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摘要:地震勘探爆破屬于特種爆破作業類別,這里主要以卡姆斯特煤炭資源預查二維地震為例,闡述地震勘探的爆破激震設計及爆破安全技術問題。
用人工的方法,如爆炸、沖擊等方式來激發、引起地殼的震動而產生地震波,通過研究地震波在地殼內的傳播規律,達到查明地下地質構造和尋找有用礦藏的目的,這種人工地震方法稱為地震勘探。地震勘探按照激發方式分類主要為炸藥震源和非炸藥震源[1]。在野外數據采集中,由于炸藥震源具有能量強、干擾弱、信噪比高等優點倍受人們的青睞,因此爆破激震是地震勘探野外數據采集的重要保證。
1孔位布置
地震勘探的炮孔布設依照設計的觀測系統進行,下面以卡姆斯特煤炭資源預查二維地震為例,簡述孔位的布設情況(如圖1所示)。本次的觀測系統為:觀測方式為縱波反射波中點激發,接收道數為120道,覆蓋次數為30次,道間距為10m,炮點距為20m,最小偏移距為10m,最大偏移距為1190m。為獲得優質的地震原始資料,對野外工作方法及采集參數要進行充分試驗,以選擇最佳施工方案。本區儀器開動120道,道距10m,中點激發。先進行井深試驗:藥量2kg,井深為3m、5m、6m、7m、8m、9m、11m、13m、15m的試驗;再進行藥量試驗:選擇最佳井深,藥量分別為1、2、3和4千克。經過試驗論證,最終確定為7m井深,2kg激發藥量,地震反射波效果最好。
2鉆具、爆破器材選擇
依據工作區的地質情況,大部分區域為殘丘狀的剝蝕平原,因此主要采用大型車載鉆機成孔,在丘陵地段采用山地鉆機,煤田地震勘探一般使用50mm孔徑。采用連續裝藥結構,每個炮孔從孔底向上連續裝入2個藥柱(一個藥柱1kg),用正向起爆[2],起爆藥包裝于靠近孔口的附近,雷管聚能穴朝向孔底,充分利用其能量以便地震反射波的向下傳播的更遠。為了保證成孔質量,在打孔前鉆機要安置穩固,鉆頭應與地面保持垂直,局部地段存在流砂層,有塌孔現象,采用了邊成孔邊下藥的方法,保證要求的孔深。地震勘探大多采用成品震源藥柱,煤田地震勘探一般采用中密度、低爆速震源藥柱[3],藥包底部留有一個聚能穴,使得激發能量具有方向性。采用8號電雷管(瞬發電雷管)激發震源藥柱,采用SGD-SB專用爆炸機。
3爆破安全技術
在地震勘探中,裝藥和封孔的質量是取得良好激發效果的重要保證。由專人監孔,保證激發孔深嚴格按設計要求,不允許無故變動。裝藥開始前,爆破區要警戒,不準許無關人員進入爆破區。先進行驗孔,檢查孔深、孔向、水位等,每打好一個孔由監孔人員驗收,合格后才允許下藥;裝藥時震源藥柱之間的絲扣要擰緊,輕拿輕放,電雷管與爆炸線的應用防水膠帶纏好,電雷管插入雷管穴后用玻璃膠封死后下藥。封孔一般選用帶有一定濕度的礦土混合物或黃土。井炮的孔頂最好用水泥填充,封實封嚴。以便改善爆破效果和提高炸藥利用率,來滿足地震勘探悶炮激發的要求,避免發生沖天炮,使井口的土塊或沙石飛濺。一切工作準備就緒后,爆破人員進入施工現場,仔細檢查起爆網絡的連通情況;起爆前,確認安全警戒工作完成情況;將爆破點附近的人員、設備轉移到爆破安全距離,起爆由負責人員發出口令,爆破人員拉出足夠長的爆破引線,連接爆炸機,完成起爆。爆破結束后檢查爆破效果,是否全爆或存在盲炮,并進行相應的處理。
4小結
綜上所述,可知在地震勘探野外數據采集中要獲得優質的地震原始資料,爆破激震承擔著重要的角色,是取得地震勘探地質成果[4]的重要前提;因此,在爆破施工過程中必須嚴格按照《地震勘探爆炸安全規程》運輸、存儲、使用有關的爆炸物品,消除安全隱患的同時,應該做到以下幾點:首先,炮孔布設非常重要,保證安全第一,合理設計孔位,通過試驗選擇合適的孔深和藥量,保證成孔質量;其次,根據地質情況的不同選用與之相適應的鉆機,平原地貌一般采用大型車載鉆機成孔,在丘陵、山地主要采用山地鉆機;再次,封孔材料選擇要合理,保證炮孔封實封嚴;最后,起爆程序嚴格按照要求進行,保證人員和設備的安全。
參考文獻:
[1]%王鵬,姚和清,等.地震勘探資料采集技術[M].北京:石油工業出版社,1999(9):22-23.
[2]%汪旭光.爆破設計與施工[M].北京:冶金工業出版社,%%%%%2011,5.
[3]%地震勘探爆炸安全規程[Z].國家技術監督局,1992,3,1.實施.
[4]%陸基孟,等.地震勘探原理(上、下冊)[M].東營:石油大學出版社,2004.
作者:任小麗 單位:新疆煤田地質局綜合地質勘查隊