邯郸采空区重磁勘探设计

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1、邯长线采空区勘察高精度重磁力勘探施工设计邯长线采空区勘察高精度重磁力勘探施工设计甲 方 单 位： 乙方单位 编 写 人 审 核 人 技术负责人 行政负责人二oo九年四月目录1地理、地质、地球物理概况及勘探部署12野外采集方法和技术要求32.1重力工作方法和技术要求32.2磁力工作方法和技术要求62.3测量工作方法及技术要求102.4物性工作方法与技术要求122.5资料的检查和验收152.6 执行的技术规程163资料处理解释技术173.1研究思路173.2重磁资料处理173.3提交的成果194队伍组织与工作安排204.1队伍组织204.2施工装备204.3生产进度安排215生产管理措施215.1

2、质量管理措施215.2 HSE 管理216费用预算281地理、地质、地球物理概况及勘探部署测区位于河北省武安市磁山阳邑之间，属太行山东缘，地形较平缓，为磁铁矿 区。该地采矿、冶铁历史悠久，现多为私企开采。地层由上而下基本为第四系黄土、 石灰岩及闪长岩，铁矿成矿于闪长岩侵入石灰岩接触带上，一般呈立体团状分布。磁 山地区开采深度较浅，可见露天开采痕迹，阳邑地区约180m以下。地表多见因采空引 起的塌陷坑，大小深度不一，邯长线在阳邑一段因此而改线。铁矿被开采后，该段地层变为空气或松散充填物，其密度层缺失，在地面重力和 磁力上会产生异常，如图1-1模拟所示：图 1-1 重力模型正演结果该采空模型顶深1

3、00m,岩洞高2m，长10m,正演计算可以引起20微伽重力异常, 因此采用高精度重力勘探开展工作有较好的地球物理前提，考虑到重磁同源效应及铁 矿的高磁性，铁矿采空后地表磁场会出现变化，因此采用重力、磁法联合解决该区的 采空问题是一种较好的手段。根据该区概况及勘探任务的要求，本次勘探部署重、磁力勘探面积为2X 0.5km2, 考虑到重力边界效应，地形测量数据应在扩展到测区外围2km远。由于探测目标小， 本次重磁力勘探测区测网按20米x20米方式布设；在异常区，如果不能确定边界，需 加密至10mX 10m,测线方位角与原物探测线平行。全区初步布设重磁力测线95 条, 测点2388 个，具体见图 1

4、-2。测区范围及角点坐标见表 1-1。重磁力勘探工区拐点坐标表 1-1拐点Y坐标X坐标A4067660.862019493928.6748B4067660.862019496315.1832C4066449.156519496315.1832D4066449.156519493928.6748东方公司综合物化探事业部于 4 月 1 日与委托方进行了接洽和情况了解，在收集 资料的基础上编写了本设计书。本设计书以合同规定的地质任务、各项技术指标及各项行业标准为依据，针对测 区的实际情况，拟定了完成本次勘探任务的施工方法、预期达到的各项技术指标，以 及完成该任务所需的人员设备、预期完成的工期等。本设

5、计经审批后，作为野外生产的依据，对野外生产过程中出现的新问题及设计 中未涉及的内容，均以规范为准。如遇有特殊情况，需对本设计做出变更的，须报请 甲方批准同意后，方可在野外实施。0图 1-2 测区重磁力勘探部署图2 野外采集方法和技术要求2.1 重力工作方法和技术要求2.1.1 重力仪器试验开工前所有重力仪器必须进行全面检查、调节，并进行下列试验，各项指标达到 要求后方可施工。2.1.1.1 静态试验静态试验在无干扰的室内进行，重力仪始终处于开摆状态。每 30min 读取一次读 数，连续观测不少于24h,并绘出仪器读数随时间的变化曲线，分析仪器的静态性能。 其静态掉格曲线应保持线性，平均每小时静

6、态掉格应不大于0.004x 10-5 m - s-2。2.1.1.2 动态试验在工区内选取一段路线，要求试验点间的重力段差一般在2.0x 10-5m s-2以上，每 台仪器的试验次数不少于2次，每次不少于8h,选择810个点采用重复观测法进行。 根据试验结果分析仪器的动态性能，动态观测精度不低于土0.04x 10-5m s-2。2.1.1.3 一致性试验投入施工的所有仪器，均要进行一致性对比。试验次数不少于2次，试验点数810 个，要求两点之间重力差较大，点距与实际工作点距相当。如果动态混合掉格试验满 足上述要求，也可以利用其试验结果来计算仪器的一致性，仪器一致性精度不低于 0.04 x 10

7、 -5 m s -2。上述仪器试验必须满足设计要求，对于超出设计要求的仪器要认真分析原因，对 于不能满足设计要求的仪器不能投入生产，直到稳定后重新试验能满足设计要求为止， 必要时应进行调换。重力仪每月测定一次水泡位置和光线灵敏度，超出要求必须调校， 并做好记录。施工结束后，重力仪要在同一试验场上进行一次动态和一致性试验，以 检验施工期间的仪器性能。2.1.2 重力普点观测和精度要求测线采用直线布设，重力点要设立明显的标志，确保检查观测时能够找到测点。普点采用单次观测法施测（如图 2-1 所示），每个工作单元首尾连接基点。当天闭合 重力基点。早基点连接采用“基辅基”方式连接，基点、普通点和检查点

8、均采用 两次读数，并且符合规程要求。每个重力工作单元零点位移不大于0.120x 10-5m s-2。1234基点 =的=$=(1)基点J图 2-1 重力基点控制下的普点观测方式示意图点位尽量避开田埂或河堤陡坎，减少微地形的影响。 检查点应尽量做到在时间和空间上分布均匀，检查观测尽量执行同一点位、不同 工作单元、不同仪器、不同操作员的要求，检查率不少于5%，检查点最大直接差不大 于 0.100 X 10-5 m s -2。重力野外记录要认真，字迹清晰工整，注记齐全；严格按照统一格式填写；不得 涂改、擦改、就字改字或连环划改，正常划改应备注，并保持页面清洁和页数完整； 各项观测数据和备注要现场填写

9、，保证真实、准确、不得追记或转抄。2.1.3 地形改正由于工区地形相对较平坦，对周围地形起伏不超过 10的测点，地形影响可忽略 不计，对周围地形起伏超过 10的测点进行近区地改。方法是用森林罗盘和测绳，顺 时针方向进行八方位实测，记录相对高差。正东、南、西、北方向水平距离要求20m, 对角线方向要求28.28m (如图2-2所示)。重力地形校正，采用实测及1:2000地形图数字化的高程数据。2.1.4 重力资料整理2.1.4.1 固体潮校正固体潮校正采用下式计算：图2-2近区地改示意图G(t)二 0.0 5 5 F6)-(1 -3c 0 2sZ ) + 0.0 0 1 3m(3c o Z 一5

10、c o2sZ ) + 0.0 2 5 36)-mm(C )3s-(1 一 3c O3sZ )sGT (t, e) = G (t) - f )F他)=0.998327 + 0.00167 c o 2f () = 0.0 0 4 8b0.0 1 5 7 3n - 0.0 0 1 S9n式中：GT(t,?固体潮理论值，10-5m-s-2 ;C 、C 分别为月心和日心至地心平均距离， km ； msR 、R 分别为月心和日心至地心距离， km ； msZ、Z分别为月亮和太阳对测点的地心天顶距，()； ms(5潮汐因子，采用平均值1.16；，测点纬度和地心纬度，(。)。2.1.4.2 零点位移改正系数由

11、下式计算：5 -5K =gt -1式中：K为零点位移校正系数，10-5m - s-2 /min ；5为普通观测时，终止基点与起始基点重力差，10-5m-s-2； g5为终止基点与起始基点已知重力差，10-5 m - s-2 ；gt，t分别为起始基点与终止基点上观测时间，min。2.1.4.3 布格改正布格改正采用下式计算：Ag = (0.3086 - 0.0419 p ) Hb式中：Agb布格改正值(10-5m - s-2)；H测点海拔高程(m)；P中间层密度，取2.00g/cm3。使用加长脚架时采用下式改正：Ag = (0.3086 - 0.0419 p)H - 0.0419 p H b 0

12、.3086 H1 b011式中：Agb布格改正值(10-5m - s-2)；H测点海拔咼程(m)；H1重力仪底盘至测点(水底)高差(m)；P中间层密度；P0水的密度(1.00g/cm3)。2.1.4.4 近区地形改正计算方法采用方域地改：20m 的方形近区，根据八方位实测的相对高差用下式计算 8 个斜顶面三角棱柱体的地校值，然后相加：Ag = GpitC + B +、 AB + 2 BC + B 2 InC + AB式中：A = a 2 +1 , B = b 2 +1 , C = ab a = h / D , b =(h - h )/ D1 2 1Ag 每个三角棱柱体的改正值，10-5m-s-

13、2；iD 方形域的半边长， m；h 方形域四条边中点上的高程， m ； 1h 方形域四个角点上的高程， m。22.1.4.5 理论重力值计算采用 19011909 年赫尔默特公式：g = 978030(1 + 0.005302sin2 Q - 0.000007sin2 2) 0式中：g为理论重力值，10-5m - s-2 ； 为测点纬度。2.1.4.6 布格重力异常计算Ag = g + Ag + Ag - g观 布 地 0采用1954 年北京坐标系、1956 年黄海高程系2.2 磁力工作方法和技术要求2.2.1 磁力仪器试验磁力仪的分辨率不低于土 0.01nT。确保野外观测数据的准确性。 开工

14、前投入施工的磁力仪应在工区内统一进行噪声水平、观测精度、一致性和系统误差试验。试验时间应选择在静日K指数小于5的时间段（即无太阳黑子活动、无 磁爆、磁扰，日变曲线平缓变化的时间）进行。噪声试验均方误差不得大于1.0nT, 仪器动态观测精度均方误差不得大于土 1.2nT。仪器一致性试验均方误差不得大于土 1.2nT。系统误差都要进行改正。2.2.1.1 探头高度探头高度统一取 1.8m。2.2.1.2 噪声水平的测定开工前，选择一磁场平稳而又不受人文干扰场影响的地方，将各仪器的探头置于此区，探头间距离应在 20m 以上。各仪器做秒级同步的日变观测，读数时间间隔为 15s取 100 个左右的观测值

15、按下式计算每台仪器的噪声均方根误差值：S = +式中：S噪声均方根误差值，nT；Ax.第i时观测值xi与起始观测值x的差，nT； 应所有仪器同一时间观测差值的平均值，nT；i观测值总个数。2.2.1.3 观测误差的测定选择浅层干扰小且无人文干扰场影响的地方，并要求观测路线穿过有 1020nT 弱 磁异常变化的地区。沿线观测点不少于50 个，参与生产的各台磁力仪都在这些点上作 往返观测，各观测值经日变改正后，按下式计算每台仪器的观测均方根误差：某仪器第 P 点前后观测值之差， nT；式中： 1仪器观测均方根误差，nT；5pN测点数。2.2.1.4 仪器系统误差的测定每台磁力仪都进行系统误差改正。计算各仪