煤矿地质信息技术市公开课一等奖省赛课微课金奖

第十四章煤矿地质信息技术第一节矿井物探第二节数学地质第三节遥感地质

煤矿地质信息技术课件第1页第1页第十四章煤矿地质信息技术

伴随近年来地质信息技术应用，在煤矿地质研究中，丰富了伎俩，提升了精度和可靠性。为煤矿安全生产提供了保障。第一节矿井物探

矿井物探方法主要有坑透法、槽波地震、电透视、高密度测深等。一、坑道无线电波透视法（一）原理坑道无线电波透视法是一个地下电磁波法，利用煤岩层电性差异，老判断工作面内部地质异常体存在。电阻率低煤岩层对电磁波有强烈吸收作用，在接收处形成一个讯号低质区，交换接收机和发射机位置，圈定讯号低值区（阴影区）位置，即煤岩层异常区。煤矿地质信息技术课件第2页第2页（二）应用坑道无线电波透视法可用于探测陷落柱、岩浆岩侵入体、断层、煤厚改变等各种地责问题。1、定点法：固定发射机，接收机在不一样部位接收讯号。2、同时法：发射机、接收机分别在运输巷、回风巷同时运动。两种方法各有优、缺点。在煤矿生产过程中，坑道无线电波透视法取得了良好效果，解决了许多实际问题，为煤矿企业带来了显著经济效益。坑道无线电波透视法发展：坑透仪向着大透距、智能化、CT成套技术方向发展。电透视就是在坑道无线电波透视仪基础上发展起来。二、槽波地震法煤层与围岩相比，其密度要小得多，所以，地震波传输速度在煤层中较低，形成一个显著低速槽。煤矿地质信息技术课件第3页第3页

在煤层中激发地震波，一部分在顶底界面上不停出现全反射，煤层顶、底板是平行，全反射就在顶底板界面间一再重复进行，从而形成一个沿煤层向远方传输特殊波－－槽波。槽波不一样界面时，发生波反射和透射，利用槽波这种改变，确定分界面位置及规模－－槽波法原理。槽波法分类：1、透射波法在同一煤层两条巷道中，分别激发和接收槽波。依据槽波强弱及速度改变，确定两条巷道间有没有结构异常存在。透射距离可达1000m，准确率80％以上。2、反射波法在同一条巷道中，布置激发点和接收点，槽波碰到分界面时，依据槽波反射信号速度和时间，确定界面位置。煤矿地质信息技术课件第4页第4页

特点：可超前探测。探测距离可达400m，准确率63％以上。实际工作中，上述两种方法综合利用，效果更佳。三、地质雷达定向发射高频电磁波，在传输过程中碰到界面时，将发生反射，依据接收到反射波抵达时间及传输速度，确定地质体位置，依据反射波特征，进行目标识别。地质雷达是超前探测有效工具，探测距离40m。即可垂直探测，也可水平探测。精度高，目标分辨率>0.5m。在井下可用于探测断层、陷落柱、岩浆侵入体。四、其它物探方法1、瑞利波探测法属于一个浅层地质勘探，其理论解译有待深入加强。2、电磁场频率测深法属于交流电法勘探。还有高分辨率地震勘探、高密度测深勘探等方法。煤矿地质信息技术课件第5页第5页第二节数学地质

数学地质是地质学与数学间边缘性学科，用数学方法研究地责问题，处理地责问题。一、多元统计分析以大量随机为研究对象数学方法。研究程序：搜集、整理地质数据选择数学模型计算机处理整理结果地质解译多元统计方法较多，如（1）地质属性分析和综合：回归分析、聚类分析、因子分析；（2）地质特征空间分布：趋势面分析、单位向量场分析；（3）地质变量时间改变：概型分析、时间序列分析；（4）地质变量空间相关：用于矿石品位及矿床储量一个统计分析方法。

煤矿地质信息技术课件第6页第6页二、煤矿惯用多元统计分析方法（一）回归分析若要处理两个变量X、Y之间关系用一元线性回归分析，其数学模型：Y=β0+β1X（β0、β1—常数）给定一组实测数据，用最小二乘法求解β0、β1值。得到一元线性回归方程：Ŷ＝a＋bX每组实测数据（Xi、Yi），均可由上式确定一个回归值Ŷ，Yi

、Ŷ离差平方和Q（a，b）＝Σ(yi－ŷi)2反应了全部观察值与回归直线偏离程度。回归方程确定以后，要进行检验，看是否含有实际意义。在实际问题中，因变量y往往与多个自变量相关，可利用多元回归分析，但计算过程要复杂。（二）趋势面分析利用趋势面分析，能够将区域性改变规律与局部改变分开，有利于问题研究和处理。煤矿地质信息技术课件第7页第7页

比如：利用趋势面分析地质结构：每一个见煤点（钻孔、巷道）有一组煤层标高Z、平面坐标（x、y），组成一组空间数据（xi、yi、zi），其趋势面方程：

Ž＝a0＋a1x＋a2y用最小二乘原理，求出a0、a1、a2，从而确定趋势面方程。上式为二维一次方程，还能够求二次、三次、四次….趋势面方程。方程要进行检验。用趋势面图分析全井田或矿区煤层赋存情况、标高等，用偏差图解释局部异常（往往是结构发育部位）。普通情况下，趋势面方程次数越高，与实际拟合越好，但要看P＋1次趋势面对P次趋势面有没有新贡献（即回归效果是否显著）若无贡献，就无需进行P＋1次趋势面分析。数学地质方法还有聚类分析、判别分析等。煤矿地质信息技术课件第8页第8页

第三节遥感地质

一、概述（一）遥感技术1、概念：以当代技术伎俩对目标进行遥远感知整个过程－－遥感技术。广义遥感技术：利用电磁辐射信息（发射、吸收、反射）、力场信息（重力、磁力）和机械波信息（地震波、声波）对目标物进行识别和探测。狭义遥感技术：电磁波辐射遥感技术。遥感方式有两种：被动遥感：接收目标物反射太阳辐射或本身发射电磁波。根据其信息特征来识别目标物性质遥感技术，如：摄影、摄像、红外扫描等。煤矿地质信息技术课件第9页第9页主动遥感：接收目标物反射人工辐射电磁波。并依据其信息特征来识别目标物性质遥感技术，如：机载测试、雷达等。遥感利用目标物反射发射电磁波波谱范围：紫外、可见光、红外线及部分微波。2、遥感技术系统组成（1）星载系统：信息接收系统。由遥感平台（装载传感器运载工具）和传感器组成。依据遥感平台性质不一样，遥感技术可分为：A航空遥感：遥感平台为飞机、气球。B航天遥感：遥感平台为卫星。C地面遥感：遥感平台为地面遥感车。传感器为接收电磁波仪器，包含摄像机、多波段摄影仪、扫描仪、侧式雷达等。（2）地面系统：遥感信息接收和预处理系统。煤矿地质信息技术课件第10页第10页（3）用户系统：遥感信息分析解释系统3、遥感物理基础不一样地质体因物质结构不一样，它们发射、吸收、反射和透射电磁波特征也不一样，利用这些特征来分析、判断地质体存在，这就是遥感地质物理基础。（二）遥感地质遥感技术和遥感资料载地质工作中应用—遥感地质。1、判定岩石种类：不一样岩石反射和反射电磁波不一样，详细表现为影像色调和密度差异。2、寻找矿产资源：寻找成矿线索，缩小找矿范围