勘察技术与工程概论

勘察技术技术与工程专业概论勘查技术与工程是以地质学、岩土钻掘工程学、应用地球物理学等为基础，系统学习勘查技术与工程学科专业基础知识和实验、实践技能，将其应用于国土资源勘查与评价、各种建设工程勘察、基础工程的设计与施工、工程技术管理和科学研究的学科。经过建国50多年的发展，勘查技术与工程应用领域不断拓宽，除传统的地质调查工作外，已广泛应用于工业建筑、道路桥梁、城市建设等各类建筑施工中的地基基础工程以及地质灾害防治、地热勘探开发、边坡支护、地下管线非开挖铺设、地下空间开发、地源(或水源)热泵的利用、钻孔法采矿等工程领域，涉及地质、冶金、有色、石油、煤炭、建材、水电、城建、市政、铁路、道桥、国防等行业和部门，既是地质勘查技术支撑体系的重要组成部分，又是服务国民经济建设不可缺少的重要技术方法。与地质工作其他分支学科相比，勘查技术与工程率先渗透到了经济建设的方方面面。勘查技术与工程发展到今天，服务领域已从单纯为地质调查和找矿勘探服务，扩大到为整个地球科学发展、国民经济建设、国家战略安全、改善人民生活环境等众多领域服务。因此，本专业在当前社会和国民经济建设中具有非常重要的地位。进人21世纪，可持续发展已成为人类发展所追求的理想模式。“人口、资源、环境”是可持续发展的三大要素，是人类社会在21世纪共同面临的三大主题。地质工作研究人类赖以生存的自然资源和自然环境，直接涉及“资源”和“环境”两大主题。“资源”是建设和发展的基础，而“环境”则是建设和发展的载体。勘查技术与工程和经济社会可持续发展有着密不可分的关系，是保证人类可持续发展的重要技术手段，具有广阔的应用前景。美国等国家也已经将钻掘工程提高到了关系到国家安全和可持续发展的重要战略地位。地球物理勘探的主要方法有重力，磁法，地震，电法，测井，遥感等（一）重力勘探1重力勘探的特点：1、费用低2、勘探深度大3、仪器轻便、采集数据快2重力勘探的分类：1、地面重力勘探2、海洋重力勘探3、井中重力勘探4、航空重力勘探5、卫星重力勘探3重力勘探的理论基础一、重力地球上任何物体都要受到重力作用，重力是两种力的合力，其一是地球的全部质量对物体的引力，其二是物体在自转的地球上受到的惯性离心力，重力就是它们的矢量和。地球的重力场:地球的重力场可分为正常重力场、重力随时间的变化及重力随空间的变化（重力异常）三部分。（1）正常重力场大地测量和人造卫星轨道测量的成果都表明，地球的形状实际上并不规则，其赤道膨胀，两级略扁且内部物质分布不均匀。为便于计算正常重力值，选择一个内部物质呈均匀同心层分布的旋转椭球体作为地球的形状，此时计算出的重力值称为正常重力场值。地球的重力场（2）重力场随时间的变化:重力场随时间的变化包括长期变化和短期变化两类。长期变化:主要与地壳内部的物质变动，如岩浆活动、构造运动、板块运动等有关。短期变化:指重力的日变，重力日变的幅度约为2至3g.u.，（3）重力异常磁法勘探的分类：地面磁测，航空磁测，海洋磁测，井中磁测，地球磁场存在于地球周围的具有磁力作用的空间，称地磁场，它是由基本磁场、变化磁场和磁异常三部分组成。（二）磁法勘探一、基本磁场基本磁场占地磁场的99%以上，主要由地核内电流的对流形成，是一种由偶极子场和非偶极子场组成的内源磁场。它是相对稳定的，但存在着一种极为缓慢的变化。（1）地磁要素：总磁场T北向分量X东向分量Y垂直分量Z水平分量H磁偏角D磁倾角I（2）地磁图：为了研究地磁场在地表的分布规律，通常把测量结果绘制成地磁要素的等值线平面图，称作地磁图。地磁要素是随时间变化的，因此必须把观测数据归算到某一特定的日期。二、变化的磁场变化磁场是指起源于地球外部并叠加在主磁场上的各种短期地磁变化。变化磁场分为：1、一类是连续出现的，比较有规律且有一定周期的变化，称为平静变化；2、另一类是偶然发生的、短暂而复杂的变化，称为扰动变化。平静变化：日变；扰动变化：磁暴。三、磁异常实践证明，在消除了各种短期磁场变化以后，实测地磁场与作为正常磁场的主磁场之间仍然存在着差异,这个差异就称为磁异常。注意：磁法勘探的目标就是寻找磁异常。（三）电法勘探一、电法勘探的概念利用电学性质的差异来识别目标体。前提是目标体与围岩有明显的电性差异如：灰岩的电阻率10000Ω•m水的电阻率1Ω•m结合地层对比、趋势分析方法，推测最终地质成果解释方法。电学性质：导电性、介电性、导磁性、激发极化性、自然极化性、压电性、震电性目标体：岩层、水体、构造、洞穴、金属矿等（四）测井勘探测井（地球物理测井）是在勘探和开发石油、天然气、煤、金属矿等地下矿藏的过程中，利用各种仪器测量井下地层的各种物理参数和井眼的技术状况，解决地质和工程问题的一种手段。测井是地球物理学的一个分支。测井是获取地层信息的最直接的地球物理方法之一，主要通过在井下放置一定的测量仪器，同时地面配备对测量仪器进行控制、操作、记录和分析设备。沿井孔测量地层剖面上各地层的物理参数的变化情况，而后对参数进行综合分析得到地层的各种地质特征。测井工作的两个概念1、现场测取资料阶段：即将仪器运往井场，将测井仪器安装，下到待测井段，上提仪器测量各种参数，得到满足一定要求的测井曲线。2、资料处理解释阶段：将测井数据带回室内，在专用的测井解释工作站上用专用测井解释软件进行处理、解释，得到地层各种地质参数。测井技术按照研究地层的物理性质的分为电法测井，声波测井，放射性测井等（五）地震勘探地震勘探是石油、天然气及煤田勘探的基本手段，地震勘探吸收了物理学、数学、地震学及计算机等学科中的重要成果，可以说是地学中最现代化的学科之一。采集：获取反射波数据处理：提高反射波数据的信噪比、分辨率和保真解释（构造和岩性解释）：确定地质特征和意义。地震处理的重要性：野外地震资料必须经过处理才能用于解释。处理结果直接影响解释的正确性和精确度。高质量处理成果可直接用于油气储层预测和烃类检测。解释人员应当具备一定的处理知识。学习勘察技术与工程首先应当学好基础学科，将应用于勘查技术的工具学科学习好，经常阅读一些与勘查技术与工程有关的书籍，加强对这门专业的了解，上课培养良好的学习兴趣，做好课堂笔记，在今后的实践学习中多动手操作，熟练使用各种仪器，将课堂上所学的理论知识与具体实践操作结合起来，加深对所学内容的理解。勘查技术与工程所涉及学习内容较多，我们还要有耐心，具体实践中不能急于求成要稳步前进，细心处理所得数据！