地震勘探爆破技術探討與研究

摘 要：地震勘探爆破是一種特殊的爆破方法，它不同于一般的工程爆破，本文介紹了地震勘探的原理，以及地震勘探爆破技術，詳細闡述了從選位、鉆孔、裝藥、封孔，到起爆各個環節的技術措施，對地震勘探爆破的安全防范和激發效果進行了很好的探討和研究。

關鍵詞：地震勘探 爆破 人工激發 爆破器材 自由面 地震波。

中圖分類號：P631.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-198X(2011)12(a)-0000-00

地震勘探是通過對巖石彈性性質的研究來解決地質結構問題。通過人工激發所產生的地震波在地殼內的傳播，當遇到彈性性質不同的界面時可以產生反射、折射等物理現象，利用地震儀在地面將反射及折射的地震波接收并記錄下來，經過分析和研究，推算地下不同巖層分界面的埋藏深度等要素，來了解地層的構造形態。簡單地說，地震勘探就是通過人工方法激發地震波，研究地震波在底層中傳播情況，查明地下地質結構，達到掌握該地區孕震構造環境的一種方法。人工激發源是地震勘探的前提工作，激發效果的好壞直接影響到地震儀的接收效果以及后期的資料處理和資料解釋工作，因此人工激發源在地震勘探工作中的重要性是不容忽視的。

1 激發點位置的選擇

地震勘探的首要任務是實地踏勘，就是根據設計在測線上定出人工激發點的位置。人工激發點一定要選在遠離村莊、廠礦、橋梁、水庫、重要道路、高壓電纜，通訊光纜且地下水豐富的地方。因為近幾年的爆破藥量一直在增加，小則一噸，大則三五噸，所以產生的爆破能量很大，對周圍環境有一定的影響，甚至具有破壞性，所以人工激發點的選擇必須慎之又慎。

以前，地震勘探選擇人工激發點時偏重于選擇土層，而盡可能避開基巖，因為一是土層的激發效果要比基巖好，二是因為土層鉆孔容易。但是隨著勘探工作的需要和科技的發展，這幾年的勘探工作多集中在山區，在基巖上鉆孔爆破的技術得到很大提高。

2 因地制宜，合理布孔

地震勘探激發源炮孔應呈三角形（見圖1）或方陣形（見圖2）布置，如果

是土層孔間距要間隔8～9米，如果

是巖石孔間距要間隔6～8米，嚴禁

一字型布孔，根據多年的經驗，三

角形和方陣形布置要比一字形布 置

效果好，群炮要比單炮的效果好。

地震勘探爆破又不同于一般的工程爆破，它與工程爆破既有密切的聯系，又有著本質的區別。工程爆破是以粉碎介質、搬運介質為主，炮孔通常選在自由面多的地方，自由面又叫臨空面，通常是指被爆巖石與空氣的交界面，也是對爆破作用能產生影響并能使爆后巖石發生移動的那個巖面。一般情況下，自由面越多爆破效果越好。而地震勘探爆破卻恰恰相反，人工激發點要選在自由面少的地方，如果炮孔位于懸崖和陡坎附近，當自由面位于炮孔一側并且距離不小于5米時，炸藥起爆后能使懸崖和陡坎炸塌，產生大量飛石，爆破破壞力很大，并且爆破能量也隨之損耗，影響地震數據的采集。

3 選擇合適鉆具，保證鉆孔質量

根據不同的地質情況選擇不同的鉆機設備，一般土層使用回轉鉆機，卵石層較厚的使用大型沖擊鉆，山區使用空壓機巖石鉆。以空壓機巖石鉆為例，此類鉆機由空壓機、送風管、潛孔鉆頭、沖擊器、鉆桿、鉆架組成。依據探測方案設計要求，一般每個激發點布置3～6個炮孔，孔徑185mm，孔深60～70m。首先，鉆機要安置穩固，鉆頭垂直于孔位，保證成孔的垂直度，以便下藥順利，根據不同地層調整鉆進速度和風力大小，確保成孔質量。

4 使用爆破器材和裝藥技術

目前，我們使用的爆破器材是保利民爆濟南科技有限公司生產的成型中密度震源藥柱，直徑Ф145mm，藥柱長42cm，單管藥重7Kg，藥柱穩定性

和安全性都非常高（見圖3）。起爆雷管

使用的是地勘瞬發電雷管，也叫工業8號

雷管，管殼為鋼質或銅質，密封性能很好，

侵入0.3Mpa的水中保持72小時，仍能爆 圖3震源藥柱和雷管

炸完全。

下藥前，首先要用專用探孔器進行探孔，檢查孔徑、孔深、孔的垂直度以及水位等情況。其次，還要檢查場區的雜散電流，雜散電流超過30mA時，應采取降低雜散電流強度的有效措施。藥柱下端幾節捆綁要結實，然后藥柱一管一管地往上接，藥柱之間絲扣連接要緊密，下放藥柱時應輕緩，嚴禁快速下落。雷管與爆炸

線的連接要嚴密絕緣，雷管插入雷管穴后

必須用黃油封死，以起到防水的作用。

由于單孔藥量均在500～600Kg，為了

下藥方便、安全，我們制作了簡易實用的 （圖4 用三腳架下藥）

三腳架（見圖4），既安全可靠又節省了人力，捆綁藥柱是使用棕繩還是鋼絲繩，要根據水位的深淺來選擇，水位淺時浮力大，用棕繩即可，水位深時因藥柱過重還是用鋼絲繩安全，但是，鋼絲繩易摩擦起熱，因此在下放鋼絲繩時，要不斷地在摩擦部位澆水降溫。

起爆藥柱的位置決定起爆的方向和爆炸時氣體壓縮運動的方向，對于起爆藥柱是放在上、中、下哪個位置，不同的人有不同的看法，本人認為放在上部為好，因為這樣炸藥的能量往下傳播，能提高地震反射波的能量。如果放在中部，炸藥能量分解為向上和向下傳播，放在下部炸藥能量向上傳播，若是上部地層松散或者封孔效果不好，使炸藥能量沖向孔口爆炸，會造成沖孔和形成爆破漏斗。

5 封孔質量的好壞直接影響到爆破效果

震源藥柱裝完后，下一步的工作就是封孔，封孔質量的好壞直接影響到激發效果，炮孔封的好，可以充分提高爆破能量的利用率。封孔質量不好，就會使能量損耗，降低爆破效果。封孔的材料和一般爆破不同，因地震勘探的爆破孔比較深，且孔內有水，所以封井要用沙石料，沙為粗紗，石子最好是米石，兩種參在一起慢慢填入，如果孔內缺水，還要向孔內注水，以保證封孔的密實度，最上面三米還要參入水泥用以加固孔口部分，以防爆破沖擊孔口造成不良后果。

由于炮孔的孔深是70米，裝藥約

600Kg，藥柱86節，每節42cm，由此

可知，藥柱的總長度為36米，這樣封

孔深度達到30米以上（見圖5），爆破

保險系數很高，因此，一般不會發生爆 圖5 封井示意圖

破意外事故。

6 安全起爆

炮場工作完畢，地震儀器也沿探測測線布好，下面就是關鍵的起爆了。專業爆破人員進入現場后，首先要設置警戒線，查看周圍環境，測試風向，關鍵路口要派專人把守。然后細心檢測各孔的線路，按要求敷設起爆網路，計算爆破飛石安全距離，一般按下列經驗公式計算：

RF=20KFn2W

式中RF——安全距離，m；

KF——安全系數，一般取1.0～1.5；

N——藥包的爆破作用指數；

W——藥包的最小抵抗線，m。

通過計算爆破飛石安全距離，定出安全起爆點，拉出足夠長的爆破引線，在爆破前三分鐘連接爆炸機，完成起爆。

7 結束語

通過大量的地震勘探爆破實踐可知，要想取得良好的地震勘探記錄資料，人工激發源工作不容忽視，它是地震勘探成功的基礎，也是地震勘探成果的重要保證。通過總結，地震勘探人工激發源工作應做的以下幾點：

⑴炮點位置的選擇非常重要，一要安全，不能對周圍環境造成破壞。二要激發條件好，實踐證明，粉質粘土要比巖石的激發條件好；水量豐富的要比干孔激發效果好；相對低洼的地方要比高處的效果好。⑵合理布置孔位，恰當設計井數，科學控制孔深，確保成孔質量，精確計算藥量。⑶根據實際情況，確定雷管的放置位置，雷管放置恰當，就會有效提高爆破激發的能量。⑷選擇合適的封井材料，井孔一定要封嚴封實，封井的深度不低于30米，確保起爆后不沖孔。⑸成立炮場爆破指揮部，安排經驗豐富的專業爆破人員進行爆破作業。⑹對于地震勘探爆破中出現的問題，一定要及時分析，認真探討，科學總結。

參考文獻

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