一种矿区深部金属矿的探测方法技术

本发明专利技术属于地下金属矿探测技术领域，具体涉及一种矿区深部金属矿的探测方法，根据矿区采矿爆破的震源位置，在地表布设爆破信号接收系统，接收并保存一定时间内的采矿爆破产生的地震信号和噪声，接收结束后将数据传输至电脑分析处理，并据此分析矿区深部金属矿的分布情况。利用采矿爆破信号探测深部金属矿，即利用矿区地下采矿爆破作为震源，无需人工产生震源，大大降低了成本，并且野外作业方便，地震台阵同时具备主动源与被动源勘探的优点。

A METHOD OF DEEP METAL DEPOSIT EXPLORATION IN MINING AREA

【技术实现步骤摘要】
一种矿区深部金属矿的探测方法
本专利技术属于地下金属矿探测
，具体涉及一种矿区深部金属矿的探测方法
技术介绍
反射地震勘探相对于电磁法、激发极化法和重力勘探等地球物理方法，具有勘探深度更深，精度相对较高且分辨率较高等优点。但与油气等能源勘探相比，金属矿勘探所涉及的地震地质条件和需要解决的地质问题更加复杂，往往地震波在传播过程中会发生散射，而非反射信号。这是由于金属矿在地下的分布十分复杂，岩脉多是倾斜状，而应用反射地震的前提都是假设地下介质是水平层状的，因此反射地震对于金属矿勘探效果不佳。此外，反射地震勘探需要人工产生震源，在地形复杂地区一般采用在地面钻孔放置炸药作为震源，费用较高，破坏力大，并且野外作业复杂。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种矿区深部金属矿的探测方法，利用采矿爆破信号探测深部金属矿，即利用矿区地下采矿爆破作为震源，无需人工产生震源，大大降低了成本，并且野外作业方便，地震台阵同时具备主动源与被动源勘探的优点。本专利技术是这样是实现的，一种矿区深部金属矿的探测方法，根据矿区采矿爆破的震源位置，在地表布设爆破信号接收系统，接收并保存一定时间内的采矿爆破产生的地震信号和噪声，接收结束后将数据传输至电脑分析处理，并据此分析矿区深部金属矿的分布情况。进一步地，在布设爆破信号接收系统前，根据矿区的开采情况、已探明部分的深度、形态及实验区的地质信息，分析矿体的走向及位置。进一步地，所述爆破地震信号接收系统为短周期台站，布设方法如下：根据震源位置确定台站间的距离以及台站个数，测试仪器是否正常工作，在选定的位置处触动仪器开关，等待仪器正常接收卫星信号后，指示灯亮起，调试完成后将仪器分别埋于地下10-15mm处，表面覆盖一薄层浮土，仪器直接接收卫星信号，无需人工对时，等待地下采矿震源爆破，仪器接收爆破产生的地震信号，并保存。与以往短周期密集台阵布设方法不同的是，本专利技术的观测系统无需布设成一个测网，而是在一定范围内密集布设，从而接收爆破信号和噪声。进一步地，在将台站埋于地表前，对仪器做防水保护措施。进一步地，台站接收信号的时间一般为7-30天。进一步地，数据的分析处理方法采用偏移的方法，利用收集到的短周期台站的噪声数据，进行噪声成像，得出速度结构，从而建立地下介质模型，正演得到波场快照，记录并储存，而后根据地震记录沿时间轴反向外推波场，存储每一时间步的波场信息，而后利用成像条件进行成像运算，完成偏移处理，利用偏移剖面，清晰地刻画深部金属矿的分布情况。所谓偏移的方法，即在弹性波逆时传播的过程中记录下绕射点对应的成像条件时刻的波场值，将个绕射点的偏移结果叠加起来，就可以得到整个模型的偏移剖面。偏移采用波动方程实现，没有倾角限制，能适应空间速度剧烈变化的情况。偏移主要的步骤包括获取波场快照以及成像条件。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术与传统反射地震勘探相比，无需人工震源，降低了成本，节省了人力及物力，矿区的采矿爆破，是矿区采矿的一种必要手段，将爆破信号为本次专利技术的震源，是一举两得；(2)在地表布设短周期密集台阵作为地震信号接收系统，操作十分方便，不受地形控制，无需人工对时，布设完成就可以时时接收数据，这样大大降低了野外作业难度；(3)本专利技术的震源位置在矿区开采的矿坑内，地震波的传播路径短，能量衰减小，可同时记录上行波和下行波，勘探效果更佳；(4)本专利技术与反射地震相比，无需采用多次覆盖观测系统，无需抽取共中心点道集等处理，采用偏移方法，加之利用噪声成像刻画地下介质模型，信噪比更高，得到地质模型更加准确可靠。附图说明图1为某金属矿二矿区第52行模型图；图2为某金属矿二矿区第52行照明结果图；图3为地震合成记录0.16s(a)、0.21s(b)、0.26s(c)、0.31s(d)、0.36s(e)、0.41s(f)时刻的波场快照；图4为合成地震记录。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术是针对金属矿的勘探提出的一种新的矿区深部金属矿的探测方法。现有技术中的反射地震勘探观测系统的布设与本专利技术的布设方法存在着不同，反射地震勘探需提前确定震源位置及检波器的位置，测线必须是直线，且应垂直于构造的走向。反射地震勘探需采用多次覆盖的观测系统，需要多次改变激发点和接收点的位置，野外作业十分复杂。而本专利技术利用短周期密集台阵地震信号接收系统，野外台站的布设通过理论的实验研究，已确定位置，无需一定是直线，不受地形控制。震源的准确位置通过实验后得到的时距曲线来确定，且无需多次观测，台站布设完成后就开始接收信号，无需人工对时，由卫星定位系统准确对时。与反射地震相比，反射地震震源在地表，反射波需经过地下介质后再反射回地表，本专利技术的震源更加靠近勘探目标，地震波传播路径短，能量衰减少，勘探效果更好。实施例1、以某铜镍矿床为例，利用前期收集到的地质信息，结合了解到的矿区实际开采及探测情况，设计了二矿区第52行地质模型剖面图，参考图1，并对模型进行赋值，包括岩性、弹性波在介质中传播的速度以及各种岩性的密度，参考表1。地震信号接收系统采用短周期密集台阵，设计如下：以地表为x轴，垂直地表向下为y轴及深度轴，在二矿区的矿坑里，距地表870米，距y轴540米，及在模型的(540,870)m处布设震源，在地表布设台站，台站间相距12米，共布设了161个台站。参考图2，利用地震照明技术，对该模型进行地震正演模拟，得到了地震合成记录，参考图3，截取0.16s、0.21s、0.26s、0.31s、0.36s、0.41s这六个时刻的波场快照进行分析，参考图4，得出结论：从六个时刻的波场快照与合成地震记录分析可以看出：a为直达波，b为透射波，c为1面的反射波，d为3面的反射波，f为3面的透射波，e为4面的反射波。通过对得到的结果进行处理和分析，与实际已探明的部分进行对比，结论与实际情况吻合度较高。通过理论实验，可以很好地刻画深部金属矿矿体的形态，在实际的野外工作结束后，按照上述的处理方法，首先获取波场快照，参照图4，进行偏移成像处理，结合地震合成记录，综合分析并解释，最终得到地下深部金属矿的分布情况。表1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿区深部金属矿的探测方法，其特征在于，根据矿区采矿爆破的震源位置，在地表布设爆破信号接收系统，接收并保存一定时间内的采矿爆破产生的地震信号和噪声，接收结束后将数据传输至电脑分析处理，并据此分析矿区深部金属矿的分布情况。

【技术特征摘要】
1.一种矿区深部金属矿的探测方法，其特征在于，根据矿区采矿爆破的震源位置，在地表布设爆破信号接收系统，接收并保存一定时间内的采矿爆破产生的地震信号和噪声，接收结束后将数据传输至电脑分析处理，并据此分析矿区深部金属矿的分布情况。2.按照权利要求1所述的矿区深部金属矿的探测方法，其特征在于，在布设爆破信号接收系统前，根据矿区的开采情况、已探明部分的深度、形态及实验区的地质信息，分析矿体的走向及位置。3.按照权利要求1所述的矿区深部金属矿的探测方法，其特征在于，所述爆破地震信号接收系统为短周期台站，布设方法如下：根据震源位置确定台站间的距离以及台站个数，测试仪器是否正常工作，在选定的位置处触动仪器开关，等待仪器正常接收卫星信号后，指示灯亮起，调试完成后将仪器分别埋于地下10-15m...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯晅，李晓丹，田有，恩和德力海，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22