煤礦地質(zhì)信息技術(shù)市公開課一等獎省賽課微課金獎

第十四章煤礦地質(zhì)信息技術(shù)第一節(jié)礦井物探第二節(jié)數(shù)學(xué)地質(zhì)第三節(jié)遙感地質(zhì)

煤礦地質(zhì)信息技術(shù)課件第1頁第1頁第十四章煤礦地質(zhì)信息技術(shù)

伴隨近年來地質(zhì)信息技術(shù)應(yīng)用，在煤礦地質(zhì)研究中，豐富了伎倆，提升了精度和可靠性。為煤礦安全生產(chǎn)提供了保障。第一節(jié)礦井物探

礦井物探方法主要有坑透法、槽波地震、電透視、高密度測深等。一、坑道無線電波透視法（一）原理坑道無線電波透視法是一個地下電磁波法，利用煤巖層電性差異，老判斷工作面內(nèi)部地質(zhì)異常體存在。電阻率低煤巖層對電磁波有強(qiáng)烈吸收作用，在接收處形成一個訊號低質(zhì)區(qū)，交換接收機(jī)和發(fā)射機(jī)位置，圈定訊號低值區(qū)（陰影區(qū)）位置，即煤巖層異常區(qū)。煤礦地質(zhì)信息技術(shù)課件第2頁第2頁（二）應(yīng)用坑道無線電波透視法可用于探測陷落柱、巖漿巖侵入體、斷層、煤厚改變等各種地責(zé)問題。1、定點法：固定發(fā)射機(jī)，接收機(jī)在不一樣部位接收訊號。2、同時法：發(fā)射機(jī)、接收機(jī)分別在運輸巷、回風(fēng)巷同時運動。兩種方法各有優(yōu)、缺點。在煤礦生產(chǎn)過程中，坑道無線電波透視法取得了良好效果，解決了許多實際問題，為煤礦企業(yè)帶來了顯著經(jīng)濟(jì)效益。坑道無線電波透視法發(fā)展：坑透儀向著大透距、智能化、CT成套技術(shù)方向發(fā)展。電透視就是在坑道無線電波透視儀基礎(chǔ)上發(fā)展起來。二、槽波地震法煤層與圍巖相比，其密度要小得多，所以，地震波傳輸速度在煤層中較低，形成一個顯著低速槽。煤礦地質(zhì)信息技術(shù)課件第3頁第3頁

在煤層中激發(fā)地震波，一部分在頂?shù)捉缑嫔喜煌３霈F(xiàn)全反射，煤層頂、底板是平行，全反射就在頂?shù)装褰缑骈g一再重復(fù)進(jìn)行，從而形成一個沿煤層向遠(yuǎn)方傳輸特殊波－－槽波。槽波不一樣界面時，發(fā)生波反射和透射，利用槽波這種改變，確定分界面位置及規(guī)模－－槽波法原理。槽波法分類：1、透射波法在同一煤層兩條巷道中，分別激發(fā)和接收槽波。依據(jù)槽波強(qiáng)弱及速度改變，確定兩條巷道間有沒有結(jié)構(gòu)異常存在。透射距離可達(dá)1000m，準(zhǔn)確率80％以上。2、反射波法在同一條巷道中，布置激發(fā)點和接收點，槽波碰到分界面時，依據(jù)槽波反射信號速度和時間，確定界面位置。煤礦地質(zhì)信息技術(shù)課件第4頁第4頁

特點：可超前探測。探測距離可達(dá)400m，準(zhǔn)確率63％以上。實際工作中，上述兩種方法綜合利用，效果更佳。三、地質(zhì)雷達(dá)定向發(fā)射高頻電磁波，在傳輸過程中碰到界面時，將發(fā)生反射，依據(jù)接收到反射波抵達(dá)時間及傳輸速度，確定地質(zhì)體位置，依據(jù)反射波特征，進(jìn)行目標(biāo)識別。地質(zhì)雷達(dá)是超前探測有效工具，探測距離40m。即可垂直探測，也可水平探測。精度高，目標(biāo)分辨率>0.5m。在井下可用于探測斷層、陷落柱、巖漿侵入體。四、其它物探方法1、瑞利波探測法屬于一個淺層地質(zhì)勘探，其理論解譯有待深入加強(qiáng)。2、電磁場頻率測深法屬于交流電法勘探。還有高分辨率地震勘探、高密度測深勘探等方法。煤礦地質(zhì)信息技術(shù)課件第5頁第5頁第二節(jié)數(shù)學(xué)地質(zhì)

數(shù)學(xué)地質(zhì)是地質(zhì)學(xué)與數(shù)學(xué)間邊緣性學(xué)科，用數(shù)學(xué)方法研究地責(zé)問題，處理地責(zé)問題。一、多元統(tǒng)計分析以大量隨機(jī)為研究對象數(shù)學(xué)方法。研究程序：搜集、整理地質(zhì)數(shù)據(jù)選擇數(shù)學(xué)模型計算機(jī)處理整理結(jié)果地質(zhì)解譯多元統(tǒng)計方法較多，如（1）地質(zhì)屬性分析和綜合：回歸分析、聚類分析、因子分析；（2）地質(zhì)特征空間分布：趨勢面分析、單位向量場分析；（3）地質(zhì)變量時間改變：概型分析、時間序列分析；（4）地質(zhì)變量空間相關(guān)：用于礦石品位及礦床儲量一個統(tǒng)計分析方法。

煤礦地質(zhì)信息技術(shù)課件第6頁第6頁二、煤礦慣用多元統(tǒng)計分析方法（一）回歸分析若要處理兩個變量X、Y之間關(guān)系用一元線性回歸分析，其數(shù)學(xué)模型：Y=β0+β1X（β0、β1—常數(shù)）給定一組實測數(shù)據(jù)，用最小二乘法求解β0、β1值。得到一元線性回歸方程：?＝a＋bX每組實測數(shù)據(jù)（Xi、Yi），均可由上式確定一個回歸值?，Yi

、?離差平方和Q（a，b）＝Σ(yi－?i)2反應(yīng)了全部觀察值與回歸直線偏離程度?；貧w方程確定以后，要進(jìn)行檢驗，看是否含有實際意義。在實際問題中，因變量y往往與多個自變量相關(guān)，可利用多元回歸分析，但計算過程要復(fù)雜。（二）趨勢面分析利用趨勢面分析，能夠?qū)^(qū)域性改變規(guī)律與局部改變分開，有利于問題研究和處理。煤礦地質(zhì)信息技術(shù)課件第7頁第7頁

比如：利用趨勢面分析地質(zhì)結(jié)構(gòu)：每一個見煤點（鉆孔、巷道）有一組煤層標(biāo)高Z、平面坐標(biāo)（x、y），組成一組空間數(shù)據(jù)（xi、yi、zi），其趨勢面方程：

?＝a0＋a1x＋a2y用最小二乘原理，求出a0、a1、a2，從而確定趨勢面方程。上式為二維一次方程，還能夠求二次、三次、四次….趨勢面方程。方程要進(jìn)行檢驗。用趨勢面圖分析全井田或礦區(qū)煤層賦存情況、標(biāo)高等，用偏差圖解釋局部異常（往往是結(jié)構(gòu)發(fā)育部位）。普通情況下，趨勢面方程次數(shù)越高，與實際擬合越好，但要看P＋1次趨勢面對P次趨勢面有沒有新貢獻(xiàn)（即回歸效果是否顯著）若無貢獻(xiàn)，就無需進(jìn)行P＋1次趨勢面分析。數(shù)學(xué)地質(zhì)方法還有聚類分析、判別分析等。煤礦地質(zhì)信息技術(shù)課件第8頁第8頁

第三節(jié)遙感地質(zhì)

一、概述（一）遙感技術(shù)1、概念：以當(dāng)代技術(shù)伎倆對目標(biāo)進(jìn)行遙遠(yuǎn)感知整個過程－－遙感技術(shù)。廣義遙感技術(shù)：利用電磁輻射信息（發(fā)射、吸收、反射）、力場信息（重力、磁力）和機(jī)械波信息（地震波、聲波）對目標(biāo)物進(jìn)行識別和探測。狹義遙感技術(shù)：電磁波輻射遙感技術(shù)。遙感方式有兩種：被動遙感：接收目標(biāo)物反射太陽輻射或本身發(fā)射電磁波。根據(jù)其信息特征來識別目標(biāo)物性質(zhì)遙感技術(shù)，如：攝影、攝像、紅外掃描等。煤礦地質(zhì)信息技術(shù)課件第9頁第9頁主動遙感：接收目標(biāo)物反射人工輻射電磁波。并依據(jù)其信息特征來識別目標(biāo)物性質(zhì)遙感技術(shù)，如：機(jī)載測試、雷達(dá)等。遙感利用目標(biāo)物反射發(fā)射電磁波波譜范圍：紫外、可見光、紅外線及部分微波。2、遙感技術(shù)系統(tǒng)組成（1）星載系統(tǒng)：信息接收系統(tǒng)。由遙感平臺（裝載傳感器運載工具）和傳感器組成。依據(jù)遙感平臺性質(zhì)不一樣，遙感技術(shù)可分為：A航空遙感：遙感平臺為飛機(jī)、氣球。B航天遙感：遙感平臺為衛(wèi)星。C地面遙感：遙感平臺為地面遙感車。傳感器為接收電磁波儀器，包含攝像機(jī)、多波段攝影儀、掃描儀、側(cè)式雷達(dá)等。（2）地面系統(tǒng)：遙感信息接收和預(yù)處理系統(tǒng)。煤礦地質(zhì)信息技術(shù)課件第10頁第10頁（3）用戶系統(tǒng)：遙感信息分析解釋系統(tǒng)3、遙感物理基礎(chǔ)不一樣地質(zhì)體因物質(zhì)結(jié)構(gòu)不一樣，它們發(fā)射、吸收、反射和透射電磁波特征也不一樣，利用這些特征來分析、判斷地質(zhì)體存在，這就是遙感地質(zhì)物理基礎(chǔ)。（二）遙感地質(zhì)遙感技術(shù)和遙感資料載地質(zhì)工作中應(yīng)用—遙感地質(zhì)。1、判定巖石種類：不一樣巖石反射和反射電磁波不一樣，詳細(xì)表現(xiàn)為影像色調(diào)和密度差異。2、尋找礦產(chǎn)資源：尋找成礦線索，縮小找礦范圍