1.地质灾害特点与发育规律研究

2.在地质灾害评价与其他地质调查中的应用

3.地面沉降的成因机制和形成条件

4.碳排放的标准是什么?

5.企业如何进行对标管理

6.关于天然气安全方面的文章,谁有啊 急求!!!

7.探测与监测

天然气动态监测标准是什么原因引起的_天然气在线监测

碳排放量,对应的专业术语叫做碳通量(既包括碳排放和碳吸收)。本答案中除了讨论碳排放,还讨论了碳吸收。这是因为如果作为一个排放主体,如果还参与了植树造林之类的减排工程,也是可以抵扣碳排放额度的。碳吸收的测算问题同样重要。

碳通量目前主流的计算方法分两种,一种叫“自下而上(bottom-up)”的方法,一种叫“自上而下(top-down)”的方法

“自下而上”的方法把碳通量分成主要两部分:人为活动,生态系统活动

人类活动包括化石燃料燃烧等,涵盖了汽车尾气等,主要通过统计数据计算得到,即根据一个地区的燃料消费量,结合各种燃料燃烧的效率计算排放的碳量。具体来说就是根据国家统计局的地区石油、煤、天然气……的消费量,结合经验公式,计算出相应的排放量。其它答案主要在详细介绍这部分的计算过程。这也是实际上最广泛采用的统计方式。

生态系统活动则是生态学的研究内容之一,简单来说生态系统对大气碳的影响包括两个部分:1)光合作用固碳,这部分固定的碳总量叫做总初级生产力(Gross Primary Productivity, GPP);2)生态系统呼吸(Re),包含植物自身的呼吸,以及动物食用了植物之后的呼吸。这两个部分相减就是净生态系统交换量(NEE = GPP - Re),也就是我们关注的生态系统这部分的碳通量。

为了计算NEE,通常会把它拆分为GPP跟Re分别计算,二者都跟太阳辐射、降水、湿度、气温等气候因素,以及地表植被覆盖情况有关。将这种关系,结合相应的数据,就能计算出相应的量出来。

这是一个很复杂的研究课题。

除了这两部分外,还有火烧事件(如森林大火、秸秆燃烧等事件,一般通过地方志、或者卫星影像来发现)、海洋吸收/排放、飞机排放、游轮排放……这些排放量比较小、或者不确定性比较低(海洋)

总之“自下而上”的方法就是把碳排放分解成若干分量,然后根据各自的特征进行统计,最后求和得到总得碳排放量。

显然,这样计算有很大的误差,所以最近发展了新的方法,叫做“自上而下”。之所以这么叫,是因为这个方法根据大气碳浓度观测,反算地表碳排放。

举个例子,如果知道一个地区每个时刻的大气碳浓度,就能知道这个地区一段时间内碳浓度增加或者减少了多少,这段时间的碳变化量由两部分组成:1)大气传输,也就是风吹来的与吹走的,2)当地的碳排放。第一部分通过连续的大气风速、风向观测就能计算出来,做

地质灾害特点与发育规律研究

简单地说,地震前兆就是能预示地震发生的征兆,它包括微观和宏观两大类。地震在发生前有一个孕育过程。在这个过程中,震源及附近物质发生物理、化学等一系列异常变化。这些异常现象就是地震前兆。同一异常现象可以由多种原因引起,出现这些异常现象不一定有地震发生。但一般来说大的地震发生前,可能会有地震异常出现。

(一)宏观前兆人的感官能直接觉察到的地震前兆现象称为地震的宏观前兆。地震宏观异常(前兆)的表现形式多样且复杂,主要有地下水、动物、地声、地光、气象等。

1.地下水地下水包括井水、泉水等。主要异常有发浑、冒泡、翻花、升温、变色、变味、突升、突降、井孔变形、泉源突然枯竭或涌出等。

2.动物一些动物确实有一些特异的感知能力,感受到地震前的一些信息,在行为上出现一些异常。常见的动物异常是:①动物兴奋型异常,主要表现是惊恐不安、不进圈、狂吠、如癫如狂、仓皇逃窜、惊飞、群迁等;②动物生活习性异常,主要表现是冬眠的蛇出洞、老鼠白天活动不怕人、大批青蛙上岸活动等。

一些科学家认为动物能预报地震的原因是:①一些动物体内因周围环境发生变化而产生激素所引起的。地震前岩石在爆裂时会释放出电子流,正是这种电子流使周围空间带有很强的静电荷,这些特别强的静电荷,使动物体内产生了一种特殊的神经激素,刺激其中枢神经,使动物产生反常行为,感到惊恐不安。还有一些科学家认为,动物有灵敏的嗅觉和听觉,能闻到地震前从地壳缝里释放出来的某种气体,能听到人们无法听到的地震前的岩石爆裂声。此外,地震前地球引力及地磁场的细化,地下水质以及大气压力的变化等都可能使动物感觉到,以致引起它们的行为异常;②地震来临时动物会很敏感的原因主要是某些动物能接收到地震时产生的次声波。声音频率在20赫兹~20000赫兹之间的,是我们人耳可以听见的可听声,但是对于小于20赫兹的次声和大于20000赫兹的超声,是我们人耳所不能听见的。次声波可以传播很远的距离,而且在传播过程中不易被障碍物阻挡。某些动物因为能接收次声信号,所以对地震现象很敏感。

但并不是所有动物异常都是地震前兆,因为只要有异常的环境和动物本身生理的异常,都可以使动物产生异常反应。动物为争夺或占领领地会出现大规模迁移;冬眠动物复苏期会出现大量动物在同一地方群体出现;动物发情期会出现习性异常;水体或大气环境变化超出正常范围,也会导致大量动物出现异常反应。

因此,动物的异常行为有可能是地震发生前的一些异常现象引起的,但也可能是其他原因引起的。因此,地震前有可能有动物异常,但不是有动物异常一定就会发生地震。

3.气象地震之前,气象往往也常常出现反常。主要有震前闷热,人焦灼烦躁,久旱不雨或霪雨绵绵,黄雾四塞,日光晦暗,怪风狂起等。

地震前出现气象异常的主要原因是,在地震前地球内部要释放不同的能量到地表及大气中,这些能量引起气象异常。一种是声波引起电离层扰动,一种是地热能引起大气变化。

释放声波引起电离层扰动造成气候异常。地震前地球内部可能释放声波到大气层,引起大气变化,造成气象异常。俄罗斯塔吉克学者发现,当地球深部某处在释放大量能量时,地球表面还显得很平静,但在大气的电离层内,从未来地震的震中向很远处传播声波,频率达数十万赫兹。地震之前出现多云的天气和尘暴,可能就是这一原因造成的。在地壳内聚集大量能量的地段,到一定时期就开始激发声波。这一扰动的传播可能引起微弱的上升空气流,而这些气流又能使云形成。这个过程若在相当大的范围内进行,在地面上空几千米处刮着大风的情况下,就会形成大气压降低,在另一个地区则可能会出现大气压上升,造成大气性质分布不均匀现象,形成气象异常。2008年5月12日四川汶川8.0级大地震前的几天就存在电离层扰动。

释放地热能引起地大气变化造成气候异常。随着震源体及附近应力、应变的积累,地热能释放到地表,进入大气,引起气象异常。地表是大气圈和岩石圈能量交换的边界,温度受太阳辐射和地下上升热流的共同作用。在地震孕育过程中,地壳深处热流的急剧变化会影响到地表温度,同时可能会影响到大气温度和状态的变化。

气象异常和其他地震前兆现象一样,异常和地震不是一一对应关系。影响天气变化的因素是比较多的,同一气象现象,会由不同的因素造成。出现气象异常现象,不能肯定就一定会在将来发生地震,气象出现异常也不一定都是特大地震造成的。

4.地声地声是指地震前来自地下的声音。其声有的如炮响雷鸣,有的如重车行驶、大风鼓荡等。当地震发生时,有纵波从震源辐射,沿地面传播,使空气振动发声,由于纵波速度较大但势弱,人们只闻其声,而不觉地动,需横波到后才有动的感觉。所以,震中区往往有“每震之先,地内声响,似地气鼓荡,如鼎内沸水膨胀”的记载。地声是地下岩石的结构、构造及其所含的液体、气体运动变化的结果,有相当大部分地声是临震征兆。掌握地声知识就有可能对地震起到较好的预报预防效果。

5.地光地光指地震前来自地下的光亮,其颜色多种多样,可见到日常生活中罕见的混合色,如银蓝色、白紫色等,但以红色与白色为主。形态也各异,有带状、球状、柱状、弥漫状等。一般地光出现的范围较大,多在震前几小时到几分钟内出现,持续几秒钟。我国海城、龙陵、唐山、松潘等地震时及地震前后都出现了丰富多彩的发光现象。地光多伴随地震、山崩、滑坡、塌陷或喷沙冒水、喷气等自然现象同时出现,常沿断裂带或一个区域作有规律的迁移,且与其他宏观微观异常同步,其成因总是与地壳运动密切相关,并受地质条件及地表和大气状态控制,可对人或动植物造成不同程度的危害目前我们所掌握的地光报告,都在震前几秒钟至1分钟左右发生。如海城地震、澜沧、耿马地震等都搜集到了类似的报告。

6.地气地气异常指地震前来自地下的雾气,又称地气雾或地雾。这种雾气,具有白、黑、黄等多种颜色,有时无色,常在震前几天至几分钟内出现,常伴随怪味,有时伴有声响或带有高温。

7.地动地动异常是指地震前地面出现的晃动。地震时地面剧烈振动,是众所周知的现象。但地震尚未发生之前,有时也能感到地面晃动,这种晃动与地震时不同,摆动得十分缓慢,地震仪常记录不到,但很多人可以感觉得到。最为显著的地动异常出现于1975年2月4日海城7.3级地震之前,从1974年12月下旬到1975年1月末,在丹东、宽甸、凤城、沈阳、岫岩等地出现过17次地动。

8.地鼓地鼓异常指地震前地面上出现鼓包。1973年2月6日四川炉霍7.9级地震前约半年,甘孜县拖坝区一草坪上出现一地鼓,形状如倒扣的铁锅,高20厘米左右,四周断续出现裂缝,鼓起几天后消失,反复多次,直到发生地震。与地鼓类似的异常还有地裂缝、地陷等。

(二)微观前兆微观地震前兆是指地震前人类不能直接感觉到的震前征兆。主要有地下流体化学成分变化、地壳形、地应力、地磁、地电、地温和重力变化等。这些变化需用仪器才能监测出来。

1.地下流体成分变化地下流体指埋藏在地表下的液体和气体,主要包括地下水(井水、泉水、地下岩层中所含的水)、石油和天然气、地下岩层中的其他气体。国内外大量的研究显示,地下水中氡、氦、氢、汞、硫化氢等气体组分是反映地震信息的灵敏组分。利用仪器观测地下流体的成分异常变化,可用来分析研究地震前兆信息。因为地下流体能反映岩石圈中承压含水层的动态变化和携带的地壳深部元素变化信息,提供地壳应力变化情况。

氡被认为是地震预报中最有希望利用的气体组分之一。在地壳中,岩石含有的镭在放射性衰变过程中会产生氡元素。

2.地壳形大地震发生前,震中附近地区的地壳可能发生微小的形变,某些断层两侧的岩层可能出现微小的位移,借助于精密的仪器,可以测出这种十分微弱的变化。分析这些资料,可以帮助人们预测未来大震的发生。

3.地磁、地电和重力等地球物理变化在地震孕育过程中,震源区及其周围岩石的物理性质可能出现一些变化,利用精密仪器测定不同地区重力、地电和地磁的变化,也可以帮助我们预测地震。

4.地震活动异常一个地区的地震活动如果出现异常,可能预示有大的地震发生。例如:在地震活动带,本应经常有小地震发生。如果长期平静,平静时间大大超过一般间隔,有可能预示未来有大地震发生;某地区长期没有有感地震发生,突然小震不断,有可能有较大地震将发生,这就是“小震闹、大震到”;在地震活动带,如果周围都有地震发生,但带中某地区长期没地震发生(地震空区),就应该注意这个空区有可能会发生大的地震。

(三)前兆的观测宏观地震前兆的观测,主要靠直观的观测和记录。群众如发现明显的前兆地震信息,应当立即向地震行政管理部门报告。这里不作重要介绍。微观地震前兆,以仪器监测为主,不同的内容采用不同的监测设备。目前我国用仪器观测的前兆内容主要包括:地下水、地形变、地应力、地磁、地电、重力、地温等。

1.地下水微观信息监测主要监测地下水的物理化学特征的变化,主要包括水位、水温、水氡、水汞、pH值等。

2.地形变观测主要观测地下岩体的微量形状变化。许多地震在临震前,震区的地壳形变增大,可以是平时的几倍到几十倍。主要利用精密仪器观测地壳微小变化(包括倾斜、水平与垂直位移等)。利用卫星定位系统GPS、伸缩仪等,能测出微小的形变量和极细微且大范围的位移量,是监视大地活动的有效手段。

3.地磁、地电和重力观测主要是采用专门的仪器设备观测地球的磁、电、重力等变化。

地球基本磁场可以直接反映地球各种深度乃至地核的物理过程,地磁场及其变化是地球深部物理过程信息的重要来源之一。现在一般用磁通门地磁经纬仪、总磁场观测仪、磁通门地磁经纬仪、高精度智能质子磁力仪等观测地磁。

地震孕育过程中,将伴随有地下介质(主要是岩石)电阻率的变化及大地电流和自然电场的变化,由于这些变化与岩石受力变形及破裂过程有关,因此提取这一信息可以预测地震。ZD8BI地电仪是目前常用的地电观测仪器。

地球重力场是一种比较稳定的地球物理场之一,它与观测点的位置和地球内部介质密度有关。因此,通过重力场变化可以了解到地壳的变形、岩石密度的变化,从而预测地震。测定重力加速度的仪器有绝对重力仪和相对重力仪两类。前者用来测定一点的绝对重力值,后者用来测定两点的重力差。通过测量地球重力场、重力固体潮等得到地震前兆信息。

4.地应力观测地震孕育实质是一个力学过程,是在一定构造背景条件下,地壳体中应力作用的结果。因此,观测地壳应力的变化,可以捕捉地震前兆的信息。地应力测试方法有水压致裂法、钻孔崩落法、差应变法、ASR法(非弹性应变恢复法)和声发射法等。ASR法更适合于在地质条件复杂、地层破碎情况下地震断裂带的深部三维地应力测量,它可获得三维地应力的主应力方向和大小。ASR法测试被认为是获取深达数千米的地震断裂带岩石块体应力状态的最简便和最廉价的方法。

在地质灾害评价与其他地质调查中的应用

山东半岛城市群地区地质灾害的分布特点反映了其形成机制的差异性和普遍性,表现在动力来源、与形成动力的关联度、形成时间、形成过程、成灾的关联性与可控性、危害程度等方面。

一、地面变形灾害

地面变形灾害是指发生在近地表且以变形为主的地质灾害,包括地面沉降、地裂缝、地面塌陷。

1.地面沉降

工作区内地面沉降主要发生于鲁北平原,即东营市,主要形成原因是深层地下水开采和油气开采。

在1985年国家地震局地球物理研究所和山东省地震局进行现代形变测量时就已发现东营市地面沉降,东营-垦利地面沉降量最大为80mm。2000年,地震部门对该区部分高程点进行了高程复测,高程点地面沉降量为248~397mm。

2002~2003年,有关部门通过对东营地区地面沉降观测点共43个点的监测结果分析发现,沉降量在30mm及30mm以上的有7个点,20mm~29mm的有14个点,10mm及以下的有5个点,其余在11~19mm之间。

上述地面沉降监测资料表明,鲁北平原区处于整体沉降中,局部的深层地下水强采区和油田集中区地面沉降已具有一定规模,应尽快建立工作区地面沉降监测体系。

2.地裂缝

地裂缝多分布在环渤海平原区、矿区、烟台、青岛、威海城区及震区。有的地裂缝系抽排水所致,有的与地面沉降伴生,有的是地震等内动力作用的结果。2005年1月18日发生在山东乳山的4.3级地震在宏观震中梅家形成了3条长达20m以上的地裂缝。地裂缝属于衍生地质灾害,当发育明显时具有潜在的危害性,并具突发性、群发性、不可控制性。

日照五莲市于里镇—管帅镇—汪湖镇一带发育一个地裂缝,走向北东,全长25km,宽约2km,总面积约100km2。目前已有3个乡镇28个村庄受到不同程度的影响,约2万人受灾,13875间房屋产生裂缝,其中无法居住的危房达10410间,坍塌房屋达500间;206国道多处产生横向裂缝;2座大坝及部分渠道产生变形及裂缝。其经济损失巨大,灾害隐患严重。初步勘查结果表明,其产生的主要原因为构造活动地震及附近采矿等人为因素影响造成的。

3.地面塌陷

山东半岛地区地面塌陷有两种。一种是采空塌陷,在矿山开采过程中,由于未对采空区进行填充或永久性支护,上方岩层在自重的作用下发生下沉,造成地面大范围塌陷。另一种是岩溶塌陷,在碳酸盐岩类地层分布地区,由于无节制超量开采岩溶地下水,或矿山排水不当,造成地下水动力条件改变引起地面塌陷。山东半岛城市群地区岩溶塌陷主要分布于淄博辛店水源地附近(尹建中,1996)。

二、斜坡环境变异灾害

斜坡环境变异灾害是指发生在沿海山坡和海底斜坡地带,由于重力失衡形成的岩石、土壤和泥沙的整体化塌落现象,包括滑坡、崩塌和泥(石)流,具有成因复杂、衍生性、潜在危害性、分布广、突发性、群发性,多数可控。

崩塌、滑坡、泥石流多发生于变质岩、侵入岩、寒武系石灰岩组成的中低山丘陵区,具有突发性强和一定的隐蔽性等特点,一旦发生常造成较大的经济损失和人员伤亡事故。工作区内济南、淄博、烟台、青岛均有崩、滑、流地质灾害发生。

重力地质灾害的主要表现形式为渣石流、崩塌等。近年来,此类事故时有发生,招远金矿玲珑选矿厂因连降大雨,尾矿库因山洪造成尾矿砂顺流而下,冲毁果园10余亩、庄稼地25亩,淤塞小型水库1座,此次事故还使3km长的河道淤积,经济损失35万元。

崩、滑、流的形成与地形地貌、气候的关系均比较密切,鲁中南低山丘陵区和鲁东丘陵区均有发育,工作区内则在济南、淄博、烟台、青岛较发育,各城市崩塌、滑坡、泥石流发生情况详见综述部分表32。

由综述部分表32可以看出,工作区内已发崩塌138处、滑坡67处、泥石流74处。调查得知区内泥石流灾害多为矿产开采的废渣堆形成的渣石流。

三、流体灾害

流体灾害是指山各种流体引起的各种地质灾害,包括海岸侵蚀、海水入侵、风暴潮、海啸、黄河尾闾摆动、坑道突水、港口淤积等。内、外动力对于这些地质灾害的形成均有贡献,其成因复杂。上述地质灾害多具有潜在的危害性、不可控性、群发性(个别灾种也可单独发生),其中的风暴潮、海啸和坑道突水还具有突发性。

1.海(咸)水入侵

(1)海水入侵的演化历史和重点入侵地段现状分布

1976年在工作区内的寿光、寒亭、莱州等地的地下水动态长期监测井中首先发现水质变咸、Cl-浓度增高等海(咸)水入侵现象,当时仅为几处孤立的点状入侵,整个70年代末至80年代初发展比较缓慢,入侵面积小,为发生阶段。80年代中后期,入侵面积迅速扩大,入侵速度达最大,整个莱州湾东、南沿岸连为一片,为快速发展阶段。90年代以来,海水入侵速度减慢,局部地段有减弱趋势,为缓慢发展阶段。

据调查统计,现阶段山东半岛地区海水入侵总面积1351.7km2(表8-1)。

表8-1 山东半岛地区海(咸)水入侵统计

(2)海水入侵的演化趋势

环渤海山东地区海(咸)水入侵发展经历了3个阶段:①20世纪70年代的初始阶段;②80年代的快速发展阶段;③90年代以来由于降水量有所增加,各地对海(咸)水入侵的危害有了足够的认识,并采取了一定的限采措施,海水入侵总体处于减缓阶段。

莱州湾东岸海水入侵主要以第四系地层为入侵通道,由于下伏基岩岩性为变质岩、花岗岩,透水性极弱,所以该区以海平面与基岩顶面交线作为最大入侵线。根据这一原则可确定海水入侵最大线位置。莱州湾东岸龙口平原区如不采取切实有效的地下水限采措施,地下水位将持续下降,海水入侵将最终危及整个龙口平原,最大入侵距离将达14.2km。其他地区入侵线已接近最大入侵线,不会再有大幅扩展。莱州湾南岸尽管第四系厚度较大,但咸水入侵并不会无限度地向内陆入侵,而是与地下水位负值漏斗规模、漏斗中轴线位置有关,最大入侵线位于负值漏斗南侧水力坡度恰为原始水力坡度时的位置,根据目前莱州湾南岸地下水开采布局、开采程度分析,地下水负值漏斗位置和规模不会再有较大变化,所以可依据现状漏斗情况确定最大入侵线。今后咸-卤水入侵的发展主要集中于广饶、寿光西部和昌邑市,未来将向内陆入侵3~15km,其他地区已接近入侵终止线,面积不会有太大扩展。

环渤海山东地区除莱州湾沿岸外,其他地区海水入侵均发生于主要河流入海口平原,入侵区附近第四系展布范围相对较小,第四系基底岩性致密,裂隙不发育,使得海水入侵的范围受到一定限制,且当地政府对入侵区地下水采取了一系列的限采措施,海水入侵得到遏制,有些地区入侵范围有缩小趋势。所以近期上述地区海水入侵总体上将维持现状,不会有较大变化。

2.风暴潮

山东沿海风暴潮的空分布有一定规律性,在莱州湾南岸,以风潮型春季风暴为主;在黄海沿岸以台风风暴型为主,主要发生在夏季。渤海南岸1993年11月初发生的一次大风暴,将黄河海港两侧的大部分护岸坝掏空,部分油田勘探坝被冲断成几段。

风暴潮向内地入侵少则5~10km,多则20~30km。1938年7月17日渤海南岸的风暴潮向陆地入侵达30km。1964年4月5日的风暴潮位达4.77m,使25个村5305户2.33万人受灾,3万亩农田谷物不生。风暴潮过后常瘟疫流行,海水入侵使大片农田盐碱化,淡水资源受污染,生态环境恶化,其产生的副作用常是几年难已消除,特别是对农业生产的影响常常是长期的。

3.海岸侵蚀

山东半岛陆地海岸线长3121km,主要为基岩海岸(占2/3,主要分布在山东半岛的东部、东南部、东北岸)、淤泥质海岸和沙质海岸(主要分布在鲁北沿海、莱州湾沿岸、胶州湾沿岸)。海岸侵蚀普遍存在,形式多样,程度不一,是一种灾害性的海岸地质现象。山东半岛的海岸侵蚀已给沿岸居民带来了严重的经济损失,对沿岸经济发展造成严重威胁。

工作区内海岸侵蚀较严重的地区有蓬莱—屺姆岛和黄河三角洲海岸。

4.港口、水库、海湾的淤积

港口、水库及海湾的淤积通常是由两方面造成的,其一是由于相邻陆区水土流失给海区带来大量的泥沙;其二是不合理的海岸工程布局改变海水流场而发生淤积。前者如胶州湾,对比1980年与1935年的面积发现,胶州湾总面积减少了112km2(高振华,1985;王文海,1985),年平均减少2.8km2,每年减少滩涂2.5km2。烟台、威海两市9条大河每年流入大海的泥沙达577.7×104m2。威海市远遥船坞是1963年投入80万元建成的,仅仅使用了10年,就被淤平报废。关于不合理海岸工程布局造成的海区侵蚀与沉积发生变化的实例更多,如青岛市第一和第二海水浴场前沿不合理的海岸工程改变了流场,造成两个浴场的沙子被不同程度地带走。

5.其他流体灾害

黄河尾闾摆动主要分布于黄河三角洲地区。自1855年以来,山东河段共决口45次,山于黄河含沙量高,易淤、易决、易徙。作为地上悬河的黄河河道的疏通与河堤的加固对于防御与减少其危害性至关重要。

坑道突水主要分布于招掖金矿井分布区。坑道突水是山东省近年来频发且较为严重的地质灾害,主要源于越界开采、乱开滥采、排水不当。

四、水土环境变异灾害

所有水质和土质的恶化现象均属于水土质变异,包括地下水污染、水土流失、沙土液化和土地盐碱化。这些地质灾害多数由外动力作用引起,均表现为潜在的危害性。除地下水污染外,其余均为衍生地质灾害;除沙土液化外,均可控制;沙土液化具有突发性。

五、其他地质灾害

1.潜在地质灾害

潜在地质灾害主要是指本来可以避免但由于不合理的规划而造成的灾害。其中最主要的是把工程建在断裂带上,这种建筑如同在建筑物下埋了一颗炸弹。此种情况在许多城市都可以见到。

2.古河道、古潮沟

古河道主要分布于渤海沿海地区、莱州湾、黄海近海地区。(海底)古河道岩相的多变性和结构的不稳定性是妨碍沿岸与海底工程的制约性地质灾害因素。

古潮沟主要分布于莱州湾、黄海西部浅海区。由于古潮沟内部与周边岩性的差异性,决定了其工程地质环境的亚稳定性。

3.海底隆起、底辟

海底隆起主要分布于莱州湾、黄海地区。无论是构造成因还是重力或冲刷侵蚀作用所致的海底隆起,均构成了横向失稳性地貌单元,是工程施工的妨碍因素。

底辟主要分布于莱州湾、黄海地区。底辟是由于构造活动性或密度的差异所形成的海底隆起形象,其以不稳定性为主要特点,是海底工程应予以避让和重点防御的限制性地质灾害因素。

4.气相灾害

气相灾害是指由地下天然气等气体所引发的各种地质灾害,主要为海底浅层气。成因复杂,具有潜在危害性、突发性、单发性和不可控性。

海底浅层气主要分布于渤海湾、莱州湾、黄海近海海底。海底松散沉积物中的天然气在构造、钻探等外力作用下形成喷沙和泥山,可颠覆海上钻井平台,是海底工程的潜在危害源。

地面沉降的成因机制和形成条件

一、地质灾害评价与监测

地质灾害主要指崩塌(含危岩体)、滑坡、泥石流、岩溶、地面塌陷和地裂缝等。灾害的地质评价与监测的目的是为了科学地确定地质体特征、稳定状态和发展趋势,为分析地质灾害发生的危险性,论证地质灾害防治的可行性和比选防治方案,最终确定是否要治理,采取躲避方案或实施防治工程对策提供依据。

地质灾害勘查的任务与内容包括查明地质灾害体的特征及其地质环境以及自然演化过程或人为诱发因素;分析研究地质灾害体的成因机制;勘查地质灾害体的形态、结构和主要作用因素等,并评价其稳定性;预测地质灾害体的发展趋势,评价其危险性;和进行防治工程可行性论证,提出防治工程规划方案。

1.工程建筑场地的岩溶和洞穴的调查

对于机场、公路及大型工程建筑场地,地下洞穴、人防工程严重威胁着地面建筑的安全。由于地下洞穴或人防工程的存在,引起地表塌陷,地面建筑遭受破坏的现象时有发生,这一现象已引起人们的高度重视,如我国北方的一些城市,废弃的人防工程已经成为城市建设的主要地质灾害之一。因此,在工程地质勘查中采用物探方法查明埋藏地下的土洞、人防工程等不良地质现象,对合理地进行地面建筑设计和地基加固是十分必要的。

柳州机场在施工过程中发现有数处大小不一的土洞,为确保机场跑道的安全,在跑道位置进行了探地雷达探测。探测中采用了SIR-10型地质雷达,天线频率为100 MHz。在跑道位置探查出三处洞穴异常。经开挖验证,均发现有较大洞穴。洞穴在雷达图像上的反映呈双曲线形,图5-4-1为土洞的地质雷达图像,开挖验证的实际洞穴如图5-4-2。这一探测结果,排除了机场跑道的隐患。

溶洞是可溶岩的一种常见的地质现象,溶洞的存在对可溶岩区的工程建筑有较大的危害。当岩面覆盖为易被冲蚀的渗透地层,且岩溶与上覆地层存在水力联系时,这种水力联系加速了岩溶发育。当岩溶顶部变薄不能支持上方地层负荷时,就会发生塌落。

图5-4-3为广州花都市某地的开口溶洞的探地雷达图像。该处覆盖层为细颗粒粉砂,有一定渗透性,其下为灰岩。灰岩面附近岩溶发育,在灰岩面的地质雷达图像中可见不规则强反射波。强反射波形成的区域内有一组周期短的弱反射波,其特征与上覆地层反射波特征类似,这表明灰岩中空洞已被上覆地层冲蚀的土体所充填。由于开口溶洞上方土体已遭冲蚀,因此,其反射波形态特征与周围土层的反射波形态特征不同,表明上覆地层已受到扰动。扰动土层与充填溶洞构成了开口溶洞特征。这类溶洞使上覆地层承载力明显降低,容易引起坍塌。

图5-4-1 柳州机场洞穴的雷达图像

图5-4-2 开挖验证的实际洞穴图像

唐山市坐落在断裂活动带和隐伏岩溶区,在自然和人为因素影响下曾多次发生岩溶塌陷、地面变形等地质灾害,给人民生命、财产安全和经济建设带来巨大危害。为了查明第四系覆盖层厚度并确定基岩中溶洞与断层位置。在唐山市第十中学操场,对曾经发生过岩溶塌陷并已作填石处理的地段开展了人工地震勘探。纵波反射观测采用1 m道间距,20 m偏移距,12 次水平叠加;横波反射观测参数采用1m道间距,20m偏移距,6次水平叠加。

图5-4-3 某开口溶洞的地质雷达图像

该区基岩为中厚微晶灰岩夹泥岩,埋深24.2 m。图5-4-4为该测区纵波剖面图,图中,基岩反射波在已知塌陷坑处同相轴缺失,并有错断,反映了断层破碎带的形态。其他部位基岩反射波同相轴连续,是完整基岩的反映。

图5-4-4 唐山市第十中学操场岩溶塌陷地震纵波反射剖面图

2.地裂缝的物探勘查

西安市是地裂缝的多发区,近年来由于频繁的构造运动及大量抽水等作用,地面及地下常出现地裂缝,严重地破坏了地面及地下的各种建筑设施。查明地裂缝的存在与否及地裂缝的位置、埋深、下延深度及其走向延伸,对西安地区的城市规划和建设有重要意义。

为了证实地裂缝是基底断裂构造向上延展活动的成因机制,开展了浅层高分辨率地震勘探,对展布在西安市的十条地裂缝带布置了垂直地裂缝带的地震测线,任务是探查地裂缝带下是否有隐伏的第四纪断层。

观测系统为道间距5 m,最小偏移距220 m。仪器参数为:采样间隔1 ms,记录长度512 ms或1024 ms,低截频率90 Hz。

在第四系平均厚度600 m的地层内,存在可连续追踪的地震反射层有七组,按其反射时间由小到大标记为t1~t7,与钻孔地质剖面对比,七组反射层与地质层位关系如表5-4-1。

表5-4-1 地震反射与地层关系表

地震勘查结果证明,跨越地裂缝带的24条地震剖面,均存在有第四纪断层,断层面南倾,倾角较陡,南侧的上盘下降,北侧的下盘上升,其产状和断层特性与其上部地裂缝具有的正断层式差异沉降特征是一致的,即以地裂缝为界,南侧的上盘土体相对下沉,北侧的下盘土体相对上升(图5-4-5)。

随着反射层t1~t6深度逐渐加深,各反射层所对应的断距逐渐加大,而不是所有反射层的断距都相等。这种现象在所有地震剖面上都存在,它反映了第四纪断裂是基底断裂继承性发展,地裂缝是第四纪断层在地表的出露。

由于地裂缝具有宽度小、埋深变化大和走向延伸较长等特点,因此,高密度电阻率法对地裂缝探测也有较好的效果。西安工程学院采用中间梯度法和高密度电法相结合对西安市地裂缝进行实验研究。图5-4-6是在已知地裂缝上的电探综合剖面图,由图可见,视电阻率高值带不仅反映出地裂缝的位置,而且也反映出其倾向和位错动情况。该处探槽可见地裂缝F1、F2宽度分别为1 cm和2 cm。可见,高密度电阻率法在地裂缝探测中有较高的分辨率。

地质雷达方法对地裂缝的探测也十分有效(图5-4-7)。地层受剪切和张力作用产生裂缝,造成地层某一位置错断。垂直裂缝走向布置地质雷达测量,地裂缝在雷达剖面上表现为同相轴错断,其错断程度与裂缝发育程度有关,若裂痕沿横向发育,裂缝内物质电磁波的吸收,也往往造成此部位反射波同相轴局部缺失,其缺失的范围与裂缝发育范围有关。

图5-4-5 跨越地表地裂缝的反射地震剖面

图5-4-6 地裂缝上的综合勘测剖面图

3.滑坡的监测与调查

在滑坡动态监测中,根据岩土的动力学特征的动态变化与地球物理场变化的相关性研究,可监测滑坡的形成与发展的动态过程,为灾害的预测与防治提供参考资料。

滑坡是由岩石的突然崩塌或岩(土)体滑动造成,地质环境各异,成因各不相同。目前用于调查滑坡范围及随时间变化过程研究的地球物理方法较多,如用重力测量圈定滑坡范围,自然电位监测滑坡动态,地温测量监测与滑坡有关的地下水流动态。放射性、电法、地震、地质雷达测量也是滑坡调查中常用的方法。

图5-4-7 地裂缝上的地质雷达剖面图

此外,目前正在进行研究的有:利用岩石破碎时的声发射与电磁脉冲辐射,采用声波测量与电磁波测量监测滑坡动态;利用微动观测监测滑坡体震动频谱,确定滑坡滑动方向与滑动面蠕变等方法。

图5-4-8 为电法和地震研究滑坡的实例,滑坡体靠近高加索,由砂质粘土组成,下部为泥岩风化壳。电测深结果将斜坡断面分三层,上层为滑体(ρ1=13~29Ω· m),中层为风化泥岩,属滑动面(ρ2=2~4Ω·m),下层是未风化泥岩组成滑床(ρ3=2~12Ω·m)。地震测量结果将滑坡分上、下两层与滑体和滑动带相对应(vP=340~360 m/s),下层与未风化泥岩顶部相符(vP=1360~1400 m/s),速度界面只有一个。在滑坡上部电法和地震的上界面十分吻合,而在滑坡底部速度界面高出电性界面,原因是未风化泥岩上部裂隙度增大造成,这种软弱带有可能产生新的滑坡。

图5-4-8 根据地球物理研究结果综合绘制的电性界面断面图

前苏联成功的采用氡气测量判断坡度的稳定性,圈闭滑坡体并监测滑坡发展的过程。图5-4-9示出莫斯科列宁山滑坡地区氡气测量结果,由图可见,滑动地块中氡的浓度通常高于周围的稳定地段。因此,在不同时间系统进行氡气测量将可监测滑坡从稳定地块向活动地块发展的过程,以及趋向稳定的转变。

4.煤田陷落柱的调查

陷落柱是煤田开采中危害极大的地质灾害之一,它通常是由于基底厚层灰岩中古溶洞的塌陷加上煤层盖层塌落形成的。目前对陷落柱的调查中通常采用的地球物理方法有放射性、电法及人工地震等。

图5-4-9 俄罗斯莫斯科列宁山一个滑坡上氡气测量的结果

放射性方法调查陷落柱的根据是地下水在循环过程中由浅部氧化带溶解的微量铀,到达深部还原带并沉淀在陷落柱的空隙带中,使得铀的含量高于周围的岩石。铀衰变为镭后在还原条件下易溶于水,含镭的地下水沿孔隙向上运移到达氧化带又沉淀在土壤表面形成镭晕,同时铀、镭衰变后形成氡气异常,氡气又衰变为210Po核素,因此,通过氡气测量或210Po测量,可以间接调查陷落柱。通过氡气测量或210Po测量,可以间接调查陷落柱。一般来讲,210Po法在陷落柱上方的剖面曲线特征为马鞍形,即陷落柱边缘上异常曲线出现高峰值,而在陷落柱的中间210Po值较低,但仍然高出正常值。

河北大油村煤矿陷落柱调查以210Po测量为主,配合电测深、甚低频电磁法、伽马测量等地球物理方法,取得较好结果。矿区第四纪地层厚80~120 m,其中河卵石厚30~50 m,下部为二叠纪砂岩、粉砂岩、泥岩互层及煤层,矿区已发现两个陷落柱,其中DX-1已由巷道控制,DX-2刚开始揭露。210Po测量结果如图5-4-10所示,210Po脉冲数为60的异常值圈定的结果与已知陷落柱的范围相符,并圈出新的异常区DX-2的范围。

5.采空区的调查

采空区是由人类活动引起的地质灾害之一,它对地面建筑和人身安全带来严重隐患。为了研究对采空区的有效探测方法技术,近年来,煤炭科学研究总院和其他一些科研部门对此进行了大量的研究工作。研究成果表明,采用地震勘探、高密度电法、瞬变电磁、地质雷达、钻孔弹性波CT、α卡法测量法等物探方法对探测采空区都具有一定的效果。由于每一种物探方法的应用都受到探测深度、地形地貌和岩土特征的影响,因此,各种方法都有其适应范围,在实际应用中,应根据具体的地质情况和方法的有效性实验后选择适用的物探方法。

图5-4-10 大油村煤矿210Po异常平面图

高密度电阻率法和地质雷达对埋藏较浅的采空区具有较好的探测效果。石—太高速公路山西平定境内遇有矾土采空区,由于工程治理的需要,在施工前需查明采空区的空间分布和规模。探测区段上部为第四系覆盖层,以粘土为主,电阻率为20~30Ω·m,厚度为0~10 m不等。底部为石炭系地层,以粉砂岩和泥岩为主,电阻率为50~100Ω·m,厚度较大。采空区由于坍塌、充填物松散、潮湿或充水,电阻率与围岩相比差异较大,呈低阻特征。其中3号采空区由于采用旁柱式开采,截面积较大,其坍塌也更严重,埋深大约为20 m。

由于地形地表条件复杂,在高密度探测中采用了非正规测网,在120 m×100 m2,的范围内共布设12条测线。点距2 m,极距a=(1~16)·x。图5 4 11为3号采空区Ⅱ、Ⅲ测线的高密度测量结果图。由图可见,除地表局部地形和电性不均匀体形成的向上开口的“V”字型干扰异常外,在其深部(39点下方)有一低阻闭合圈异常,范围较大,相应埋深也较大,与正常背景电阻率相差仅10Ω· m,在相邻测线上连续出现类似异常,深度变化不大,该低阻异常由采空区形成,异常下方为采空区位置。

图5-4-11 3号采空区Ⅰ、Ⅲ测线的高密度测量结果

地震勘探是采空区探测中应用广泛的方法之一。由于采空区的存在,采空区周围的应力平衡受到破坏,产生局部的应力集中,采空区围岩在上覆岩层压力作用下,经过一段时间后发生变形、破碎、位移和塌落,这使得采空区地震波的特征与未开采区围岩地震波的特征相比发生较大的差异。图5-4-12为徐州某煤矿煤层采空区实测地震剖面图。

图5-4-12 徐州某煤矿煤层采空区实测地震剖面图

图中可见,在采空区上地震剖面通常有如下特征:反射波速度明显降低;反射波(组)突然中断,跨过采空区后又重新出现;反射波的波形发生紊乱。

α卡法探测采空区是通过测量地表氡射气含量大小,区分出地质异常及其异常性质。实验研究表明,地表氡射气含量与地下构造有着密切关系,岩层的裂隙、断层破碎带、岩石风化带和松散带是氡气向地表运移的良好通道,这为氡射气探测地质问题提供了地球物理条件。在老窖采空区大都存在着一定程度的塌陷冒落和裂隙,采空区上方至地表将会形成裂隙发育带和松散带,成为氡气上移的通道,通道上方将出现α粒子强度的明显异常,依此可推断采空区的位置及范围。图5-4-13为徐州某煤矿煤层采空区区段土氡射气探测剖面图,强异常出现在采空区上方。

图5-4-13 徐州某煤层采空区区段土氡探测剖面图

6.地震预报中的地球物理方法

地震频繁发生的地区一般是地壳的薄弱带和活动带。深大断裂是幔源物质上侵和地球脱气的主要通道,是地震活动的发源地。地震活动又派生出新的构造运动,构造运动产生的裂隙带是气体上移的通道。利用地表自由逸出的气体溶解于水中及吸附于土壤中气体的浓度变化来监测预报地震,是当前国内外广泛采用的地震预报方法。研究证实,地震前后由于地应力的变化,可引起地下水中化学成分的变化,特别是水中气体成分对地应力的反应十分灵敏。因此,水中气体成分的变化可作为地震发生过程的重要标志,其中汞是对地震前兆响应最为灵敏的有效指标。

1985年11月21日,北京西郊妙峰山发生4.1级地震,震中距北京火车站汞监测井40 km;同年11月30日河北巨鹿发生5.1级地震,震中距汞监测井125 km。据北京火车站观测井的水汞含量观测,水中汞浓度有明显变化,正常情况下,水中汞的平均值为14 ng/L。妙峰山地震临震前汞浓度达到629.3 ng/L,为平均值的42倍(图5-4-14)。

图5-4-14 京西妙峰山、巨鹿地震前后北京火车站观测井水中汞量变化曲线

由于大地震的发生大多与断层活动有关,而活动断层是地表与地壳深部联系的通道,在活动断层附近,通过土壤中氡和水中氡测量,可以从地表直接获得深部构造活动的信息。在山东菏泽,1987年发生7.0级地震,据刘西林和华爱军年进行的8条剖面氡测量结果,认为1987年的7.0级地震和1983年的5.9级地震是北西向定陶—成武断裂和北东向的解元集—小留集断裂的共轭断裂发震,并确定了其产状和活动程度。

二、在考古研究中的应用

地球物理方法在考古中发挥着重要的作用。通过地面高精度磁测对古遗址分布区内与回填土的磁性差异的探测,可了解遗址的位置、边界形态及铁磁性器物的赋存特征;通过电阻率法、激发极化法、自然电场法、地质雷达等手段了解不同岩土层及各种金属器物和介质的电性差异;通过地震反射波和地震面波方法探测古墓与周围介质的弹性差异,探索陵墓地宫的结构和深度的边界及埋深;利用放射性勘测技术及天然气态放射性元素氡浓度变化的测量,来了解某些陵墓区或古建筑遗址地下结构的分布。物探方法用于考古工作,可实现对古文化的无损探测,提高了考古发掘的准确度。例如中科院地球物理所采用地震面波、高精度磁测、大地电场岩性探测和地球化学测汞对三峡库区故陵楚墓的探测,准确地确定出故陵楚墓的位置和分布形态,证实了所推测的古墓的存在,为三峡库区文物抢救保护解决了重要的难题。

1.高精度磁测在考古中的应用

地面高精度磁测是对古墓、古文化的分布探测中最主要的地球物理方法之一。古遗存或古人类化石本身及所处地层的磁性、磁化率、磁化率各向异性、剩余磁化强度等与周围环境存在的磁性差异是磁测考古的基础。经有关学者研究得出如下结论:被火烧过的泥土制品、土壤、石头等可获得较强的磁性;有机质的腐烂使土壤获得较高的磁性;人为翻动过的土壤或夯土、与周围天然的沉积物之间有明显的磁性差异;表5-4-2给出了不同考古材料的磁性参数。

表5-4-2 不同考古材料的磁性参数(据中国地质大学阎桂林)

考古对象的空间规模一般较小,形态复杂,埋深不一。考古对象与周围物质间虽有一定的磁性差别,但磁性还是较弱,再加上人文干扰,所以,考古对象产生的磁异常,其特点是范围小,强度低,梯度变化大,形态多样,有时干扰严重。因而,在考古调查中必须采用高精度的质子磁力仪或光泵磁力仪。

地面磁测时测网的比例尺一般为1∶100~1∶200。仪器探头距地面高度可为1 m至0.1 m。除观测磁场强度ΔT外,还可观测磁场的垂直梯度变化ΔTZ。河南新郑某古墓的调查是磁法考古探测的成功实例之一。

该测区位于一战国至汉代古墓葬区内,黄土覆盖,土质均匀,地形平坦。墓葬区已经初步钻探普查,磁力调查是作为详查和核实。采用两台MP 4 型质子磁力仪,一台用于地磁日变观测。仪器探头距地面高0.5 m。测网比例尺1∶200,线距2 m,点测1 m。观测结果见图5-4-15。由ΔT平面等值线图可见,在已知墓葬A、B、C及大型陪葬坑上显示出一定强度和轮廓明显的磁异常。有些异常还勾绘出墓葬的形态及细节。如A异常清楚显示该墓有一较长的南北向墓道,墓室南侧有两个小耳室。A墓引起的磁异常为20 nT左右。据其形态,考古工作者判定为汉代“甲”字型砖墓。B异常形态表明该墓为典型的“刀”字型砖墓。图中黑粗线轮廓是根据磁异常推断的结果。C异常较弱,对其墓的形态轮廓显示不清楚,这表明该墓为一土坑墓,非砖结构。E、D异常反映的是两个新发现的墓葬,没有原始资料。陪葬坑的磁异常南、北部分有较大的区别,它表明坑内较多的陶器物品主要堆放在坑的南半部。该区这些异常推断的遗存埋深为地下1~2m。实际钻探资料证实了磁测结果的分析。

图5-4-15 河南新郑战国至汉代某古墓的磁异常等值线图

2.电法在考古中的应用

电法也是考古工作中常采用的地球物理方法。一般古墓多埋藏于第四系松散地层中,古墓上下及周围应有厚度不等的青膏泥(粘土)填充,构成一个以厚层粘土包裹着的“古墓体”,此外,墓室有可能有地下水渗入。这就使得古墓与周围地层存在一定的磁性与电性差异,为采用电法探测古墓提供了地球物理条件。

图5-4-16是河南省某古墓地面磁测剖面平面图。图中各测线在22~26点和30~36点形成了两个近EW向的条带状正异常(ΔZmax=53 nT),其间有一下降近20 nT的鞍部,其南、北、东三面均为负异常。结合地面情况推断两条正异常的鞍部为古墓位置,而南、北、东三面负异常为高差近20 m的人工开挖陡壁引起。

图5-4-17是0号 剖面等视电阻率断面图。由图可见,0线在三角点往西有ρs小于8Ω·m的极小值区,其他测线也有同样反映。极小值出现在AB/2=40~100 m之间,以AB/2=65 m为中心部位。图5-4-18是AB/2=65 m的等ρs平面图。由该图反映出ρs小于8Ω·m的极小值范围为坐标原点往西11.2 m,坐标原点往南9.8 m。该范围内ρs值均在7.2~7.65Ω· m内,且范围外 ρs变化梯度较大。由此推断 ρs小于8Ω·m的范围为主墓葬的位置。本区电测深曲线类型以H型为主,按电性可分为三层:第一层为覆盖层,第二层为“古墓体”,第三层为“古墓体”底板。由电测深曲线解释得主墓顶部埋深为6.9 m,底板埋深为21 m。经挖掘验证,基本与物探探测结果相符。

图5-4-16 河南省某古墓磁测剖面平面图

图5-4-17 0线等ρs断面图

图5-4-18 等ρs平面图

3.地质雷达在古遗址探测中的应用

由于古遗址体与周围介质在相对介电常数上存在有差异,为地质雷达方法探测古遗址提供了地球物理条件。对于埋深较浅的古遗址,采用地质雷达方法具有较好的探测效果。湖北大冶铜录山古铜矿遗址是我国西周末期与春秋战国时期的采矿遗址,该铜矿目前仍在开采,为了协调矿山开采与古铜矿遗址保护之间的关系,应用地质雷达探测了铜矿遗址的规模及其分布,取得了令人满意的探测结果。

古铜矿遗址(称老窿区)都形成于接触破碎带中相当于矿体的氧化次生富集带中,鉴于当时开采的对象为高品位铜,因此老窿区发育地段首先要具备一定数量高品位铜矿可开采,二是当时用人力与较原始的工具挖掘,开采矿石的层位应该比较松软,老窿区对应的是接触破碎带经强烈风化区,古矿坑内都有回填土充填,回填土与原状土的差异明显。因此调查中老窿区的探地雷达图像应有如下特征:①由于地层风化是逐渐加深,因此原状土风化层应为一组均匀密集的窄反射波,同时地层风化进程是同步的,因此这些反射波的同相轴平整且可横向追踪;②老窿区现由回填土充填,而回填土与原状土差异增大,并且老窿区应处在矿石高品位地段,虽然铜已被开采,但铁矿石仍保留,因此反射信号强度大;③原状大理岩或矽卡岩由于物性相对均匀,因此反射界面相对较少,基本无明显的反射信号。

图5-4-19 老窿区的探地雷达图像

图5-4-20 地质雷达与勘探结果对照图

图5-4-19为老窿区的地质雷达图像。由图可见原状土为密集的窄反射波,而老窿区中的回填土为强反射波,横向变化大且同相轴难以追踪,原状土与回填土两者差异明显。根据雷达剖面图像我们构筑了3个高程的老窿投影与勘探解释进行对照。图5-4-20为Ⅲ号遗址老窿投影的地质雷达与勘探结果对照图。(a)是勘探结果,(b)是地质雷达解释结果。由图可见标高+53 m与+48 m老窿投影的地质雷达解释结果与勘探结果基本一致,但标高+43 m的老窿区投影与雷达解释结果有较大差异,这是因为在无钻孔区地质人员往往采用外推法解释。而这种解释在不规则的老窿区会产生较大的误差。

杭州雷峰塔始建于公元972年,于1924年倒塌,为了重建雷峰塔,浙江省考古所进行考古挖掘工作,为了确定雷峰塔是否存在有地宫,祝炜平等人开展了地质雷达方法探测工作,根据探测结果,明确了雷峰塔地宫的存在,提供了地宫的大致位置,为雷峰塔地宫的考古挖掘起到了指导作用。雷峰塔地宫探测中使用的地质雷达是瑞典玛拉公司生产的RAMAC/GPR地质雷达,选用的工作天线的中心频率为250 MHZ,在遗址上布置了四条呈“丰”字形地质雷达测线,测线间距为1.5 m,测点间距为0.03~0.05 m,采用剖面法测量。

图5-4-21为雷峰塔塔基内的一条地质雷达探测剖面图,横坐标为1.0~2.8 m,纵坐标1.3~2.6 m处雷达波同相轴错断,横坐标1.5~2.4 m,纵坐标2.6 m处有一双曲线型拱起的反射波同相轴,塔基中心位置的雷达波图像与周围介质的雷达波图像的差异明显,因此,双曲线型拱起异常应为地宫引起。地宫存在的范围,测线1.0~2.8 m,埋藏深度1.3~3.1 m。考古挖掘表明,地质雷达探测的结果是准确的,水平位置1.0~2.8 m,纵向深度1.3~2.6 m处雷达波异常反射由夯土层引起,地宫大小为0.9×0.9 m,高0.5 m。图5-4-22为地宫挖掘后绘制的地质剖面图。

图5-4-21 塔基内一条雷达探测剖面图

图5-4-22 地宫挖掘后绘制的地质剖面图

碳排放的标准是什么?

地面沉降成因主要包括新构造运动、开发利用地下流体资源、开采地下固体矿产、岩溶塌陷、冻土融化和工程建设等因素。其成因机制和形成条件如下:

(1)地面沉降的成因机制

由于地面沉降的影响巨大,因此早就引起了各国政府和研究人员的密切注意。早期研究者曾提出一些不同的观点,如新构造运动说、地层收缩说和自然压缩说、地面动静荷载说、区域性海平面上升说等。大量的研究证明,过量开采地下水是地面沉降的外部原因,中等、高压缩性黏土层和承压含水层的存在则是地面沉降的内因。因而多数人认为沉降是由于过量开采地下水、石油和天然气、卤水以及高大建筑物的超量荷载等引起的。

在孔隙水承压含水层中,抽取地下水所引起的承压水位的降低,必然要使含水层本身及其上、下相对隔水层中的孔隙水压力随之而减小。根据有效应力原理可知,土中由覆盖层荷载引起的总应力是由孔隙中的水和土颗粒骨架共同承担的。由水承担的部分称为孔隙水压力(pw),它不能引起土层的压密,故又称为中性压力;而由土颗粒骨架承担的部分能够直接造成上层的压密,故称为有效应力(ps);二者之和等于总应力。假定抽水过程中土层内部应力不变,那么孔隙水压力的减小必然导致十中有效应力等量增大,结果就会引起孔隙体积减小,从而使土层压缩。

由于透水性能的显著差异,上述孔隙水压力减小、有效应力增大的过程,在砂层和粘土层中是截然不同的。在砂层中,随着承压水头降低和多余水分的排出,有效应力迅速增至与承压水位降低后相平衡的程度,所以砂法压密是“瞬时”完成的。在黏性土层中,压密过程进行得十分缓慢,往往需要几个月、几年甚至几十年的时间;因而直到应力转变过程最终完成之前,黏土层中始终存在有超孔隙水压力(或称剩余孔隙水压力)。它是衡量该土层在现存应力条件下最终固结压密程度的重要指标。

相对而言,在较低应力下砂层的压缩性小且主要是弹性、可逆的,而黏土层的压缩性则大得多且主要是非弹性的永久变形。因此,在较低的有效应力增长条件下,黏性土层的压密在地面沉降中起主要作用,而在水位回升过程中,砂层的膨胀回弹则具有决定意义。

此外,土层的压缩量还与土层的预固结应力(即先期固结应力)、土层的应力—应变性状有关。由于抽取地下水量不等而表现出来的地下水位变化类型和特点也对土层压缩产生一定的影响。

(2)地面沉降的产生条件

从地质条件,尤其是水文地质条件来看,疏松的多层含水层体系、水量丰富的承压含水层、开采层影响范围内正常固结或欠固结的可压缩厚层黏土层等的存在,都有助于地面沉降的形成。从土层内的应力转变条件来看,承压水位大幅度波动式的持续降低是造成范围不断扩大累进性应力转变的必要前提。具体体观在以下五个方面:

① 厚层松散细粒土层的存在

地面沉降主要是抽采地下流体引起土层压缩而引起的,厚层松散细粒土层的存在则构成了地面沉降的物质基础。在广大的平原、山前倾斜平原、山间河谷盆地、滨海地区及河口三角洲等地区分布有很厚的第四系和新近系松散或未固结的沉积物,因此,地面沉降多发生于这些地区。如在滨海三角洲平原,第四纪地层中含有比较厚的淤泥质黏土,呈软塑状态或流动状态。这些淤泥质黏性土的含水量可高达60%以上,孔隙比大、强度低、压缩性强,易于发生塑性流变。当大量抽取地下水时,含水层中地下水压力降低,淤泥质黏土隔水层孔隙中的弱结合水压力差加大,使孔隙水流入含水层有效压力加大,结果发生黏性十层的压缩变形。

易于发生地面沉降的地质结构为砂层、粘土层互层的松散土层结构。随着抽取地下水,承压水位降低,含水层本身及其上、下相对隔水层中孔隙水压力减小,地层压缩导致池面发生沉降。

② 长期过量开采地下流体

未抽取地下水时,黏性土隔水层或弱隔水层中的水压力与含水层中的水压力处干平衡状态。抽水过程中,由于含水层的水头降低,上、下隔水层中的孔隙水压力较高,因而向含水层排出部分孔隙水结果使上、下隔水层的水压力降低。在上覆土体压力不变的情况下,黏土层的有效应力加大,地层受到压缩,孔隙体积减小。这就是黏土层的压缩过程。

由于抽取地下水,在井孔周围形成水位下降漏斗,承压含水层的水压力下降,即支撑上覆岩层的孔隙水压力减小,这部分压力转移到含水层的颗粒上。因此,含水层因有效应力加大而受压缩,孔隙体积减小,排出部分孔隙水。这就是含水层压缩的机理。

地面沉降与地下水开采量和动态变化有着密切联系:地面沉降中心与地下水开采漏斗中心区呈明显一致性;地面沉降区与地下水集中开采区域大体相吻合;地面沉降量等值线展布方向与地下水开采漏斗等值线展布方向基本一致,地面沉降的速率与地下液体的开采量和开采速率有良好的对应关系;地面沉降量及各单层的压密量与承压水位的变化密切相关;许多地区已经通过人工回灌或限制地下水的开采来恢复和抬高地下水位的办法,控制了地面沉降的发展,有些地区还使地面有所回升。这就更进一步证实了地面沉降与开采地下液体引起水位或液体沉降之间的成因联系。

③ 新构造运动的影响

平原、河谷盆地等低洼地貌单元多是新构造运动的下降区,因此,由新构造运动引起的区域性下沉对地面沉降的持续发展也具有一定的影响。

西安地面沉降区位于西安断陷区的东缘,由于长期下沉,新生界累计厚度已经超过3000m。1970~1987年,渭河盆地大地水准测量表明,西安的断陷活动仍在继续,在北部边界渭河断裂及东有部边界临渝-长安断裂测得的平均活动速率分别为3.37mm/a和3.98mm/a,构造下沉约占同期沉降速率的3.1%~7%。

④ 城市建设对地面沉降的影响

相对于抽采地下流体和构造运动引起的地面下沉,城市建设造成的地面沉降是局部的,有时也是不可逆转的。

城市建设按施工对地基的影响方式可分为以水平方向为主和以垂直方向为主的两种类型。前者以重大市政工程为代表,如地铁、隧道、给排水工程、道路改扩建等,利用开挖或盾构掘进,并铺设各种市政管线。后者以高层建筑基础工程为代表,如基坑开挖、降排水、沉桩等。沉降效应较为明显的工程措施有开挖、降排水、盾构掘进、沉桩等。

若揭露有流砂性质的饱水砂层或具流变特性的饱和淤泥质软土,在开挖深度和面积较大的基坑时则有可能造成支护结构失稳,从而导致基坑周边地区地面沉降。而规模较大的隧道、涵洞的开挖有时具有更显著的沉降效应。降排水常作为基坑等开挖工程的配套工程措施,旨在预先疏干作业面渗水,其机理与抽取地下水引发地面沉降一致。

城建施工造成的沉降与工程施工进度密切相关,沉降主要集中于浅部工程活动相对频繁和集中的地层中,与开采地下水引起的沉降主要发生在深部含水砂层有根本区别。

总言之,地壳沉降活动、松散沉积物的自然固结、人类开采地下水或油气资源引起的土层压缩等因素都会引起地面沉降,但从灾害研究角度而言的地面沉降是指人类活动引起的地面沉降,或者是以人类活动为主、自然动力为辅而引起的地面沉降。地面沉降的形成条件主要包括两个方面:一是具有地面沉降的地质条件,即具有较高压缩性的厚层松散沉积物;二是具备地面沉降的动力条件,如人类长期过量开采地下水和地下沼气资源等。

企业如何进行对标管理

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 对标管理,由美国施乐公司于1979年首创,均将其视为现代西方发达国家企业管理活动中支持企业不断改进和获得竞争优势的最重要的管理方式之一,西方管理学界将对标管理与企业再造、战略联盟一起并称为20世纪90年代三大管理方法。下面是我整理的企业如何进行对标管理,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

 “对标”管理起源于上世纪70年代的美国,最初是人们利用“对标”寻找与别的公司的差距,把它作为一种调查比较的基准方法。“对标”管理是寻找和学习最佳管理案例和运行方式的一种方法,现已成为最受企业欢迎的第三大战略管理方法。“对标”就是对比标杆找差距。推行“对标”管理,就是要把企业的目标紧紧盯住业界最好水平,明确自身与业界的差距,从而指明了工作的总体方向。标杆除了业界的最好水平以外,还可以将企业自身的最好水平作为内部标杆,通过与自身相比较,可以增强自信,不断超越自我,从而能更有效地推动企业向业界最好水平靠齐。

 对标管理的基本思路可以概括为十个字,即“建标、立标、对标、达标、创标”。

 “对标”管理的分类

 “对标”管理通常分为4种,第一种,内部对标。很多大公司内部不同的部门有相似的功能,通过比较这些部门,有助于找出内部业务的运行标准。第二种,竞争性对标。对企业来说,最明显的对标对象是直接的竞争对手,因为两者有着相似的的产品和市场。第三种,行业或功能对标。就是公司与处于同一行业但不在一个市场的公司对标。第四种,与不相关的公司就某个工作程序对标。即类属或程序对标。

 实施“对标”管理的步骤

 第一步,制定对标计划,确保对标计划与公司的战略一致。

 第二步,建立对标团队,对标结构取决于对标范围的大小、公司规模、对标预算、对标程序和环境等要素。

 第三步,收集必要的数据,首先要收集与本公司有关的信息进行自我分析。其次,找到适合自己的模仿对象,筛选出3到5个公司作为信息交换和对标合作伙伴。

 第四步,分析业绩差距数据,在理解对表对象最佳方法的基础上,衡量自己与别人业绩的差距。

 第五步,持续进行对标管理,企业在减少与最佳案例的差距时,需时常用衡量标准来监测实施的有效性,另外,由于表现最佳的公司本身也会继续发展,所以“找到并实施最好的方法”的对标管理也是一个只要开始就没有结束的过程。

 “对标”管理的关键

 对标管理的关键在于选择和确定被学习和借鉴的对象和标准,要在经营管理实践方面“优中选优”,要求达到最优模式和标准,也就是盯住世界先进水平,只有盯住世界先进水平,才能把企业发展的压力和动力,传递到企业中每一层级的员工和管理人员身上,从而提高企业的整体凝聚力和竞争力。

 实施“对标”管理对企业的作用

 对企业而言,通过对标管理以把企业生产过程、管理流程、管理方法和基础建设等工作,从上而下的进行梳理和规范,使企业做到有完善的指标体系,科学的考核办法,平衡的分配模式,能够客观地评价工作,实施合理有效的办法进行管理控制,通过对标管理,企业可将管理精细化,持续改善企业生产经营模式,使企业具备核心竞争力。

 “对标”管理中应注意的问题

 企业进行“对标”管理时应分清主次、分步骤进行。

 对标的目的是使企业的方方面面工作全面争创一流,但这并不意味着方方面面都要进行对标。企业经营模式、文化、管理理念等有其特殊性,设定对标指标,要在全面把握提升企业竞争力要素的基础上,注意区分主次,重点突出,只有这样,对标工作才能抓住关键,有板有眼、逐步提高。

 建立健全“对标”体系是一项长期系统性的工程,不是一蹴而就的事情。

 我国企业的基础管理水平与发达国家企业的管理水平还有相当大的差距,对标管理尤其如此,要缩小这些差距,光靠一两次培训、一两次动员大会,靠运动式的冲刺是难以实现的。对标管理用世界级成功企业的先进管理理念和方法引导中国企业不断改进、追寻卓越,但真要成为卓越的企业,需要企业在实践中融会贯通、不断创新、持续改进。对标以博大精深的内涵指明了企业“做什么”的方向,兼容了目标管理、预算管理、平衡计分卡、知识管理等多种现代管理工具,以强大的`功能导引并帮助优秀的企业走向卓越。

 

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对标管理在作业区成本管理中的运用

 一、作业区成本管理现状

 当前是油田战略发展的关键阶段,要充分发挥财务管理在企业生产运行中的核心作用,必须解放思想,将成本指标管理的控制点前移,促进经营向生产延伸,从成本发生源头提高工作的针对性和有效性,积极应对各种风险与挑战。客观审视作业区实际,为实现作业区科学发展、和谐发展,对财务管理工作提出了新的更高要求,主要体现在:一方面,生产经营形势的发展变化,制约着作业区的成本控制。作业区投产运行近50年,部分地面设施设备超期使用,高负荷运行,使得这些设施设备的腐蚀老化问题日益突出。目前,作业区有各类容器300多台,使用20年以上的占43.8%。各类油气水管线2000余千米,使用20年以上的占24%。尤其是南八联合站采暖系统,自1985年投产以来,仅更换过部分腐蚀严重的管线,目前整套管网、站内阀门老化腐蚀严重,严重影响冬季安全生产,急需更新。不仅增加了日常生产管理难度,同时也是制约作业区成本控制的一个不可忽视的问题。另一方面,周边环境因素的深刻影响,加大了成本控制难度。作业区地理环境复杂,周围村屯散户较多,盗油、盗电、盗水、盗土、盗气、偷盗井站配件以及破坏油田设施现象十分猖獗,是油田生产设施遭受破坏重灾区。由于外力破坏、盗油、窃电等原因,造成变压器烧毁,电缆破坏,油水井设备被盗,使控制维修成本难度加大。

 二、对标管理在作业区成本管理中的重要性

 (一)对标管理的内涵及范畴

 对标管理起源于20世纪70年代的美国公司,是指企业以行业内或行业外的一流企业作为标杆,从各个方面与标杆企业进行比较、分析、判断,通过学习他人的先进经验来改善自身的不足,从而赶超标杆企业,不断追求优秀业绩的良性循环过程。所谓“对标”就是对比标杆找差距。推行对标管理,就是要把企业的目光紧紧盯住业界最好水平,明确自身与业界最佳的差距,从而指明了工作的总体方向。标杆除了是业界的最好水平以外,还可以将企业自身的最好水平也作为内部标杆,通过与自身相比较,可以增强自信,不断超越自我,从而能更有效地推动企业向业界最好水平靠齐。作业区对标管理是指作业区之间的横向对标工作,也可延伸到队与队、班组与班组之间的纵向对标工作。作业区为提高精细管理水平,对照推进单位经济发展的要求,对照各单位的先进经验,对本单位的控制费用在深化、细化、具体化的基础上进行对比分析,确定标杆,通过完善相关规章制度和加强内部管理,达到标杆或超越标杆的实践活动。

 (二)对标管理的作用

 近年来,作业区面对着刚性成本支出逐年增加,可控成本日益紧张的局势,需要攻坚克难,深化生产经营分析,挖掘成本控制潜力,加强关键要素控制,向内部管理要效益,创新管理,实施全方位立体化的对标管理体系。以“科学对标、细化管理、深入查找、比学赶超、持续提升”为主题,本着全员参与、标杆推广、协调组织、长效管理的原则,全面推进对标管理工作。通过标杆单位的确立及其先进管理经验的推广,对比差距找准经营管理中的短板,查缺补漏,制定符合实际生产情况的行之有效的调控措施,精细化管理,有利于作业区经营管理的全面提升。对标管理的基础指标确定,有助于修订完善预算指标基础数据,对于预算的编制、执行、分析及调整提供可靠数据来源。全面推进对标管理,建立从组织机构、制度、流程、评价、考核的完整对标体系,将对标评价有效融入企业的业绩考核,能够有效激励员工的积极主动性。

 三、对标管理在作业区成本管理中的应用

 (一)建立作业区对标管理的组织机构

 将对标管理分为四个层面进行控制:

 (1)决策层。成立对标管理领导小组,按照“逐级负责、分级包保”的原则和分管职责范围进行责任包保,具体负责本业务对标管理的组织、领导、协调和监督考核工作。

 (2)执行层。包括机关管理人员、地工队相关管理人员、基层队队长,根据成本运行规律和生产过程中的实际情况,完成对各单项费用的指标分解工作,通过对标分析查找不足,制定整改措施,并对具体执行情况进行全过程、全方位的把握。

 (3)操作层。将管理指标分解到岗位和个人,严格执行对标管理工作的规章制度。

 (4)监督层。由作业区领导及财务、物资、纪检等人员组成,主要负责对标管理工作的监督和检查。

 (二)完善管理体系,科学制定对标基准值

 作业区从高效开发、精细管理、节能挖潜方面入手,完善《第一作业区对标管理实施细则》,按不同岗位确定对标标准,分设生产管理、安全管理、油田开发、经营管理、修旧创效、党群工作和环境卫生等七个对标基准面,各对标基准面又根据单位性质细分为采油系统、集输系统和保障系统,确定了效益类和管理类共21个小项对标指标,根据各基层站、队的生产规模按定额配比及各项设备使用年限,综合相关非管理因素,设立各项指标的对标基准值。建立横向对标四条线,即与往年最好成绩对标,与其他作业区对标,基层队之间对标,班组之间对标四条线。形成了以作业区全面预算成本分解指标为标杆,按分解指标完成的比例高低,公平、公正开展对标的良好氛围。纵向对标建立管理指标四级分解制,即作业区领导向机关单项管理人员分解、机关向基层小队分解、基层小队向班组分解、班组向岗位人员分解。通过严格掌控生产过程各级材料消耗关键点,使成本控制的主体落实到生产一线的每一名员工,形成了层层传递压力、层层分解指标的“一条龙”对标管理体系。

 (三)实施动态对标,强化过程控制

 作业区紧紧抓住影响成本的关键指标和因素,坚持关键费用重点对标,吨油操作成本、单井、站耗材、检泵率、吨液耗电、吨液耗气、注聚单耗等对标指标提高比例分值,加大考核力度。建立“月度对标、季度跟踪、年终评价”的动态对标控制体系。每月召开一次对标管理分析会,分析升降原因,研究对策,落实措施。季度及时跟踪评估改进措施,检验工作成果,循序渐进地完善对标管理机制。年度按照同类可比、同类先进的原则,进行分类分析、综合评价和奖励考核,保证了成本对标管理的顺利进行。

 四、作业区对标管理的具体办法及成效

 (一)制度管理定标杆

 井站材料类别多,涉及面广,为全面对比成本支出点,分析原因,查找不足,整改提高,作业区针对消耗部位、机采井用料、机泵配件等六个类别进行对标管理。对标管理过程中,作业区清醒认识到导致井站材料费用增加的原因主要是机采井用料、机泵配件、电料、后场建设等四个方面。坚持“三保一控”的原则,即保安全生产、保平稳运行、保三牌队建设,控制其他非生产支出。保安全生产。主要针对影响安全生产的汽车配件、电力问题(如破头电缆、控制箱)等进行了维护和更换。保平稳运行。主要针对影响生产运行的机采井用料、机泵配件和南八联脱水器吊挂进行了投入。保三牌队建设。为创建油田公司三牌队,加强三基工作增加了投入,解决了基层队的自行车库和料棚。

 (二)技术升级比标杆

 作业区重点把握了耗电量大的注水系统、集输系统,通过技术手段与管理指标相结合的方式,科学组织对标。通过对比标杆,学习标杆,在4座注水站应用JPLUS—2000型高效节能润滑油添加剂,年累计节电量将达到77.5万千瓦时。在两座注水站两台注水机组应用前置喂液泵技术,对比单耗下降0.8千瓦时/立方米,日节电6336千瓦时。对新南八注水站3台注水泵应用注水泵减级技术,降低注水泵能耗,日节电量3600千瓦时,年累计节电131.4万千瓦时。通过使用胶皮联轴器代替铁质联轴器,降低了噪音、振动,减少对机泵的机械冲击,延长了电机泵的使用寿命,年节约电量4.38万千瓦时。优化运行降低能耗。通过夏季常温输送、冬季降温输送的办法,中转站掺水泵年度运行减少6台次,年节电35.2万千瓦时。优先运行性能好的注水泵,减少单耗,对于单耗比较高的注水泵采取备用的措施,共优化运行注水泵3台次,年节电33.67万千瓦时。优化注水泵运行参数,监测相关数据,绘制出单台机组性能曲线图,摸索机泵性能最佳工况点,从而达到节电目的。以新南八注水岗2#注水泵(型号为DF220-160×11)为例,注水单耗下降0.4千瓦时/立方米,日节电4852千瓦时。

 (三)管理创效超标杆

 作业区严格按照用水计划,科学编制,合理运行,按表计量、按月考核,实现节水控水目标。控制聚驱清水使用量,在保证生产前提下将南二东开发区85口注聚井改为使用使用污水稀释母液,使聚驱清水用量下降到248.43万吨。控制冷却水消耗量,坚持按环境的温度分配月度指标,冬季冷却水只补不换,夏季必须运行冷却塔,并部分更换冷却水,减少冷却水消耗5120吨。控制生活用水使用,坚持按队里员工的人数进行分配,规范管理。治理跑冒滴漏,对地下管网按队分片、定期巡检,避免因管理不当造成浪费。治理偷盗清水,实施属地管理,谁使用谁管理,杜绝盗水现象的发生。通过上述措施,实现年度节余清水6万吨。

 (四)自主创新超标杆

 作业区两座水驱站在夏季实施低温集输,实施150口井,年度节约天然气55万立方米。冬季开展降温输送,对于作业区所有的11座中转站的掺水出站温度实施“一站一制”管理,单井回油温度实施“一井一制”方法进行管理,针对不同情况采取不同温度,从而降低天然气消耗,节约天然气20万立方米。以“有据、有序、有效、有责”为原则,实施“以查促质,保质限量”的管理方法,优化热洗周期,提高生产管理运行效率,平均热洗周期延长18天。试行全天连续洗井方法,减少热洗泵启泵次数,控制无效提温时间,降低热洗炉热能消耗,年度节约天然气消耗32万立方米。通过以上三项管理办法累计节气107万立方米。

 (五)精细管理超标杆

 近年来,注水井细分工作量逐年增加,由2008年的每年18口增加到现在的58口。作业区合理安排调整工作量,今年,对维护性作业注水井直接进行细分调整共16口井,避免了由于二次作业造成的成本支出,节约费用40万元。油井措施少实施55口井,少增油2.2吨,通过精细调整加强管理,作业区注水量减少78.37万方,产液量减少52.86万吨,对比规划超产2000吨,连续11年实现原油超产,累积超产原油21.9万吨。各项开发指标在全厂对标中排在前列。作业区实施了“四清三到位四把关”分级管理法,明确各级监督岗位内容与责任。通过加大保修期内检泵井监督力度,挽回经济损失100万元。强化小修井现场监督力度,节省了作业成本15万元。

 (六)作业区对标管理存在的不足及构想

 通过深入开展作业区对标管理,控制了成本上升势头,进一步找准存在问题,巩固优势、弥补短板,深化生产经营分析,加强关键要素控制,推进效益综合挖潜,变动成本控制成效显著,开发成本上升势头也有效缓解。

 (1)对标管理指标的精细度及全面性有待提高。目前作业区对标管理工作仍处于初期阶段,需要不断地摸索经验,逐步调整对标管理指标的合理性、准确度、精细度及全面性,将对标管理贯彻落实到整个生产经营范畴内,充分利用对标指标分析,找出同级管理差距,奖前惩后,把对标管理工作深入生产、深入基层。

 (2)对标管理指标的横向对比数据准确性有待提高。目前作业区对标管理工作主要以作业区纵向的生产及成本指标为重点,在横向数据的取得中不能保证数据的合理性,现阶段横向数据的取得基本来源于各单位上报的报表数据,未能真实反映生产经营的真实状况,同时由于实际发生与结算间的时间差难免出现预估费用的不准确性,而且各作业区间综合考虑相关非管理因素时尺度无法统一,需要横向对比作业区间对标指标时多与业务人员沟通,真正做到“走出去、请进来”,总结先进的管理经验,提炼出适合自己的管理措施,从而在根本上实现对标管理的意义。作业区要坚持“服务基层需求、完善管理标准、持续改进升级”三项原则,紧密围绕“油田开发、生产管理、安全环保”三项重点工作,将“干在平时、注重维护”的理念贯穿生产管理全过程,以促进高效运行为手段,以提升对标管理工作标准为目标,进一步提升全员责任意识、标准意识,加强各单位的特色管理、精细管理,为实现作业区有序、平稳、安全、和谐发展打牢坚实的管理基础。

 对标管理对提升企业管理的作用

 一、对于对标管理的基本认识

 对于企业的发展来说,对标管理作为一种新型的企业管理方式,它主要就是通过和业内最优秀的企业标准进行比较,进而寻求其中的差距和存在的问题进行管理和改进的过程。这样一来,企业也就能够朝着正确的方向不断的改进和发展,在这个过程中企业要寻求有效的标杆,结合企业自身的发展状况进行分析,从而在管理方式和管理手段上予以改进,提升自己的管理水平。可以说,这种管理方式对于企业的管理来说具有重要意义和重要的影响。对此,笔者就针对相关的问题展开了分析。

 对于企业的发展来说,重要的就是要明确管理的目标,进而更加有针对性的开展各项管理工作,促进企业经济效益的提升和不断发展。而在近年来企业管理的过程中就出现了“对标管理”的理念,所谓“对标管理”也就是说在企业的管理活动中要确立先进的或者是行业内的一个标杆,进而寻找其中的差距的问题,这样一来就把企业的发展和行业内的佼佼者联系起来,作为总的发展方向。当然,除了进行相关的外部比较之外,在企业的内部也可以推行对标管理,确立企业内部的具体标杆,从而实现科学化地管理,向着更好的标准出发。在企业的管理中,有了相对明确的管理目标,这样一来也就有了相应的参照物,可以在相应的管理环节上进行规划,制定相应的发展策略。

 当然,对于对标管理来说,它绝对不是一个简单的比较或者是一个宏观的对比分析,重要的就是把这些差距细化成相应的管理要求和指标,只有这样企业的管理才会真正落到实处,获得切实的管理效果。对此,也就产生了两种管理理念,一种是“对标管理”,另外一种就是“对照管理”,对于这两种管理理念来说,它都是通过对比分析研究,结合企业发展的现状进行的管理,对于对标管理来说,他就会把已经制定出来的相应规章制度,和员工的具体情况进行一一比较,是参照着管理表进行的,同时做好相应的记录和分析。而对于对照管理来说,他就更进一步的对管理提出了要求,是在进行管理的过程中,通过比较和对照,在工作预期目标和现实目标之间的对照,寻求其中出现的偏差,发现问题并解决问题。从而确定其对照和比较的是否合理科学。对标管理经过了较长时期的发展,也在不断的完善和延伸,从以往的目标差距对比也逐渐的演变为寻求最有效的或者是最佳的管理方案,通过这些最优化的标准来对企业进行管理。在这个过程中也逐渐的发展为以下几种管理方式:

 第一、推行内部的对标管理。企业的管理重点是做好内部各个部门以及各项事业的管理,而对于内部管理来说,有很多的管理部门也都具有较为相似的地方,所以企业可以进行内部标准的优化和设定,通过最有效也是最科学的管理方法实现良好的内部管理。

 第二,开展有效的竞争,实现管理。行业内的竞争是企业发展过程中所普遍存在的,在这个过程中我们就要对相关的竞争对手进行分析,这是发展和企业管理的一个重要标杆,通过和竞争对手的比较,从而明确自身存在的缺陷或者是有哪些竞争优势,这样的分析和比较对于管理效率的提升具有重要作用。

 第三,行业或功能对标管理。进行对标管理必须有科学的对标信息,对于同行业来说,寻找有效的信息存在着一定的困难,这就需要我们对于同一行业但是分属不同市场的竞争对手进行分析,从而获得相应的对标信息。

 二、对标管理对于企业管理的重要作用和影响分析

 前面我们已经对对标管理进行了相关的分析和阐述,那么在企业中推行对标管理的模式具有什么样的作用呢?通过这种管理方式,可以帮助企业带来哪些管理上的提升呢?对比,笔者进行了相关的分析,其中发现并总结了以下几点:

 (一)通过科学有效的对标管理,帮助企业确定相关的战略规划和具体的目标计划。对标管理作为一种对比分析的管理模式,它可以通过对行业内的成功标准分析,从而为企业未来战略的制定和具体发展目标的规划作出指导,可以在企业进行战略规划和具体管理中作为有效依据,使得企业的管理更加具有针对性和可比性。

 (二)明确管理目标,有效的激发员工的积极性。对标管理是一种宏观和具体的分析比较,在这种比较中,我们既可以认识到相关的差距,与此同时也可以在具体的管理活动中明确管理的目标和发展的方向,进而通过具体目标的设定,对员工进行教育,使得他们朝着正确的方向和科学的标准进发,取得提升并进行自我完善。

 (三)为企业的管理提供可比性或者是重要的参考数据。进行对标管理必然的要收集大量的数据,以此来进行分析,不仅是对外部企业的信息收集和分析,同时也有本公司的相关信息,通过这些收集的信息数据,一来可以明确行业内的发展管理状况,同时也更加明确了自己所处的地位和相应的状态,这样一来也就为整个企业的管理提供了科学的数据信息,来科学的管理。

 (四)提供了更加有针对性的管理思路和方法。对标管理除了一种对比寻找差距的作用之外,他还为企业的发展提供了一种管理思路和发展观,也就是说对标管理的理念是具有广泛的意义的,它不仅可以在企业与企业之间进行有效应用,在企业管理的过程中也可以进行应用。

 (五)优化管理过程,提高管理效率。对标管理可以为企业的管理提出建议,通过模型分析和数据比较,进而制定出相应的管理政策,在人员结构的安排上、在工作流程的设计上以及管理考核监督上都可以通过对比寻求改进和调整,从而实现最优化的管理,提高管理工作的效率。

 总之,对于企业的发展来说,它不是孤立存在并进行的,他和外界是一个统一密切的整体,所以开展有效的对标管理对于企业明确发展的差距,寻求发展的方式和管理策略都具有重要的意义和积极的作用。在这个过程中,我们推行对标管理也要注意更加细化和分析,而不是简单的比较和宏观的概括分析,重要的是把这些差距转化为实际的管理目标,从而实现管理效率和管理水平的提升,促进企业的发展。

探测与监测

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一、矿井物探技术应用

随着矿井开采深度的增加和开采强度的加大,煤层底板突水的频率也日益增加,焦作矿区除了加强水文地质预测预报及井下钻探工作外,还大力开展了物探技术的推广与应用,先后引进了矿井直流电法仪、无线电波坑透仪、瑞雷波仪、音频电透仪、加拿大GEONICS公司TEM47瞬变电磁仪、地质雷达和超低频遥感地质探测仪,应用效果非常显著。这里主要研究的是矿井物探技术在防治水方面的应用,另外介绍了超低频遥感地质探测仪的应用,它和其他物探仪器原理差别较大。

矿井物探技术在矿井防治水方面主要用于探测工作面顶、底板含水层贫富水区域划分;巷道顶底板及侧帮构造带和富水区;巷道掘进头前方构造带和富水区;放水孔或底板注浆孔孔位确定;工作面内部隐伏构造带、夹矸及薄煤带位置;煤层厚度快速探测等。以下就各类物探技术的特点和应用效果加以综述。

1.直流电法

矿井下通常应用三极测深法和对称四极测深法。根据探测目的不同,直流电法工作装置形式有多种形式。三极测深法工作装置形式为A—M-O-N—B(∞),四极测深法工作装置形式为A—M-O-N—B。两种方法M、N均为测量电极,用于探测地电场电压,根据测出的电流、电压值结合装置系数就可以换算出地层视电阻率值;A、B均为供电电极,用于向岩层供电。直流电法一般供电极距越长,供电电场分布范围越广,探测深度和两边辐射范围越大。通过对不同地点、不同深度地层的视电阻率值进行全方位探测和综合分析,就可以达到研究岩层、矿体或构造等的目的。

直流电法探测是以煤、岩层的导电性差异为基础,通过人工向地下供入稳定电流,观测大地电流场的分布规律,从而确定岩、矿体物性分布规律或地质构造特征。

直流电法具有方法灵活、理论成熟、抗干扰能力强、仪器简便的优点,可用于划分岩层贫富水区域、探测巷道附近构造破碎带位置、工作面采煤时的易煤层底板突水地段或确定放水孔孔位等。以下为几个探测实例。

图3-23为焦作矿区某工作面回风巷直流电法探测富水性区域断面图。直流电法探测结果认为,该工作面切巷往外0~100m段采煤时煤层底板极易发生煤层底板突水灾害。在生产工程中,实际采煤时到65m处底板发生煤层底板突水,煤层底板突水量达160m3/h。对此及时进行了预测预报,矿井提前采取了防治水措施,该工作面得以安全采煤。该工作面切巷向外0~220m段采煤时煤层底板极易发生煤层底板突水灾害。通过对地质资料分析也认为,此段L8灰岩可能与下伏L2灰岩甚至O2灰岩导通,煤层底板突水水源补给充分。井下数据采集重复了3次,结果雷同,因此建议此段跳采。焦作煤业集团公司有关领导研究直流电法探测结果后,决定在220m处重开切巷向外采煤,目前已按新方案安全采煤。

图3-23 焦作矿区某工作面回风巷直流电法探测富水性区域断面图

该图中较深蓝色代表低阻区,可以看出低阻区距巷道底板距离较远,L8灰岩含水层导高较小。直流电法探测结果认为,该工作面采煤时煤层底板不会发生煤层底板突水灾害。实际生产过程中采煤非常顺利,证明直流电法探测结果是正确的。

图3-24 焦作矿区某工作面低阻异常中心区域放水孔布置图

图3-24为焦作矿区某工作面低阻异常中心区域放水孔布置图。根据直流电法探测结果,在该工作面低阻异常中心区域布置了4#放水孔,钻孔涌水量为82m3/h。

2.无线电波坑透

无线电波坑透仪可以探测工作面内部隐伏构造带、夹矸及薄煤带等异常体,从而为工作面采煤设计提供依据。无线电波坑透技术的原理主要如下:将发射机和接收机分别放置于采煤工作面两条相对巷道(运输巷和回风巷)中,利用发射机发出的无线电波在煤层中传播时被与煤层电性不同的地质体如断层、陷落柱、夹矸或其他地质体等吸收,造成衰减系数的差异,从而形成接收信号的阴影区。交替变换发射机和接收机的位置,就可以对阴影区进行交会,从而确定异常体位置和大小。

图3-25为焦作矿区某工作面无线电波坑透探测成果图。无线电波坑透探测结果认为,工作面切巷到回风巷43号测点和运输巷41号测点连线处圈定区域为异常区,结合地质资料分析为薄煤带。经钻探验证确实为薄煤带,因此根据无线电波坑透探测结果,改变原来设计方案,在回风巷39号点和运输巷40号点连线处(图中红线)重开切巷,再开始生产。

图3-25 焦作矿区某工作面无线电波坑透探测成果图

图3-26为焦作矿区某工作面无线电波坑透探测成果图。无线电波坑透探测结果认为,圈定的回风巷里段断层位置与工作面采煤时实际揭露情况完全吻合。

图3-26 焦作矿区某工作面无线电波坑透探测成果图

3.瑞雷波

瑞雷波技术探测优点是快速,全方位,施工灵活,定位误差小。瑞雷波技术探测的原理主要如下:根据不同频率的瑞雷波沿深度方向衰减的差异,通过测量不同频率成分(反映不同深度,高频反映浅,低频反映深)瑞雷波的传播速度来探测不同深度煤层和顶、底板岩层及其中的断层、喀斯特等地质异常体。

图3-27为焦作矿区某巷道瑞雷波超前探测成果图。在巷道迎头瑞雷波技术超前探测时,发现前方20.78~25.28m段为断裂破碎区,实际钻探证实为20.35m见断层,误差仅为0.43m。

图3-27 焦作矿区某巷道瑞雷波超前探测成果图

4.音频电透

音频电透视技术是根据CT扫描工作原理,利用两条相对巷道(如工作面回风巷和运输巷)交替进行发射和接收,记录发射电流和接收的一次场电位差,结合工作面几何参数(宽度、长度等位置关系)计算出每个发射点对应的每个接收点的视电导率值(视电阻率值的倒数),通过多重交会,绘制出工作面内部一定深度范围内岩层视电导率值的平面等值线图,从而得知此范围内富、导水区域平面分布的位置与特征。音频电透视技术是以煤、岩层的导电性差异为基础,通过人工向地下供入音频范围内的低频电流,观察大地电流场的分布规律,从而确定岩、矿体物性分布规律或地质构造特征。一般情况下,工作频率为15Hz时,探测深度大约为工作面宽度的一半,选用的工作频率越低则电场穿透深度越大。

图3-28为焦作矿区某工作面音频电透探测成果图。音频电透探测结果认为,该图中蓝线视电导率值为6所圈蓝色区域为煤层底板相对富水区,应为煤层底板注浆改造重点区域,需要加密钻孔;其他区域可少布钻孔;工作面回风巷116号点与运输巷19号点连线往外可以不进行煤层底板注浆改造。实际在煤层底板注浆改造时,布置在高导异常区内的钻孔平均出水量为86.3m3/h,低导正常区内钻孔平均出水量是37.5m3/h,前者水量是后者的2倍多。工作面回风巷116号点与运输巷19号点连线往外段打了4个钻孔,平均水量是8.6m3/h,为相对不富水区。钻探证实揭露情况与音频电透探测结果相吻合。

图3-28 焦作矿区某工作面音频电透探测成果图

5.瞬变电磁

瞬变电磁仪具有布置灵活、探测方向性强、对低阻区敏感、施工快速的优点,可以全方位探测巷道各个方向或工作面内部的相对富水区位置及形态、顶底板构造破碎区,确定工作面采煤时容易发生煤层底板突水地段、煤层底板注浆改造重点注意区域、放水孔位置等。

图3-29瞬变电磁技术原理图可以说明,瞬变电磁技术原理是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场,当脉冲结束、发射回线中电流突然断开后,地下介质中就要激励起感应涡流场,以维持在断开电流以前存在的磁场,此二次涡流场呈多个层壳的环带型,随着时间的延长,由发射回线附近介质逐步向下及向外扩展,不同时间到达不同深度和范围。二次涡流场仅仅与地下介质的电性有关,因此利用线圈或接地电极观测二次场即可了解地下介质的电阻率分布情况,从而达到探测目标体的目的。

图3-29 瞬变电磁技术原理图

图3-30为焦作矿区某巷道瞬变电磁视电阻率图。在煤层底板L8灰岩中开拓疏水巷时,在迎头处利用瞬变电磁法,超前探测到迎头前方33~42m段为相对低阻区,该方法判断为相对富水区并得到钻探证实。

图3-31为焦作矿区瞬变电磁视电阻率断面图。利用该方法探测到巷道底板存在隐伏断裂构造。通过在此布置放水孔,钻孔涌水量为60m3/h此隐伏断裂的含水性得到了证实。

图3-30 焦作矿区某巷道瞬变电磁视电阻率图

图3-31 瞬变电磁视电阻率断面图

图3-32焦作矿区某巷道瞬变电磁视电阻率断面图。在某运输巷向下帮侧(平行岩层倾向)探测距离110m处有无平行运输巷走向、断距为25m的断层(该断层为原地质勘探报告推断结论),利用该方法否定了此处该断层的存在(110m处为相对高阻),并得到钻探证实。

图3-32 焦作矿区某巷道瞬变电磁视电阻率断面图

图3-33焦作矿区某工作面瞬变电磁视电阻率断面图。该图为某工作面运输巷瞬变电磁45°斜下方探测结果。探测时0~430m段已经完成煤层底板注浆改造,大部分区域显示为相对高阻,但0~100m段下部阻值不高,认为是注浆改造效果差,需补打少量钻孔;460~590m段因尚未注浆改造,显示为相对低阻区,为煤层底板注浆改造重点区域。

图3-33 焦作矿区某工作面运输巷瞬变电磁视电阻率断面图

6.地质雷达

地质雷达是在矿井井下利用电磁波的传播时间来确定所需探测反射体(断层、陷落柱、喀斯特等地质异常体)的距离,它是矿井井下用于超前探测的有力工具。

7.超低频遥感地质探测仪

北京大学课题组在国家863计划资助下,研制了超低频遥感地质探测仪,并于2002年5月成功申请专利,该装置在石油天然气勘探和水文工程地质勘探领域获得较好应用。在煤田瓦斯方面,课题组研究成员已经在河南伊川郑煤集团公司暴雨山煤矿和登封金岭煤矿,进行了超低频遥感地质探测试验,探测曲线解释基本正确,反映明显,具有推广应用价值。之后在郑煤集团公司大平矿、超化矿进行超低频遥感地质探测试验。目前在郑州矿区和将在焦作矿区应用。

8.综合应用评述

直流电法技术主要用于划分岩层贫富水区域,探测巷道附近构造破碎带位置,工作面采煤时的易突水地段或确定放水孔孔位等。该方法优点是仪器简便、理论成熟、抗干扰能力强、方法灵活;缺点是井下数据采集时必须保证电极接地条件良好,体积效应影响资料解释时对异常区具体方位的准确判断。

无线电波坑透技术主要用于探测工作面内部陷落柱形态,隐伏断层构造带位置,富水性区域,夹矸和薄煤带等地质异常体。该仪器优点是仪器简便,对异常区定位效果好,施工快速;缺点是同象异质现象明显,井下数据采集时需断开测区内电缆,避免电磁干扰,资料解释时对异常区的定性判断仍需与地质资料结合。

瑞雷波技术主要用于全方位探测巷道附近的喀斯特、岩层界面及断层带、富水区、裂隙发育区等地质异常体。该仪器优点是全方位、快速、定位误差小、施工灵活;缺点是资料解释时“定量”易而定性难,较易引起多解性,井下工作时需多次重复探测,提高结果的可靠性,探测深度较浅,一般不超过40m。

音频电透技术主要用于探测整个工作面富水性的横向变化情况和顶、底板岩层岩性。该方法优点是井下抗干扰能力较强,仪器精度高;缺点是资料解释时对异常区的纵深位置不易准确判断。

瞬变电磁技术主要用于全方位探测巷道各方向或工作面内部的顶底板相对富水区位置及形态、构造破碎区,确定工作面采煤时的易突水地段或放水孔位置,划定煤层底板注浆改造重点区域等。该方法优点是适用于各种角度和方位探测,探测方向性强,对低阻区敏感,布置灵活,施工高效;缺点是井下工作时需注意尽量避开大的金属干扰体,在某些理论问题上需要进一步研究。

矿井地质雷达探测技术的最大优点,既是矿井井下超前探测(探距30~40m)的有力工具,又具有施工点面积小,垂直、水平方向探测均可,探测的精度也比较高;缺点是抗干扰差。

物探技术经过几十年发展,呈现出应用广泛、技术丰富、仪器多样的特点,但各种仪器和技术方法都有自己的适用范围和优缺点。焦煤集团公司在多年推广应用上述各种物探技术的实践中,深感应充分了解各种物探仪器和技术的特点,针对性地使用的重要性。

总之,实际应用时应尽可能采用综合物探手段,优缺互补,相互取长补短,多种方法并用,对目标体做出正确判断,尽可能消除多解性,这样才能满足矿井生产多方面的需求,使得物探工作快速准确向着定性又定量的方向发展。应当指出,矿井物探技术的发展是几十年来焦作矿区防治水工作者们积极探索的结果,这和前辈们与地测处防治水中心同行们的集体努力分不开。作者参加了部分实验与研究工作。

二、焦作矿区井下水位监测系统

随着矿井水平的延伸和采区的推进,目前大量的水文观测孔被破坏,部分观测孔因长期锈蚀而失去观测价值,使一些生产地区没有地下水水位资料,直接影响着这些地区的安全生产。往往花费几十万元施工的水文观测孔,仅投入使用1~2个月就被破坏。如果在地面施工水文观测孔,不仅需花费高额的资金,而且地面观测孔容易遭受人为破坏。因此,建立井下水位监测系统已成为当务之急。

焦作煤业集团公司采取了许多行之有效的防治水措施,其中地下水位观测系统的建立就是有效的防治水措施之一。地下水位观测系统为工程技术人员及时准确地掌握地下水水位变化情况,制订切实可行的防治水措施提供了依据。特别是当煤层底板突水发生后,地下水位动态变化能为准确判断煤层底板突水水源,预测煤层底板突水水量的变化趋势,采取相应的防治水措施提供依据。焦作矿区积极开展防治水工作,通过各种途径同煤层底板突水灾害作斗争,到目前为止,已连续20年未发生淹井事故,矿井涌水量也由过去的650m3/min减少至目前的280m3/min。

1.水位监测系统

(1)水位监测系统在焦作矿区的发展历史:20世纪80年代中、后期,焦作矿区就开始建立地面水文观测孔水位遥测监测系统,但仪器供电电源为电池供电,没有及时更换电池,而使仪器损坏。另外,野外遥测系统也容易遭受破坏。不易保护。因此,该系统没有得到推广应用。

20世纪90年代,因地面观测孔的急剧减少,又缺乏资金在地面施工水文观测孔,为满足安全生产的需要,就在井下施工放水测压孔,以了解地下水位的动态变化。水位的观测部分矿井使用压力表,另一部分矿井使用水位自动记录。水位自动记录仪虽然比用压力表观测井下水位先进得多,但水位自动记录仪供电电源为充电电池,数据的存储模块必须上井后才能传输到微机,才能输出水位数据,使用起来不方便,且使用寿命短。

21世纪初期,随着信息技术迅猛发展,现代传感技术的日趋成熟,采用先进的自动监测方法已是大势所趋。焦煤集团公司与煤科总院抚顺分院合作,于2001年成功地在演马庄矿建立起一套井下水位监测系统,该系统将计算机测控技术、计算机网络技术、远程数据通信技术融为一体,强有力地实现了远距离的井下水位数据采集、传输、实时数据集中监测、处理。该系统克服了以前水位监测系统的缺点,供电电源采用井下防爆供电电源,实现了全自动实时对井下水位进行监测,具有投资少,精度高,使用寿命长,操作方便的优点。

(2)水位监测系统组成及主要功能:系统由主站(地面监测中心站)和N个分站(井下水压观测站点)构成。

主站:由计算机、打印机、远程数据通信设备及系统应用软件(含系统控制、数据通讯、数据处理等),设在地面监测中心机房。

主站是通过远程数据通信设备对井下分站进行远程控制,实时获取井下各观测点的水压数据,同步监测井下各水压观测点的水压变化情况。并通过系统应用软件将水压数据进行整理、辑录、显示。根据需要利用系统应用软件生成相关数据报表、绘制各类曲线、图形、打印输出等,同时还可以在网上,将相关数据传输。

分站:由高精度水压传感器(或高精度压力变送器)、数据采集器、数据通讯接口、远程数据通信装置、防爆电源、安全保护罩等组成。安装在井下水压观测点。

分站完成水压数据采集,实现水压数据的远距离传输。分站系统是通过压力传感器反映水压变化的物理量转换为电压(电流)形式的模拟量。该模拟量经由放大、模数转换电路处理后再将其转换为数字信号,通过数据采集器内置计算机系统对该数字信号进行处理并记录到存储器中,完成数据采集。与此同时数据采集器内置远程通信接口设备也在不断检测主站信息。当检测到主站要求发送数据指令信息时则由数据采集器内置计算机控制,通过远程数据通信设备将数据采集器记录的水压数据发送至主站。

(3)系统主要技术指标

主站:硬件配置:intel P4 2.53 G/256 M DDR/80 G/16 倍 DVD/17 英寸液晶/56 K/100 M/A3幅面激光及彩色喷墨打印机;系统运行环境:Windows98 se/windows Me/win dows2000/windows XP;操作方式:全中文菜单式;观测方式:实时监测;数据记录方式:自动、手动任选;测量时间间隔:任意设置;暂存数据:≥1000组。

分站:防爆类型:本质安全型;压力测量范围:0~10MPa;传感器精度:±0.3%F·S;分辨率:2.0cm;通讯距离:>500m;传输速率:>300pbS;分站个数:1~255(255Max);环境温度:0~+40℃。

2.井下水位监测系统使用情况

焦作矿区演马庄矿于2001年12月建立了井下水位监测系统,由于资金等原因,当时仅设立了两个分站,即在该矿25采区下山施工两个测压孔(L8灰岩含水层),安装SY1151压力传感器,SY-1型数据采集器,数据通讯口,防爆电源。水压数据经通讯电缆传输到地面主站,再根据用户的需要,利用系统应用软件生成相关数据报表(如日报、月报、年报),绘制各类曲线、图形(如月曲线图、月柱状图、年曲线图、年柱状图),对水位进行实时监测。通过近几年的使用,井下水位监测系统具有投资低、操作方便、数据准确可靠,使用寿命长等优点,克服了过去地面观测孔测水位难,数据不准确,观测孔易遭破坏等缺点。即使发生淹井事故,井下无供电电源,系统亦能利用本身电池正常工作一个月。2002年5月10日,井下水位监测系统显示L8灰岩含水层水位下降,就立即与井下联系,得知25031工作面煤层底板突水,根据井下水位监测系统显示的水位平稳下降趋势,且没有发现L8灰岩含水层水位有反弹现象,判断该煤层底板突水点水源为L8灰岩,煤层底板突水点涌水量不会急剧增大,对安全生产不会造成大的影响。由此可见,井下水位监测系统能了解地下水位的动态变化,为判断煤层底板突水水源,采取相应的防治水措施提供依据。

该系统于2003年底已建成投入使用,井下的水文孔资料直接在各矿计算机上显示。目前焦作煤业集团公司和北京龙软公司合作,将各矿与集团公司网络联系起来,只要在集团公司的任何一部上网计算机上,进入水文监测系统网站,就能查阅到各生产矿井下各含水层的水位资料。目前正在进入试运行阶段。

可以认为井水位监测系统是一项经实践证明了的成熟技术。井下水位监测系统具有投资少、操作方便、数据准确可靠、使用寿命长等优点,能够代替地面水文观测网。井下水位监测系统具有推广应用前景。探测和监测技术是高承压水上采煤水害综合控制技术的重要组成部分。