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爆破技术在地震勘探中的运用

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摘要:地震勘探爆破属于特种爆破作业类别,这里主要以卡姆斯特煤炭资源预查二维地震为例,阐述地震勘探的爆破激震设计及爆破安全技术问题。

关键词:地震勘探;爆破激震;震源药柱;爆破安全技术

用人工的方法,如爆炸、冲击等方式来激发、引起地壳的震动而产生地震波,通过研究地震波在地壳内的传播规律,达到查明地下地质构造和寻找有用矿藏的目的,这种人工地震方法称为地震勘探。地震勘探按照激发方式分类主要为炸药震源和非炸药震源[1]。在野外数据采集中,由于炸药震源具有能量强、干扰弱、信噪比高等优点倍受人们的青睐,因此爆破激震是地震勘探野外数据采集的重要保证。

1孔位布置

地震勘探的炮孔布设依照设计的观测系统进行,下面以卡姆斯特煤炭资源预查二维地震为例,简述孔位的布设情况(如图1所示)。本次的观测系统为:观测方式为纵波反射波中点激发,接收道数为120道,覆盖次数为30次,道间距为10m,炮点距为20m,最小偏移距为10m,最大偏移距为1190m。为获得优质的地震原始资料,对野外工作方法及采集参数要进行充分试验,以选择最佳施工方案。本区仪器开动120道,道距10m,中点激发。先进行井深试验:药量2kg,井深为3m、5m、6m、7m、8m、9m、11m、13m、15m的试验;再进行药量试验:选择最佳井深,药量分别为1、2、3和4千克。经过试验论证,最终确定为7m井深,2kg激发药量,地震反射波效果最好。

2钻具、爆破器材选择

依据工作区的地质情况,大部分区域为残丘状的剥蚀平原,因此主要采用大型车载钻机成孔,在丘陵地段采用山地钻机,煤田地震勘探一般使用50mm孔径。采用连续装药结构,每个炮孔从孔底向上连续装入2个药柱(一个药柱1kg),用正向起爆[2],起爆药包装于靠近孔口的附近,雷管聚能穴朝向孔底,充分利用其能量以便地震反射波的向下传播的更远。为了保证成孔质量,在打孔前钻机要安置稳固,钻头应与地面保持垂直,局部地段存在流砂层,有塌孔现象,采用了边成孔边下药的方法,保证要求的孔深。地震勘探大多采用成品震源药柱,煤田地震勘探一般采用中密度、低爆速震源药柱[3],药包底部留有一个聚能穴,使得激发能量具有方向性。采用8号电雷管(瞬发电雷管)激发震源药柱,采用SGD-SB专用爆炸机。

3爆破安全技术

在地震勘探中,装药和封孔的质量是取得良好激发效果的重要保证。由专人监孔,保证激发孔深严格按设计要求,不允许无故变动。装药开始前,爆破区要警戒,不准许无关人员进入爆破区。先进行验孔,检查孔深、孔向、水位等,每打好一个孔由监孔人员验收,合格后才允许下药;装药时震源药柱之间的丝扣要拧紧,轻拿轻放,电雷管与爆炸线的应用防水胶带缠好,电雷管插入雷管穴后用玻璃胶封死后下药。封孔一般选用带有一定湿度的矿土混合物或黄土。井炮的孔顶最好用水泥填充,封实封严。以便改善爆破效果和提高炸药利用率,来满足地震勘探闷炮激发的要求,避免发生冲天炮,使井口的土块或沙石飞溅。一切工作准备就绪后,爆破人员进入施工现场,仔细检查起爆网络的连通情况;起爆前,确认安全警戒工作完成情况;将爆破点附近的人员、设备转移到爆破安全距离,起爆由负责人员发出口令,爆破人员拉出足够长的爆破引线,连接爆炸机,完成起爆。爆破结束后检查爆破效果,是否全爆或存在盲炮,并进行相应的处理。

4小结

综上所述,可知在地震勘探野外数据采集中要获得优质的地震原始资料,爆破激震承担着重要的角色,是取得地震勘探地质成果[4]的重要前提;因此,在爆破施工过程中必须严格按照《地震勘探爆炸安全规程》运输、存储、使用有关的爆炸物品,消除安全隐患的同时,应该做到以下几点:首先,炮孔布设非常重要,保证安全第一,合理设计孔位,通过试验选择合适的孔深和药量,保证成孔质量;其次,根据地质情况的不同选用与之相适应的钻机,平原地貌一般采用大型车载钻机成孔,在丘陵、山地主要采用山地钻机;再次,封孔材料选择要合理,保证炮孔封实封严;最后,起爆程序严格按照要求进行,保证人员和设备的安全。

参考文献:

[1]%王鹏,姚和清,等.地震勘探资料采集技术[M].北京:石油工业出版社,1999(9):22-23.

[2]%汪旭光.爆破设计与施工[M].北京:冶金工业出版社,%%%%%2011,5.

[3]%地震勘探爆炸安全规程[Z].国家技术监督局,1992,3,1.实施.

[4]%陆基孟,等.地震勘探原理(上、下册)[M].东营:石油大学出版社,2004.

作者:任小丽 单位:新疆煤田地质局综合地质勘查队

爆破技术在地震勘探中的运用责任编辑:张雨    阅读:人次