究课题。
1 娄底市煤矿地质灾害类型
娄底煤矿地质条件复杂, 因此煤矿遭受的自然灾害种类也很多, 主要有开采沉陷地质灾害、滑坡、瓦斯爆炸、瓦斯突出、矿井突水、采矿废弃物污染和水土流失等, 严重的危及到矿山正常生产和人民生活。
1.1 开采沉陷地质灾害
开采沉陷是指地下有用矿物采出后,开采区域周围岩体的原始应力状态受到破坏,应力重新分布,以达到新的平衡,在此过程中,岩层和地表产生连续的移动、变形和非连续的开裂、冒落等破坏现象。
在娄底丘陵山区,开采沉陷导致地表塌陷和裂缝,将诱发山体滑坡。而在村庄下方采煤,由于地面不均匀沉降,致使民房出现不同程度的裂缝、倾斜,甚至倒塌,从而危及村庄居民的生命和财产安全。同时,开采沉陷会破坏地下水源,这表现在两个方面:一是为了防止矿坑涌水而进行的顶、底板疏水,使顶、底板承压水减少,地下水位下降;二是开采后采空区塌落,使上覆地层产生位移,产生导水裂隙,破坏各隔水层。据有关资料统计,娄底市因地下开采诱发的地面变形极为严重,截至2011 年底,全市共产生塌洞(坑)约15000 处(个),全市采煤塌陷地面积累计达到5200余亩,地裂缝22 条,地面沉降现象极为普遍。煤矿地面变形以冷水江、涟源及娄星地段最为集中,双峰、新化局部发育。据统计,冷水江市共有采空区17500 公顷,占全市总面积的三分之一,其中采空区地面塌陷有4000 多处,受损面积2900 公顷,造成1500 多栋房屋开裂,受灾人口达7000 余人[2-3]。
1.2 滑坡
煤矿的开采、矸石的堆放破坏了斜坡的原始平衡,是产生大量的滑坡、崩塌灾害的重要诱导因素。据不完全统计,娄底市每年此类灾害造成的经济损失以数百万元计。如冷水江市城西南约1.5km 处的浪石滩滑坡,1987年以来,浪石滩之上的侯家岭山体向南东(资水河床) 缓慢运动。同时,伴生地陷裂形变滑坡后缘形成一条长约2000m,宽5~100m,可见深度5~12m的大规模地陷裂带;严重危及冷水江市的安全,并对数家大中型厂矿和湘黔铁路构成威胁。
地面的塌陷不仅破坏了城镇和乡村建筑物、交通和水利工程设施等,而且改变了土地条件及其资源价值,使得大面积的土地丧失使用性。如新化县温塘崩岩山1942 年由于采煤活动淘空坡脚,使斜坡失稳,悬崖崩落造成12 人死亡和20 间民房全毁;煤矿排放的废渣常堆积在山坡或沟谷内,这些松散物质在暴雨诱发下,极易发生水土流失。煤矿开采引起的塌陷区改变了区域的地表水系格局,破坏地表覆盖和山体,加剧水土流失,大量破坏了地表植被和坡面山体,和松动的土壤、岩屑极易遭受侵蚀,因此造成的土地破坏、农田被压、河流淤塞和交通受阻等问题突出。全市各类煤矿造成水土流失面积约10667 公顷,水土流失总量约64 万m3,其中农地流失占28%,林草荒地占72%。
1.3 瓦斯爆炸与瓦斯突出
煤矿瓦斯是在煤炭开采过程中,从煤层或围岩中涌出的各种有害气体的总称,其主要成分是沼气。瓦斯爆炸是一定浓度的沼气在引火源的作用下产生的激烈氧化反应,爆炸产生的高温、高压气体可以造成人员伤亡和井巷、设备的严重破坏,并会扬起煤尘,形成连续爆炸,随之产生大量的一氧化碳,引发人员的继续伤亡,是煤矿事故中破坏性很强的重大灾害事故,如娄底市1993年晏家煤矿发生一起瓦斯爆炸事故,死亡22人,巷道摧毁严重,现场惨不忍睹。
另外娄底市保留248对矿井中,突出矿井128对,占矿井总数51.6%,灾害非常严重,可以说瓦斯突出事故娄底市煤矿“第一杀手”,如2005年资江煤矿发生一起特大煤与瓦斯突出事故,死亡40多人,突出煤量达1000多吨。随着娄底市煤矿开采深度的增加,采掘强度的加大,突出灾害程度越来越大。无论是从经济上看,还是从人民的人身安全来看,瓦斯灾害的防治都是刻不容缓的[4]。
1.4 矿井突水
煤矿突水事件在煤矿生产中也是常见的, 并且直接影响煤矿的生产、效益和安全,具有来势迅猛、瞬时涌水量大、损失巨大的特点,目前已经成为影响娄底市煤矿安全生产的重大关键问题之一。如2008年冷水江市金胜煤矿突发涌水,死亡6人,事故非常惨重;另外娄底市晏家铺矿区一些煤矿井下存在大量溶洞水,且矿井大都是带压开采,严重制约煤矿安全发展。
1.5 其他灾害
煤矿生产中的大量废弃物,如煤矸石、矿井废水的排放等也对周围的环境造成了严重污染。还有抽放瓦斯、燃烟煤气和烟尘污染等对井筒破裂所造成的损失是不容忽视的。由于煤矿地质灾害诱发因素各不相同, 有些是开采过程中难以避免的, 如开采深度的增加, 使得地应力相应增大引起冒顶、片帮、底鼓; 有的是开采中忽视预防或开采不规范、管理不科学导致的, 如采空区不及时充填、废渣废水随意排放、水文地质及构造不了解、巷道偏离、盲目指挥、违章作业、乱挖乱采等, 非稳定因素积聚到一定限度引发各种灾害; 有的煤矿片面追求利润或为摆脱一时的经营危机, 摈弃常规, 如开采保安煤柱、求近避远, 结果会为后期发展埋下灾害隐患。
2 预防对策
2.1 高度认识煤矿安全生产的重要性
各级党委和政府要从思想上高度重视煤矿安全生产工作,要从维护人民群众根本利益和改革发展稳定的大局出发,坚持以人为本,认真落实科学发展观,正确处理安全与生产、安全与效益、当前与长远关系, 牢固树立安全第一和关爱职工生命的理念,真正把安全工作纳入经济社会发展的总体布局和政府工作的重要日程,进一步加强领导,落实责任,切实加强和改进煤矿安全生产工作。要坚持“安全第一、预防为主”的方针,逐步建立起安全生产的长效机制。
2.2 加强查明矿区地质状况预防
地质状况是产生各种地质灾害的地质背景,人类采掘活动使致灾速度加快,致灾程度更为严重。因此,应查明煤矿区内新构造运动性质、特点及活动程度,寻找出活动构造或不稳定的复活断裂,分析、认识各种地质灾害产生的原因及分布规律,合理规划煤矿区工程活动。认真开展矿区地质灾害危险性评价,按地质灾害类型谋划未来可能发生的事故,并做好灾害预测,制定防治方案,切实做好减灾防灾工作。
2.3 加强地质灾害监测预防
地质灾害监测的主要任务是监测地质灾害时空域演变信息、诱发因素等,最大程度地获取连续的空间变形数据,应用于地质灾害的稳定性评价、预测预报和防治工程效果评估。地质灾害监测是集地质灾害形成机理、监测仪器、时空技术和预测预报技术为一体的综合技术。随着科学技术发展,监测技术日趋成熟,设备精度、设备性能都具有很高的水平,而地质灾害的位移监测方法均可进行毫米级监测,高精度位移监测方法可以实现0.1mm精度。监测的方法也呈现出多样化、三维立体化。由于采用了多种有效方法结合对比检核,以及从空中、地面到灾害体深部的立体化监测网络,使得综合判别能力加强,对促进煤矿地质灾害防治能力有很大的促进作用[5]。
2.4 加强开采沉陷地质灾害预防
矿区开采沉陷地质灾害是相当严重的, 必须采取一些措施使开采沉陷地质灾害减小到最低程度,达到预防减灾的目的。矿区开采沉陷分布规律与许多地质采矿因素有关, 如煤层倾角、开采厚度、开采深度、采区尺寸、采煤方法、松散层厚度等。不同矿区的地质采矿条件往往差异较大, 开采沉陷分布规律亦有区别。因此, 各矿区应积极进行开采沉陷预测预报,在已开采区域科学布设地表移动观测站, 定期、重复地测定观测路线在不同时期内空间位置的变化,并对观测数据及时整理和分析,总结出所在矿区开采沉陷导致地表移动和变形的下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形的规律, 从而有效地预计、预报开采区域的地面塌陷状况及设施的破坏程度。根据待采区域开采沉陷预计数据及其破坏程度,可综合采用减缓地表沉降技术来减轻地表下沉和破坏。减轻地表下沉的有效开采技术主要有大条带协调式全采法、冒落条带法、充填条带法、水砂充填法等, 同时地表有建筑物的可辅以地面建筑物维修加固。
随着矿区煤炭开采范围的不断扩大,塌陷、破坏的土地日益增多,矿区土地的大面积塌陷,不但给矿区带来严重的环境灾害,而且使农田荒芜,农民少地或无地,因此必须对采煤塌陷区域进行全面治理。治理时应根据现场的塌陷状况及当地的自然生产条件对塌陷区域进行全面规划,因地制宜,采用科学的治理措施。
2.5 加强瓦斯爆炸与瓦斯突出预防
为了防止瓦斯聚集引起的爆炸,首先要加强通风管理,增加有效风量,“以风定产”,降低瓦斯浓度,避免其达到某一浓度时引起的爆炸,各采区和各工作面都应该有独立的进回风系统;其次应该建立健全瓦斯检查制度,树立瓦斯超限就是事故;对于井下使用的机械设备、电气设备等还应符合《煤矿安全规程》的要求。
对于瓦斯突出的预防,矿井要严格执行“煤与瓦斯防治突出管理规定”,加强两个“四位一体”综合防突措施,优先开采保护层,强化“预测预报、抽采达标、管理有效”的瓦斯防治体系。
2.6 加强矿井水害预防
矿井水害主要指的是矿井涌水和老空透水,是煤矿重要的灾害之一,不容忽视。因此对其预防要做到详细调查、充分准备、细心观察、坚决处理。首先要对井田周围的老窑及采空区进行详细的调查,将获得的开采范围、积水量、警戒线等数据准确地标注在图纸上;其次要注意出水的征兆,当发现煤层发暗发潮、工作面温度降低、巷道出现雾气等出水征兆时,要及时采取措施转移工作人员;第三在对井筒的位置选择上要避开河床及受洪水影响的地段,为了防止河流及洪水灌入井下,要在工业广场设置挡水墙、构筑防洪沟等设施。
3 结束语
煤炭作为娄底市的主要能源,随着娄底市经济的进一步发展和需要,资源需求越来越大,煤炭资源的开采向深一步发展,由此带来的地质灾害也将越来越严重。因此,我们必须充分认识到煤矿地质灾害的危害性,采取有效措施对其进行预防和防治,保证娄底市经济的可持续发展。
参考文献:
[1] 刘梅,曾勇. 矿区开采沉陷地质灾害与防治对策研究[J].江苏环境科技,2005,18(3):29-32.
[2] 国家环保总局.关于建设项目环境保护设施竣工验收监测管理有关问题的通知[Z]. 2000.2.24.
[3] 殷国华.娄底市煤矿开采生态环境影响与恢复治理研究[J].北方环境,2011,23(5):149-154.
篇4
1.1主要含水层
1.1.1松散岩类孔隙含水层组(孔隙水)主要为第四系松散沉积物,由砂质粘土夹细砂或卵砾石组成,厚度15m左右,水位埋深小于15m。呈带状分布于沁河及其支流河谷两岸。富水性较好,单位涌水量一般为0.1~5.0L/s•m。主要接受大气降水补给,向河流及基岩风化带含水层排泄。水质类型属HCO3-Ca.Mg型水。
1.1.2碎屑岩浅层裂隙水含水岩组(裂隙水)风化带厚度受地形起伏的影响,据钻孔资料综合分析一般为60~90m,最深可达100余米,富水性取决于风化裂隙发育程度。该含水层一般呈潜水性质,直接接受大气降水的补给,浅部富水性较强,下部较差,据井检孔的3次抽水试验,降深9.47~62.37m,单位涌水量0.0052~0.1655L/s•m,平均为0.0075L/s•m,渗透系数为0.0109~0.8974m/d,平均为0.3747m/d,富水性中等,水质类型为HCO3-Na型水。
1.1.3碎屑岩裂隙含水层组(裂隙水)该含水岩组主要指二叠系砂岩裂隙含水岩组,其中石千峰组、上石盒子组三段地层矿区内普遍出露。含水层为巨厚层粗砂岩及中细粒砂岩。直接接受大气降水的补给,在地形适宜处以下降泉的形式排出地表。下石盒子组、山西组地层深埋地下,含水层主要为中细粒砂岩,是3号煤的主要充水来源。钻进中的冲洗液消耗量及水位变化不大,岩芯裂隙不发育,据ZK3-1孔的抽水试验,降深36.12m,单位涌水量0.00108L/s•m,渗透系数为0.00063m/d,水位标高694.04m,水质类型为HCO3-K•Na型水。
1.1.4碎屑岩夹碳酸盐类裂隙岩溶含水岩组(裂隙岩溶水)矿区内该地层埋藏较深,含水层岩性为砂岩、灰岩,其间夹数层泥岩、砂质泥岩等隔水层,裂隙不发育,相对削弱了各含水层之间的水力联系。据井检孔的2次抽水试验,降深66.18~79.28m,单位涌水量0.00078~0.0012L/s•m,平均为0.00099L/s•m,渗透系数为0.0039~0.0059m/d,平均为0.0049m/d,弱富水性,水质类型为HCO3-Na型水。钻孔资料表明该组中灰岩岩溶裂隙均不发育,冲洗液消耗量及水位无明显变化。
1.1.5碳酸盐岩岩溶裂隙含水层组(岩溶水)该含水层组主要在延河泉域南、东、西部出露。下部为寒武系、奥陶系下统白云质灰岩、白云岩,岩溶裂隙发育差异很大,在胡底井田附近由于埋藏较深,一般富水性差。中上部为奥陶系中统灰岩,总厚400~500m,包括下马家沟组、上马家沟组及峰峰组地层,主要由石灰岩、白云质灰岩、泥灰岩、角砾状泥灰岩等组成,是延河泉域内的主要含水层。区域内受构造、埋藏深度及岩溶发育规律的影响,含水性具有明显的水平分区和垂直分带性。平面上可分为区、薄层覆盖区及厚层覆盖区,其富水性见表1。该含水层主要接受区大气降水的补给及局部灰岩河道渗漏的补给,岩溶水在沁河西侧由西南向东北和由西向东径流,在沁河东侧由东北向西南径流。岩溶水除人工开采井群外,在延河泉域南部受阻沿沁河排泄。泉群排泄带全长25km。其中最大者是延河泉,多年平均流量4.73m3/s,泉水出露标高463.78m。水质为HCO3-Ca.Mg型,HCO3.SO4-Ca.Mg型,矿化度0.3~0.5g/L。
1.2主要隔水层
1.2.1太原组底部及本溪组泥岩、铝土质泥岩隔水层该隔水层位于石炭系上统太原组15号煤层之下至奥灰顶,其厚度变化为4.85m(ZK3-1孔)至12.15m(ZK1204孔),岩性为泥岩、铝土质泥岩及砂质泥岩,厚度较稳定,为15号煤层与奥陶系灰岩水之间良好的隔水层。
1.2.2碎屑岩类层间隔水层主要岩性为泥岩、铝土质泥岩,砂质泥岩,其特点是分布广,厚度稳定,一般厚度3~5m,最厚可达15m,该隔水层呈层状分布于各砂岩含水层之间,阻隔了各砂岩含水层之间的垂向水力联系。
2矿井充水因素分析
矿井充水水源、充水通道、充水强度统称为矿井充水的三大因素。
2.1矿井充水水源煤矿生产实践表明,对矿井充水有影响的水源主要有大气降水及地表水、构造水、含水层水及老空水。其影响程度,主要取决于上述各水体的发育程度或富水性,以及水体同开采煤层的关系。本矿井的主要充水水源为大气降水、地表水体、含水层水等。本井田内季节性河流受大气降水影响较大,因此大气降水及地表水可成为重要的矿井涌水补给来源。3号煤层开采前的巷道开拓过程中,煤层顶板砂岩裂隙水将通过矿坑顶板冒落导水裂隙带向矿坑充水,出现井筒和巷道顶板淋水现象,未来3号煤层开采后,二叠系砂岩裂隙含水层水将对矿井充水,具体表现为顶板淋水。3号煤层底板下有太原组几层灰岩及砂岩,虽然水头高出3号煤,但富水性弱,不具备向3号煤充水的条件,而奥灰水由于距3号煤约有100米以上的间隔,在无构造通道的情况下,尚不构成底板突水的危险。另据ZK9-1孔、井检4孔资料(见表2)及突水系数法公式T=PM计算得3号煤层突水系数分别为T=0.037,T=0.039,均在安全范围内。井田目前处于3号煤层基建时期,尚未进行煤层的开采,因此井田内无采空区。未来开采3号煤层后,采空区积水会对煤矿安全生产构成水患威胁。
2.2矿井充水通道据矿区水文地质条件分析,煤层开采矿坑充水通道主要有顶板之上的岩石裂隙带、冒落导水裂隙带、井筒、断层破碎带及封闭不良钻孔。这些充水通道均可沟通煤层上下含水层之间的水力联系,造成矿井充水。主要充水途径为采动时形成的导水裂缝带,导水裂缝带的高度取决于煤层开采的破坏程度,按照经验公式计算得导水裂缝带最大高度为84.40m(见表3)。井田内地形最高标高932.60m,最低为胡底河河床标高670.20m。井田3#煤层标高在140~290m之间,3#煤层采后形成的导水裂缝带未波及到地表,地表水不会影响井下3#煤层开采;3#煤层之上没有可供开采煤层,亦不会受到上覆煤层采空区积水威胁。
2.3矿井充水强度目前该矿为基建矿,矿坑充水主要为井筒水及巷道掘进时的顶板淋水,水量不大,矿井涌水量在10~15m3/h。根据矿井安全专篇资料,预计矿井3#煤层达到设计产量60万t/a时,矿井正常涌水量为220m3/h,矿井最大涌水量为370m3/h。
3矿井涌水量及其变化
矿井目前正在进行巷道的掘进,井筒渗水及巷道顶板淋水量较小,一般在10m3/h~15m3/h,预计未来开采3#煤层生产能力达到60万t/a时,矿井涌水量在220m3/h~370m3/h之间。式中:HIi—导水裂缝带高度(m);ΣM—煤层累计采厚(m)。由于井田内煤层埋藏较深,矿井涌水量受大气降水影响不明显,但随着开采深度和开采面积的增加,矿井涌水量均会随之增加。
4矿井开采受水害影响程度和防治水工作难易程度评价
4.1矿井开采受水害影响程度评价根据矿区水文地质条件及矿井实际生产情况分析,该矿区可能面临的水害有4类。1)煤层顶板裂隙水井田未来开采3#煤层,其顶板砂岩裂隙含水层水为其主要充水水源。该含水层组为层间裂隙水,根据钻孔抽水资料,单位涌水量0.0038~0.0851L/s•m,平均为0.0561L/s•m,渗透系数为0.0074~0.2070m/d,平均为0.1053m/d,为富水性弱的含水层组。现井下涌水主要为井筒和巷道顶板渗水,井筒淋水水量不大,未来开采3#煤层形成的导水裂缝带会沟通上部含水层与煤层间的水力联系,造成矿井涌水量增大。2)奥陶系灰岩水井田内3#煤层存在带压开采问题,经井检孔数据计算得最大突水系数为0.039MPa/m,小于临界突水系数0.06MPa/m,带压区相对安全。一般情况下不存在底板突水的危险,但是在构造破坏区域,特别是在未查明的导水断层和导水陷落柱区域不排除发生底板突水的可能。3)大气降水及地表水大气降水及地表水可成为重要的矿井涌水补给来源,特别是当巷道或工作面接近地表河流胡底河时更具危险。4)采空区积水井田内目前无采空区积水,但未来开采3#煤层后,必会留下大面积采空区,因此,采空区积水是未来水害防治的重要防治对象。
4.2防治水工作难易程度评价对矿井充水有影响的主要水体为煤层顶板含水层水、奥陶系灰岩含水层水及大气降水,导水通道主要为采动裂隙、断层及陷落柱等。1)大气降水与地表水的防治对于大气降水及地表水的防治,应充分收集地面气象降水量资料,综合采用地面防排水工程、填堵塌陷区、洼地及隔水防渗漏等措施。井口附近的防洪沟、电缆沟在雨季前均要进行检查和疏通,并对地表裂隙发育区进行填堵,防止地表水、大气降水溃入井下。由于大气降水量有限,地表河流位置清楚,地面塌陷位置与范围易于查明,且降水具有时限性,防治水工作简单易行。2)煤层顶板裂隙水的防治煤层顶板直接含水层为山西组砂岩裂隙含水层,含水层单层厚度均不大,且层间均有砂质泥岩或泥岩隔水层,为富水性弱的含水层组,水平与垂向上水力联系及补给水源条件均较差。仅在冒落裂隙、断层及陷落柱沟通多个含水层水的联系时,初始水量会相对较大,但稳定水量较小,一般易于排泄疏干。3)煤层底板奥陶系灰岩岩溶裂隙水的防治井田内3#煤层带压区相对安全,一般情况下不存在底板突水的危险,但是在构造破坏区域,特别是在遇未查明的导水断层和导水陷落柱区域仍存在突水危险,因此,应在井田内补充奥陶系灰岩水位长期观测孔,对奥灰水进行长期观测。
5矿井水文地质类型划分
矿井未来开采3#煤层,所以主要针对3#煤进行矿井水文地质类型划分(见表4)。1)受采掘破坏或影响的含水层及水体由于3#煤层埋藏较深,受采掘破坏或影响的顶板砂岩裂隙含水层可接受大气降水的补给量少,补给条件差。顶板砂岩裂隙含水层单位涌水量0.0038~0.0851L/s•m,平均为0.0561L/s•m,渗透系数为0.0074~0.2070m/d,平均为0.1053m/d,为富水性弱的含水层组,属于简单型。2)矿井及周边老空水分布状况井田内无采空区积水,周边相邻处无生产矿井,近3年不存在采空区积水的威胁,因此属于简单型。3)矿井涌水量本矿开采3#煤层,现阶段矿井涌水量为15~25m3/h,当矿井生产能力达到60万t/a时,矿井正常涌水量220m3/h,最大涌水量370m3/h,属于简单型。4)突水量矿井3#煤层基建以来未发生过突水事故,因此属于简单型。5)开采受水害影响程度现阶段处于基建时期,井田内不存在采空区积水,矿井涌水量主要来自于井筒渗水及巷道掘进时顶板淋水。未来开采3#煤层后,矿井充水水源主要为顶板砂岩裂隙含水层水。由于井田内3#煤层存在带压开采问题,根据计算,带压区位于相当会安全区,正常地段无底板突水威胁,但在构造破坏部位,奥陶系灰岩水对本矿安全生产构成潜在的水患威胁。此项为中等型。6)防治水工作难易程度针对本矿矿井水文地质特征,按照《煤矿防治水规定》要求,重点做好对顶板含水层水、奥陶系灰岩水及大气降水与地表水的防治工作。从技术及经济方面综合考虑,防治水工作易于进行,此项为为中等型。综上所述,针对第5条及第6条的评述,按分类依据就高不就低的原则,本矿开采3号煤层时,矿井水文地质类型为中等型。
6结语
篇5
1 矿业开发与地质灾害
经济的快速发展加快了对矿产资源的需求与消耗,这也为矿产开采企业带来更大的发展机会。然而由于迅猛发展的中小型矿山疏于管理,加之小型矿山的开采方法和选矿工艺落后,大多无环保措施,加剧破坏矿区环境。开采环境明显恶化,矿山地质灾害问题日趋严重,潜在的致灾隐患不断增多,且随时可能发展成灾,造成人员伤亡、设备报废、设施损毁甚至矿井关闭、资源浪费等严重后果。严重制约了社会经济的可持续发展。
2 矿山地质灾害的防治措施
根据不同矿山的地质条件和地形特点及矿山的开发利用方案,以及灾点的分布特点划分不同层次的防治区,以便采取相应的防治措施。一般分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区。
2.1 一般防治区防治措施。区内无主要建筑物和工程项目建设,主要可能因地表岩体的破碎而造成水土流失。应严禁越界开采,减少人为扰动,做好植被保护和水土保持。
2.2 次重点防治区防治措施。在进场公路、矿山生活区建设中,会形成大量的边坡和一定数量的弃渣,可能形成边坡失稳,造成滑坡和塌方;沿途不合理的弃渣可能造成水土流失,可能形成坡面泥石流, 可能有滚石和飞石危害. 科学合理设计边坡参数,并进行合理支护和加固,边坡上方应设置排水沟,做好地表挡排水措施。 加强工地管理,合理堆放弃渣,严禁随意弃渣;在险要地段建设拦挡滚石和飞石的设施,开采结束后,将弃渣场扒平覆土,植树还林,恢复植被。
2.3 重点防治区防治措施。合理设计边坡参数,加强边坡监测,建议作挡墙稳固边坡,开挖后如果出现开裂变形,建议做专门的工程地质勘察。对于原有的灾害点,做好边坡加固和预防工作,尽量消除因矿山开采而诱发灾害复发的隐患。 渣场弃渣严格作好方量及边坡坡度的设计,作好挡墙设计,设置拦渣坝,防止泥石流的产生。并充分、合理利用渣场,严禁随意弃渣(特别在公路沿线) 。 对于坑道开采,在坑道内一定要作好支护,做到边开采边支护,防止因矿顶坍塌、冒顶等而产生的危害,尤其上方有住户处要预防引起上部地面开裂。 作好坑道的排水设计,以防因矿坑涌水造成危害。
3 矿山地质灾害的主要类型
矿山地质灾害种类繁多,按成灾与时间的关系,可分为突发性矿山地质灾害(如矿坑突水、瓦斯爆炸、岩爆等)和缓发性矿山地质灾害(如采空区的地面变形、环境污染等)。但最常见的是以灾害的空间分布和成因关系分类。
3.1 岩土体变形灾害。矿山地面和采空区塌陷:地面塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在矿山采空区,若保留矿柱不足,或因矿柱受损而失去支撑能力,就会造成地面塌陷。特别是那些矿体埋藏较浅,产状较平缓的矿区(如煤矿),地面塌陷的现象更为常见。矿体埋藏相对较深的地下开采矿山,如果不能及时回填和崩落采空区,当其达到一定规模就会产生大面积塌陷。采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩:主要原因是不合理开采如采剥失调、边坡角度过陡等造成,这种灾害多发生在露天开采的非金属矿山和建材矿山。坑内岩爆:坑内岩爆又称矿山冲击,这是因矿坑周边和顶底板围岩,在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩,一旦因采掘挖空出现自由面,即有可能产生岩石地应力的骤然释放,导致岩石大量破裂成碎块,并向坑内大量喷射、爆散,给矿山带来危害和灾难。采矿诱发地震:因采矿活动而诱发的地震,震源浅、危害大,小震级的地震即可导致井下和地表的严重破环。场库失稳:场库失稳主要是由于尾矿坝溃决崩塌继而形成泥石流造成的危害。尾矿坝崩坝事故常给矿区居民生命财产带来巨大危害,同时也给环境造成巨大破坏和污染。
3.2 矿体内因引起的灾害。瓦斯爆炸和矿坑火灾:这种灾害最常见于煤矿。由于通风不良,使瓦斯积聚发生爆炸,造成井下作业人员伤亡,矿井被毁;矿坑火灾除见于煤矿外,也见于一些硫化矿床。因硫化物氧化生热,在热量聚积到一定程度时则发生自燃,引发矿山火灾。矿山火灾的危害极大,而且还严重损耗地下矿产资源,如有的煤矿在地下已燃烧上百年,其资源损耗量十分巨大,使当地气候发生改变,农作物和树木大量死亡,田地荒芜,环境严重恶化。地热:随着开采深度加大,地热危害不断加剧。我国已有许多矿山开采深度达到800m以下,矿山因含硫量高,开采深度又大,地温非常高。
篇6
【关键词】PCA地质雷达数据KNN灾害分类
一、引言
随着能源行业和交通行业建设的力度的加大,近些年来,每一年修建的公路和铁路以及隧道多达八百公里,还有大量大型地下工程在修建。地下工程是施工高风险的工程,施工中充满了未知数,许多已经知道的、不清楚的、未知的地质灾害在等待着工程建设者。其中,施工中遇到突泥、突水是最危险的威胁,近几年,一些正在施工的隧道,特别是长隧道,施工时遇到突泥、突水,不仅大大延误工期,造成很大经济损失,而且有的隧道还造成多人的伤亡。虽然近十余年来人们研究和使用一些物探方法在地下工程施工时作掌子面前方地质预报,但预报地下水仍是个困难的问题,以至成为业界要求作为首要要解决的问题。探地雷达是目前隧道地质预报探水的最主要的手段,但是近几年的实践表明,其探查预报地下水的成功率不高。经调查,资料解释的理论和实践未为大多数工作人员所了解和掌握是主要原因之一。而随着计算机技术的发展,模式识别渐渐走入我们的视野,通过运行模式识别程序自动甄别地质雷达数据中的灾害部分成为我们研究的重点方向。
本文依托中国矿业大学(北京)杨峰教授研发的GR地质雷达设备进行数据采集采集的数据作为样本进行分类研究。
二、预处理算法
由于采集到得雷达剖面数据单道维数达到2048维,直接使用kNN算法存在计算速度过慢和错误率较高的问题,我们需要对雷达数据进行预处理。目前主流的预处理算法主要有PCA算法和LDA算法。
2.1主成分分析算法(pca)
主成分分析算法即Principal Component Analysis算法简称PCA是一种常用的机遇变量协方差矩阵对数据进行处理,压缩和抽取的有效方法。他是Jolliffe在1986年提出的一种分类算法。从线形代数的角度来看,PCA的目标就是使用另一组基去重新描述得到的数据空间。而新的基要能尽量揭示原有的数据间的关系。在地质雷达数据处理中,单道数据在灾害处的特征最重要的。这个维度即最重要的“主元”。PCA的目标就是找到这样的“主元”,最大程度的去除冗余和噪音的干扰。本质上讲PCA算法计算了一种线性变换L,它能把训练集的输入投影到样本集方差最大化的子空间中去。输入投影的方差用协方差矩阵表示为:
上述方程存在一个封闭的解。如果L是一个矩阵,那么线性变换把输入数据投影到一个低维度的子空间中。如果L是一个方阵那么线性变换并不能把输入数据降维,但是它还是可以通过各样本的方差来旋转或者重定位输入数据的坐标。
PCA算法是一种非监督学习算法,他不需要在建立投影矩阵时输入训练集的已知分类信息。不过,PCA作为KNN算法的预处理算法时仍有较为显著地作用。例如,PCA可以作为数据降噪处理算法,通过投影出主要成分的特征向量可以明显的降低kNN分类器的错误率。PCA算法还能够用来在大数据集处理中加速KNN的计算过程。总之,通过降低输入样本维数或者重排坐标作为线性预处理的PCA算能能够显著地降低计算量。
2.2线性判别式分析(LDA)
表示第c类的样本均值。线性变换矩阵L定义了一个投影矩阵,使得它能够最大化类间方差同类内方差的比值。这个最优化过程定义方程为:
容易知道上述方程存在封闭解。
LDA算法作为一种模式分类器的预处理算法而被广泛应用。不同于PCA,LDA算法时一种监督学习算法,他使用先验的类信息作为生成投影矩阵的附加信息。我们知道投影矩阵L是基于二阶统计,它们能够在类的条件概率是多元高斯条件下取得较好的分类效果,但是当条件不满足时LDA算法可能会产生错误的解,所以并不适合kNN算法。
三、分类器算法(kNN)
K最近邻(k-Nearest Neighbor,KNN)分类算法,是一个理论上比较成熟的方法。该方法的思路是:如果一个样本在特征空间中的k个最相似(即特征空间中最邻近)的样本中的大多数属于某一个类别,则该样本也属于这个类别。KNN算法中,所选择的邻居都是已经正确分类的对象。该方法在定类决策上只依据最邻近的一个或者几个样本的类别来决定待分样本所属的类别。KNN方法虽然从原理上也依赖于极限定理,但在类别决策时,只与极少量的相邻样本有关。由于KNN方法主要靠周围有限的邻近的样本,而不是靠判别类域的方法来确定所属类别的,因此对于类域的交叉或重叠较多的待分样本集来说,KNN方法较其他方法更为适合。
如下图中所示右图中,绿色圆要被决定赋予哪个类,是红色三角形还是蓝色正方形?如果K=3,由于红色三角形所占比例为2/3,绿色圆将被赋予红色三角形类,如果K=5,由于蓝色四方形比例为3/5,因此绿色圆被赋予蓝色四方形类。
kNN的决策过程:
(1)准备数据,对数据进行预处理;
(2)选用合适的数据结构存储训练数据和测试元组;
(3)设定参数,如k;
(4)维护一个大小为k的的按距离由大到小的优先级队列,用于存储最近邻训练元组。随机从训练元组中选取k个元组作为初始的最近邻元组,分别计算测试元组到这k个元组的距离,将训练元组标号和距离存入优先级队列;
(5)遍历训练元组集,计算当前训练元组与测试元组的距离,将所得距离L与优先级队列中的最大距离Lmax进行比较。若L≥Lmax,则舍弃该元组,遍历下一个元组。若L < Lmax,删除优先级队列中最大距离的元组,将当前训练元组存入优先级队列。
(6)遍历完毕,计算优先级队列中k个元组的多数类,并将其作为测试元组的类别。
四、雷达数据处理中的pca+knn算法
在雷达数据处理中,我们取单道剖面数据作为训练样本,维数约为2048维。由于样本维数较大,直接使用kNN算法在性能上存在瓶颈,所以在knn算法处理之前先使用PCA算法取出雷达样本中的主成分来进行数据降维,而后再用kNN算法进行数据分类。
具体的步骤为:
(1)对数据进行PCA降维处理;
(2)取出雷达数据测试集中未被分类的一个样本,遍历计算它同样本集中各向量的欧几里得距离并排序,取最小的K个向量确定该样本的类别;
(3)如果测试集中还有未被分类样本则返回2,若没有则程序结束。
五、总结
在计算机技术迅猛发展的今天,传统的半人工地质灾害分类方法已经过时。而新兴的模式分类技术逐渐成熟,成为我们进行灾害分类的主要方法。本文将PCA和kNN算法引入与地质灾害分类领域中,在实验数据样本类别较为平衡的情况下取得了较好的效果。
参考文献
[1]闭小梅,闭瑞华. KNN算法综述[J].科技创新导报. 2009(14)
[2]李秀娟. KNN分类算法研究[J].科技信息. 2009(31)
篇7
1石油勘探工程的特点
在现代石油勘探工程中,由于整个工程必须紧密结合现有技术和资料,多角度和多元化地对勘探地区进行判断,而整个判断工程中主要判断的内容是地质类型,所以就现代石油勘探工程的特点而言,其往往具有较强的系统性和复杂性。常见的石油地质类型较多,对勘探所需的技术要求较高,因而石油勘探工程自身还具备专业性和科学性的特点,对石油企业而言,可谓任重而道远。尤其是在石油勘探技术不断发展的今天,我国石油资源的开采已经到了极限的地步,当前的石油资源已经接近枯竭,所以石油勘探工程的开采难度也在不断的加大[1]。
2常见的石油地质类型
为了更好地确保石油勘探工程得到高效的开展,切实掌握不同的地质类型对石油勘探工作带来的影响,就需要对其石油地质类型有一个基本的认识。就常见的石油地质类型来看,主要有以下几种:一是储集层;二是生油层;三是盖层;四是常规油田地质层;五是非常规油田地质层。
2.1储集层
在整个地壳层中,储集层是分布最多的岩层之一,而且其具有集中、广阔的特点,因而在储集层形成过程中,不同地域的地质条件也存在一定的差别,加上在岩层中具有孔洞和缝隙,同时在其内部还会存在液体,而且在流动过程中应确保液体可以渗透和过滤,进而确保其密度较高而且储存的容量较为饱满。常见的储集层的岩层类型主要有火山岩和碎屑岩以及变质岩等。
2.2生油层
所谓生油层,主要是含有石油与天然气的岩石,所以其具有较高的实用价值,例如碳酸盐岩石、泥质岩石等,而且这些岩层之中均包含了诸多有机的物质,所以能有效的促进生物种群的生长,所以在生物数量方面占有绝对的优势。在这一油层中,其组成成分一般有泥岩、岩土层以及沥青灰岩,其岩石以深灰色和暗褐色为主,所以其在开发方面具有较强的优势。
2.3盖层
盖层主要是在岩层内把储集层内的油气进行良好的密封,确保油气不得飞散和外溢。在整个油层中,其是稳定油层的关键层,所以就其自身的优势来看主要就是孔洞多、缝隙小,尤其是岩层密度较多,能有效的预防石油天然气从缝隙内跑掉。因而对于石油企业而言,在石油勘探中,对盖层进行勘察具有十分标志性的意义。常见的盖层主要有致密灰岩和盐岩以及膏岩。
2.4常规油田地质层与非常规油田地质层
此类油层主要是在勘探之后能找出岩层内的油层,且能用于直接开采,所以此类油层是当前我国主要的出油层,在勘探和开采过程中的方法十分直观,所以不管是开采和勘探,目前在技术方面已经十分成熟[2]。但是,根据我国油气勘探的经验,在一个有利的断陷盆地区内,基本上是一种复合式的含油气富集区,它具有几套生油层系,多种储集类型,多种断块构造圈闭和不同含油气层系的叠加连片,形成多种复合类型油气藏聚集区。在这个区内无论断裂构造带、凹陷带、斜坡带、岩性变化带或是潜山带都是找油的有利地带,通过勘探还可以找到相当数量的非构造油气藏[3]。
3不同地质类型给石油勘探技术带来的影响分析
经过以上分析,我们已经对当前的石油地质类型有了基本的认识,那么作为石油企业,在石油勘探过程中切实掌握其技术要点,就必须紧密结合不同的地质类型和特点,掌握其给石油勘探技术带来的影响,才能在不同的地质类型中掌握针对性的石油勘探技术要点。
3.1储集层方面的影响
在勘探储集层时,应对岩层的成分、面积和大小等进行更加系统的研究,才能更好地确保所勘探的结果更加准确。因而就储集层给石油勘探技术带来的影响来看,主要就是储集层的大小和面积以及其主要的成分等,所以在勘探过程中应着重考虑以上几方面的因素。
3.2生油层方面的影响
在对生油层进行石油地质勘探时,必须对其地质特点及其勘探的价值进行全面的分析和掌握,尤其是应对其的碳酸盐岩和泥质岩作为勘探的重点,并在实际勘探中切实加强对其勘探技术的应用,才能更好地确保生油层的勘探不会出现遗漏和缺失。
3.3盖层方面的影响
由于盖层在稳定油层方面具有十分重要的作用,所以在对盖层进行勘探时,应充分考虑其是否具有较强的紧密性,才能更好地保证整个勘探过程的安全性和高效性,即便其存在较多的孔洞,但是由于缝隙少,岩层密度高,预防石油天然气从缝隙中溜走的同时还能确保整个勘探的质量和数量。
3.4常规油田地质层与非常规油田地质层方面的影响
就当前来看,此类地质层是对标准油田地质层进行制定的关键。所以目前我国在油气田勘探时的技术标准和规范均是结合此类油层的特点及勘探技术作为主要的研究对象。因而在勘探和开发油气田时,此类油层地质的开发技术已经达到十分成熟的地步,因而在实际开发利用过程中,其重点就在于对其的有效的开发,从而更好地促进勘探技术的应用和发展。由此可见,石油地质勘探技术中,受到地质类型的影响非常多,因此,在石油勘探中,首先要了解石油地质类型的特点。通过针对特定的地质类型采取石油勘探技术,能够使石油勘探更加系统准确。
4结语
篇8
关键词:石油;地质类型;勘探;工作;关系
前言
在各项较为先进的科学技术措施逐渐得到应用的情况之下,我国石油勘探领域当中逐渐形成了一种将多学科系统研究作为基础的综合性勘探机制,这一个综合性机制是将现代化石油地质理论知识以及唯物辩证主义哲学作为指导精神,在此基础之上我国石油勘探行业中使用到的技术措施逐渐向着集成化和精细化的方向转变,并逐渐的进入到油气开发领域当中,在对相关的调查工作得到的结果加以一定程度的应用的基础上,将有效性比较强的勘探技术措施作为手段,以此为基础使得沉积带有一定的多旋回性。在整体综合性勘探机制当中,各个区域当中的地壳运动基本上都是可以总结出来一定的周期性变化规律,因此是应当将研究区域等地质构造情况作为出发点,假如说想要对某一个区域当中的油气保有数量形成一定的了解的话,针对地壳运动和地质情况之间呈现出来的相互关系展开研究分析。
1.首先针对石油勘探工作进行的过程中涉及到的地质类型展开研究分析工作
我国范围之内不容区域当中的地质具体构成结构之间有一定程度的差异性,再加上地壳运动本身也有一定的周期性,因此在长期的地壳运动过后会形成一定的沉积问题,在经过长时间的沉积以及积累之后就会形成一定数量的地质层,所以在石油勘探工作正式开展之前应当将地质研究和地质具体构成结构探测工作妥善的完成,只有在石油勘探工作人员对地质具体构成结构形成全面且明确的了解之后,才可以使得后续的石油勘探工作顺利开展,现阶段我国石油勘探工作进行的过程中会对从事石油勘探工作的人员提出一些更高的要求,石油勘探工作人员在实际工作的过程中应当对地质类型变化问题形成一定的了解,与此同时也应当在实际工作的过程中明确的将生油区域以及含油区域找寻出来。生油区域,生油层其实也就是随着时间的推移形成了石油资源的岩石层,含有石油的省油层一般情况之下都是位于烃源层的底部位置之上。生油层这一个层面当中的岩石一般情况之下是由泥质岩石以及硫酸盐岩构成的,构成生油层的岩石当中含有数量众多的生物灰岩、粘土以及页岩等等。碳酸盐岩层一般情况是由泥灰岩以及生物灰岩构成的。假如说生油层当中具备石油资源生成的条件的话,泥质岩和碳酸盐岩是可以在相关条件具备的情况之下生成石油以及天然气的。生油层在实际运行的过程中除去可以形成石油之外,也是生物体繁衍的过程中需要使用到的一个较为重要的区域。储集层隶属于岩层包含的范围之内,是在经过比较长的时间只有形成的,岩层只有在满足抑或是具备一定的条件的情况之下才可以生成储集层,岩层本身应当具备一定的空间,一般与可以使得流体容纳工作得以顺利的完成,除此之外岩层是应当具备一定的渗透能力,只有当岩层本身具备一定的容纳性以及渗透性之后,才有可能随着时间的推移形成储集层。我国范围之内的储集层一般情况之下可以划分为变质岩、火山岩以及泥岩,上文中提及到的这三种类型的岩层是有一定的层次以及规律,一般情况之下可以将各个地区的储集层具体构成结构明确的找寻出来。除去上文中提及到的这一个问题之外,储集层实际运行的过程中呈现出来的另外一个特点就是可以再次划分,在对岩石层进行在此划分的情况之下,可以而演变为不同类型的岩石层。从地质类型对石油勘探的影响来说,在进行地质勘探过程中,由于油层开采数量很多,需要结合实际情况,采用不同的开采方式,并且要不断改造石油勘探工作方式。针对呈现褶皱地质构造情况,作为地质勘查人员要重点分析地质构造形态,重点分析裂缝问题,为石油勘探打下良好的基础。在进行岩层分析过程汇总,要重点分析构造力和裂缝之间的关系。由于受力结构比较复杂,就会产生不同类型的裂缝,需要勘探人员根据局部构造的特点,分析裂缝位置。在通常情况下,构造形成时间与油气存储量有着密切的联系,如果构造与油气形成时间接近,就会产生有利的凝聚比,从而为石油勘探人员提供重要的参考依据。
2.结语
总而言之,现阶段世界范围之内各个国家都呈现出来一种资源匮乏的态势,在此基础之上针对石油地质勘探技术措施展开的研究工作的力度势必需要得到一定程度的提升,因此也就应当将科研领域中的资金投入力度提升,现阶段世界范围之内各个国家社会经济发展进程向前推进的速度和能源之间的相互关系较为密切,因此应当从各个层面上对石油勘探技术措施展开研究工作,以此为基础使得我国能源安全性得到有效的控制,与此同时也可以使得油气产量呈现出来一种逐步提升的态势,最终也就可以在我国社会向着可持续发展的方向转变的过程中起到一定程度的促进性作用。
参考文献
[1]贾旭,德勒恰提•加娜塔依,李智超.石油地质类型对石油勘探的作用分析[J].化工管理,2016,(31):180.
[2]陈东,刘欣,周明杰.关于石油地质类型对石油勘探的作用研究[J].现代国企研究,2015,(08):70.
篇9
【关键词】石油勘探;地质类型;区域特征
随着我国经济的不断发展,石油的消耗量和开采量逐渐增大,这也使得我国的石油开采技术不断增强,仅管在石油开采和利用上获得了极大的发展。但在石油地质类型和石油的区域特征研究仍旧存在一些问题需要解决。这就需要加强对石油地质类型和石油区域特征的研究和分析工作,清晰石油的结构特点,增加相关油田的石油产量。石油是重要的化石能源,石油的储量随着应用不断减少,石油的开采难度逐渐增大。通过加强对石油制度类型和石油区域特征的研究,加大资金投入,增加我国的石油勘探能力,增加我国石油的开采能力,增加不同地质环境和区域特征的油田的开采成功率。
一、石油地质类型
石油是我国重要的化石能源,密度为0.8~1.0,现阶段石油主要被用作燃油和汽油,还会应用到一些化工方面。在不同的区域内,受到地壳运动的影响,沉积在不同时期的石油能够形成一系列的石油地质情况,而石油的性质受到产地的影响。地区的含有情况需要对地区的构造条件和石油形成的条件进行分析,研究地质类型对石油的影响,石油地质类型是生油层、储集层、和盖层。并对生油层、储集层和盖层进行分析,确定石油的含油区和生油区。
(一)生油层
生油层是指具有能够生成并提供具有使用价值石油岩石的岩层。是石油开发中需要关注的重要部分。生油层主要有由碳酸盐岩和泥质岩两种形式。其中碳酸盐岩是石油生油层中的比较重要的岩石,碳酸盐一般由生物灰岩组成的,碳酸盐岩较比泥质岩具有更为光亮的外表。而泥质岩主要是由页岩和泥质岩组合而成的,泥质岩具有丰富的有机物含量,较为松软,与盐酸盐岩相比,泥质岩质地更软,硬度更低、颜色深。碳酸盐岩和泥质岩都能为生物栖息提供生产空间,生物的生产繁衍与之嘻嘻相关。
(二)储集层
储集层就是石油赋存的主要区域,储集层是具有连通空隙,这些连通的空隙能够给石油或天然气提供除此和渗滤的空间,具有良好的储存作用和渗透性。储集层还能够将石油或天然气内的一些杂质进行清除,并将石油和天然气圈闭起来,从而贮存在储集层内。储集层中具有许多的裂缝,这些裂缝会增加储集层的渗透性,是储集层的一项重要优点,同时,储集层的主要种类有碎屑岩储集层和碳酸盐岩储集层。碎屑岩储集层的空隙较多,渗透性较好,空隙很好的与岩石结合在一起。而这些空隙是促进石油贮存的重要因素,通过这些空隙能够轻易的将石油引入到储集层中,并在岩石中不断流动,一旦圈闭形成就会将石油和天然气进行贮存。
(三)盖层
盖层是贮存石油的重要因素,盖层能够有效抑制石油和天然气的溢出。盖层主要位于储集层之上,是避免封隔在储集层中的石油和天然气逸散的保护层。盖层能够起到良好的保护作用主要是由于盖层岩石的空隙较小、厚度较厚。盖层主要可以分为三个类。分别是膏盐类盖层、泥质岩类盖层、碳酸盐岩类盖层。其中泥质岩类是有天在最为常见的盖层,存在于几乎各种沉积环境。而膏盐类是封闭效果最好的盖层。盖层是确保石油、天然气内部稳定的重要因素,能够有效增加石油开采效率。
二、石油区域特征
(一)大陆边缘地区
受到地质运动的影响,大陆边缘地区会形成良好的石油储集环境,能够为石油的贮存提供良好的条件。随着地质运动的不断进行,大陆边缘地区的膏盐层获得极好的发育,膏盐层的发育,必然会促使储集层上覆盖层的良好发育,有利于储集层的贮存石油。例如欧亚大陆边缘地区,经过不断的地质作用,砂质碎屑岩结构的分布广泛,促进了尤其的赋存。
(二)前陆冲断区域
油田的形成与前陆盆地是密不可分的。前陆盆地是克拉通与冒地斜箱相邻的部分。冲击带一般都是呈带状或排状分布的,冲击带能够促进储集层圈闭的构造的形成。促进前陆盆地的石油贮存。例如:中东地区的某前陆盆地就具有双层结构下部是适宜石油贮存的储集层,上部发育近似储、盖相结合的形式,是大型油田生产的重要因素,石油储量极高。现阶段我国的西部前陆盆地也有着前陆冲断区,这是石油贮存的重要因素。
(三)盆地类型
盆地呈中部低,四周高的情况,往往盆地都会含有大量的资源。沉积盆地是较为简单的地质类型,是古内陆地台坳陷或边缘坳陷。在我国的鄂尔多斯、四川等地都是较大的盆地,这些盆地都形成了烃源岩,都是生油岩系形成的地质条件,是石油贮存的重要因素。盆地主要有前陆盆地、多旋回盆地。
多旋回盆地是为石油的贮存和生产的重要因素。经过了漫长的演化,一些盆地会出现空间叠置的情况,这些空间叠置会对石油带来一些影响,是促进石油生产和储存的重要因素。根据不同时期的盆地叠置形式,将多旋回盆地分为披盖叠置、复合叠置、局部叠置。这些都能够有效的促进石油的储存和生产,披盖叠置是效果最好的。
结束语:
石油是我国现阶段重要的化石能源,现阶段的经济发展,需要石油的继续支持。对石油地质类型及其区域特征进行分析,清楚石油的地质类型和区域特征对石油储量和产量的影响。将生油层、储集层和盖层的特点进行阐述,并阐述我国的石油区域特征,促进石油勘探工作顺利进行,推动石油产量的提升。
参考文献:
[1]胡宝明.浅谈石油地质类型及其区域特征[J]. 化工管理,2015,14:79.
[2]卢海达.浅谈石油地质类型及其区域特征[J]. 中国石油和化工标准与质量,2012,13:144.
篇10
【关键词】石油地质类型;常规油田;区域特征
1.石油地质类型
一个地区的地壳运动是多周期性的,因而形成的沉积也具有多旋回性。多旋回的沉积可以形成不同时期的一系列生、储、盖组合。所以,要研究清楚一个地区的含油气情况,首先就要从研究区域构造条件对生、储、盖组合的分布、形成条件的控制作用入手,研究地壳运动的周期性、沉积的旋回性以及基底结构对它们的影响。最后在纵向上确定生、储、盖层的层位及其相互关系在横向上了解它们的变化规律,明确有利的生油区和含油区。
1.1生油层
在石油开发中,将能够生成并提供具有使用价值的石油和天气的岩石统称为生油气岩,或者烃源岩、生油岩。由烃源岩结构组成的底层,也就是通常所说的生油层。从岩性的分类上看,能够作为生油层的岩性主要有两个类型,泥质岩和碳酸盐岩。泥质岩主要包括的是暗色的富含有机质的泥岩、页岩、粘土岩 ;碳酸盐岩中的生油层岩主要是灰色、深灰色的沥青灰岩、隐晶质灰岩、生物灰岩、泥灰岩、豹斑岩为主。从沉积环境或者岩相看,一般在有利于生物大量繁殖、保存,且有利于生油岩发育的环境是最有利于产生石油的。
1.2储集层
岩层要作为储集层必须要有两个条件:第一,要具备可以容纳流体物质的空间,即孔隙 ;第二,具备渗透和过滤流体的能力,即孔隙间的联通性,以保证流体可以在其中流动。所以石油地质上定义储集层为:能够容纳和渗滤流体的岩层即称之为储集层。分布集中且广泛的储集层主要有碎屑岩类、碳酸盐岩类,此外还有火山岩、变质岩、泥岩等。
1.2.1碎屑岩储集层
碎屑岩储集层是目前发现的最重要的储集层类型,实际上已发现的石油储量中,约有半数以上的石油和3/4的天然气储存在碎屑岩中。我国发现的中、新生代陆相盆地的油气储集层大多数都是碎屑岩。碎屑岩储集层的主要构成是砾岩、砂岩。
1.2.2碳酸盐岩储集层
碳酸盐岩储集层主要构成是:石灰岩、白云岩、生物碎屑灰岩等,是除了碎屑岩外的重要储集层。碳酸盐储集层通常可以分为孔隙、溶洞、裂缝3种。孔隙是指岩石的结构是指岩石结构的颗粒间的空隙,形状细小,近于等轴状,与碎屑岩中的孔隙相似。溶洞就是在溶解作用下扩大了的孔隙,二者的界限并不十分明确,所以常常可以把溶洞和孔隙统称为孔洞。这些孔洞对油气来说起到了储集的作用,在一定程度上也是流体的通道。裂缝就是伸长的储集孔隙,其作用就是流体通道,也可以储集一定量的油气。
1.3盖层
盖层,顾名思义就是封隔储集层防止油气上溢的岩层。盖层的作用与储集层的作用相反,起作用及时阻碍油气溢散。从某种方面说,储集层周围的盖层的好坏也可以影响储集层的聚集效率和保持时间,盖层的发育层位和分布范围可以直接影响到油气田的位置和区域。因此,石油地质中对盖层的勘察也是石油勘探的重要依据。一般的盖层岩石类型有:泥页岩、盐岩、膏岩、致密灰岩等。其主要的结构特征就是孔隙度极低,对于流体的渗透有明显的抑制。
2.常规大型油气田区域特征
2.1特提斯构造区域
从地质学角度看,远古地球的南北纬30°之间的温暖洋流适合大量的生物发育,有机质丰富,发育成为优质的烃源岩,以泥质岩为主。其中古特提斯洋发生大规模的海进,西北非地区以富含有机质,成为撒哈拉地台含油气盆地主要的烃源岩。具体数值灰岩烃源岩的指标仅为泥质烃源岩的1/10。海相油气烃源岩的主要分布特征是在陆棚即斜坡相、台内凹陷等 ;陆相油气烃源岩的主要分布区域是内陆湖盆区。在特提斯构造区域发现的大型油田如加瓦尔油田、北方 - 南帕斯气田。
2.2大陆边缘区域
一些大陆的边缘因为地质运动,具备了良好的成藏条件。地质运动使得膏盐层发育,并进一步形成了储盖层组合,如冈瓦纳大陆的裂解前后经历了几个阶段,使得大西洋两岸形成了被动陆缘,并发育成立为富油气区。尤其是对深水中的砂质碎屑结构的勘探取得了突破,表明砂质碎屑硫比浊流沉积形成的砂体更大、分布更广,为深水勘探提供了新的突破。
2.3前陆冲断区域
前陆盆地是有一个形成大型油田的重要地质构造。冲断带构造活动形成背斜与断层群,这样的分布一般为排、带状,发育成有利于油气积聚的圈闭构造,且烃源岩、储集层、圈闭有效配置。
2.4克拉通正向构造区域
克拉通大型正向构造是长期发育的古代隆起,构造和地层圈闭发育较早,后期成为烃类聚集的的指向区域,持续接受烃类供给,构成了圈闭和生烃排聚在前后的时间上形成了有效的组合。同时,大型的古隆起由于特殊地形和地貌,还可以形成浅水高能沉积相带、地层尖灭带的发育;另外,后期暴露遭受剥蚀和淋滤。
3.非常规油田区域特征
3.1前渊坳陷和斜坡区域
前面提到的前陆盆地,其前渊及斜坡区大范围广泛分布,其坡度较缓,这就有利于大规模的沉积构造的发育,并形成大型的地层圈闭和连续的油气藏。
3.2盆地中心与斜坡
盆地坳陷的中心是形成连续油气藏最为有利的部位,烃源岩可以在这大面积发育,有机质含量高,且保存条件有利。美国的圣胡安和加拿大的阿尔伯达等盆地中心广泛的发育致密砂岩气。而且,坳陷盆地中心发育煤系,煤层、泥页岩与致密砂岩共生,紧密接触,普遍含气。
3.3克拉通向斜与斜坡部位
向斜部位与盆地中心成藏地质条件相似,是烃源岩和致密砂岩发育的有利区 ,有利于发育页岩气、致密砂岩气等。中国松辽盆地白垩纪、鄂尔多斯盆地三叠纪坳陷湖盆向斜区广泛发育“连续型”低孔渗油藏 ,如松辽盆地的古龙凹陷、长岭凹陷 ,鄂尔多斯盆地的华庆、白豹等地区。
4.前陆盆地的勘探前景
4.1前陆盆地烃源岩发育特征
中国的生油岩系多数形成于构造拉张裂陷或构造松弛期。寒武一奥陶纪,华北、塔里木和扬子板块彼此以海槽分隔,被海水所淹没,以陆表海碳酸盐岩沉积为主要特征,这一时期形成了塔里木、四川、鄂尔多斯最重要的烃源岩。石炭系、二叠系、三叠系在阿尔金以西的前陆盆地中都是重要的烃源岩系,特别是上二叠统和三叠系的湖相泥岩。
4.2多旋回盆地的.合特征及对油气取集的影响
由于中部盆地经历了多期成盆地演化,盆地在空间上的叠置特征影响了生油气能力。不同时期、不同类型盆地在空间上的叠置方式按其登置程度分为局部叠置、复合叠置、披盖登置,其中披盖叠置对油气的生成和保存最有利。中国中部的前陆盆地与早期的断陷盆地的登置均表现为披盖登里,使得烃源岩埋藏深,油气保存条件好。
4.3有利的勘探区带—前陆冲断带
近几年的勘探实践已证明在前陆盆地的前陆冲断带紧邻沉积沉降成烃中心,构造成排成带,是油气运移指向区,埋深较浅。塔西南前陆盆地浦沙、苏盖特、阿克莫木构造带及阿图什北深层构造;库车前陆盆地的秋里塔格构造带;酒泉前陆盆地的祁连山前构造带;柴达木盆地冷湖构造带;吐哈盆地的火焰山构造带等为有利的勘探区带。