磁法勘探在寻找金属非爆炸物中的应用

科技   2024-10-20 23:03   湖北  

祁光1,吴燕冈1,严加永2

  1. 吉林大学地球探测科学与技术学院
  2. 中国地质科学院

导读:

以长春某工程项目为例,利用磁法勘探技术寻找金属未爆炸物。工程验证表明效果显著具有成本低、效率高、可行性强等优势。
关键词 UXO;磁异常;磁法勘探;正反演

引言

未爆炸物简称UXO,目前世界上有80多个国家都不同程度地受到了地雷和UXO的危害,近1亿颗地雷和大量的UXO存在于地下。长春市2005~2006年在繁荣路地段挖出3080枚各式炮弹,20083月在惠工路立交桥的施工现场又发现各式炮弹698

小范围内密集掩埋的UXO,其内容物值得重视
在城市基础建设中,房屋建设、道路的修建等许多工程中都会有大量的基础挖掘工作。在此过程中地下可能存在的未爆炸物,给施工带来了很大的麻烦,同时也对施工人员的生命财产构成了极大的威胁。目前国内外广泛应用地面高精度磁法、电磁法、地质雷达和微重力法等探测UXO,而在这些方法中磁法是最为有效的。

1 UXO及其危害

因为未爆炸物多为大规模出现,在此以12个目标体为一组进行正演模拟。据对已经挖掘出炮弹资料的调查,炮弹的磁化率为1.8~2.5SI(k),假设探测目标为体长0.29m,最大处直径0.083m的未爆炸物,以其埋深为1m2m4m分别进行正演,利用Encom Model Vision软件建立理想模型如图1

模拟的是集中掩埋的规整弹药

1 UXO理想模型

模型体的深度为地下1m,产生异常强度最大值为347nT,异常影响范围约为9m2。如图2所示。

2 埋深1m型体磁异常曲线剖面图

使用同样方法正演得出异常体埋深为2m时,产生异常最大值48nT,影响范围约为16m2;异常体埋深4m时,最大异常值6.5nT,影响范围大于25m2。异常中心位置均与模型体中心位置对应。利用三维模型,可以清楚看到模型体的正演效果如图3所示
类似于等效的带状目标体形成的异常

3 模型体及所引起异常三维图像

2 工作布置及数据采集

测区内地形起伏不大,地势总体呈南高北低的态势平均海拔约230m,南北长约600m,东西宽约400m,面积约0.240km2,采用2m×2m的网距进行测量。实际测量使用多台加拿大产ENVI型质子磁力仪,仪器灵敏度为0.1nT量程20000~100000nT,实际测点观测均方误差为±7.6nT

3 磁异常的处理、解释及验证结果

对日变改正后的实测数据进行了化极、圆滑等处理,由于测区环境复杂又有生活垃圾存在为了消除地表以及近地表更浅层的磁性物体干扰,又进行了不同高度的延拓。图4为测区西北部分实测数据处理结果图。

4测区西北部分异常图

图中可见异常多处,其中大部分异常是由地表磁性体引起,经实地勘察已经排除,最后确定可能存在未爆炸物的异常6处,如图4中紫色线围成的圈闭区域所示。以A1异常为例,异常近圆形,最大值约为200nT,在测区416线254~266处。利用Model Vision软件对异常体进行人机交互式的反演。采用板状体模型进行快速反演通过对异常形态、大小以及数据处理资料分析进行人工修改,最终反演得出如图5蓝色模型体,模型体埋深1.57m、长220m、宽0.30m、高0.098m、倾角148°

处理后的图件能够突出异常体
中心位置在416线260点处,模型产生异常曲线与实测曲线拟合情况良好,如图6所示。

5 模型体及所产生异常三维影像图

6 反演模型异常曲线与实测曲线拟合

异常位置确定后,使用挖掘机对其进行挖掘在地下1.4m处发现直径0.15m长近3m铁管一根。结果表明,对于异常位置以及埋深推断准确,对于目标体形态的推断也有较好的参考价值。

其他各处异常也通过这种方法,建立不同形态的模型体进行反演,判断目标体埋深、平面位置以及大致形态。经工程验证,在各个异常处均发现类似未爆炸物的铁管等异常体。

一次针对性较强的试验
4结论

探测结果表明磁法勘探在寻找未爆炸物工程中应用效果明显,可以较好推断未爆炸物的位置以及埋深探测过程简单快捷,方法简单有效,如能在城市建设等工程中大量应用,可以大大降低未爆炸物对施工人员的生命财产带来的危害。

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