Al terminar de escribir esta colección, estoy ansioso por conocer la evaluación histórica de 50 años de la tala de carbón gamma desde que se promovió en todo el país a fines de 1958. Realicé una entrevista telefónica con tres antiguos camaradas del antiguo Ministerio de Geología (ahora Ministerio de Tierras y Recursos) y del antiguo Ministerio de Industria del Carbón (ahora Asociación de Construcción del Carbón), que han sido responsables de la gestión de la explotación minera de las minas de carbón durante mucho tiempo. : Zeng de la Oficina de Exploración Geofísica del antiguo Ministerio de Geología y Ye del Departamento de Geología del antiguo Ministerio de Industria del Carbón, párrafos. Su evaluación histórica de la tala gamma-gamma en yacimientos de carbón se puede resumir en tres frases:
*La mayoría de los trabajadores de la tala de yacimientos de carbón consideran las curvas de tala gamma-gamma como la carta de triunfo para la división de las vetas de carbón;
*Hasta ahora, en la tala de campos de carbón, ningún método puede superar el efecto del método de registro gamma gamma (densidad);
*Gamma gamma de campos de carbón Desde su popularización, la tala a caballo ha sido el método más importante de tala de yacimientos de carbón durante 50 años.
Estos tres comentarios me hacen tremendamente feliz. No es fácil para un método nuevo obtener tal evaluación. Después del análisis, se puede resumir en los siguientes factores importantes:
En primer lugar, las premisas físicas y geológicas son confiables
En el verano de 1956, seré el Sverdlov Mining Compañía de la antigua Unión Soviética Los primeros graduados del Instituto Técnico (ahora Universidad de Tecnología y Minería de los Urales en Rusia) fueron a estudiar a China. Por lo tanto, los líderes del departamento de prospección geofísica le prestaron especial atención y seleccionaron especialmente el método de registro gamma de yacimientos de carbón que acababa de lograr el éxito inicial para mi pasantía de graduación en Chelyabinsk (челбб). Este método fue desarrollado por la sucursal de los Urales de la antigua Academia de Ciencias Soviética Compuesta por el académico Blashevich (юпбулалевич) y Vosko Boynikov (гмв)
La diferencia más grande y estable en las propiedades físicas entre las vetas de carbón y las diversas rocas que forman las formaciones mineras es la densidad. como se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1 Densidad de varias rocas en estratos de yacimientos de carbón
Los científicos pensaron en dispersar rayos gamma para reflejar el efecto físico de esta diferencia en las propiedades físicas. La interacción entre los rayos γ y la materia produce principalmente el efecto fotoeléctrico, el efecto de dispersión Compton (conocido localmente como efecto Compton-Wu Xunyou) y la formación de pares de electrones. La proporción de estos tres efectos en todas las interacciones con la materia depende de la energía de los rayos gamma. Siempre hay un efecto dominante para los rayos gamma en diferentes rangos de energía. Cuando la energía de los rayos gamma es inferior a decenas de miles de electronvoltios, se trata principalmente de un efecto fotoeléctrico; cuando es superior a 5 MeV, se forman principalmente pares de electrones para energía media (0,1,5 ~ 5 MeV); La interacción entre los rayos gamma y los elementos ligeros es principalmente una cuestión de salud. El efecto Compton-Wu Xunyou, su proceso de acción es la colisión elástica de los rayos gamma y los electrones en los átomos, es decir, la dispersión de Compton. La energía de los rayos γ está en el rango de 0,6 ~ 4 MeV y siempre domina la dispersión Compton.
La absorción de rayos gamma por el efecto Compton-Wu Xunyou se puede expresar mediante el coeficiente de absorción de dispersión σ:
Zhang Yujun sobre nuevos métodos de exploración geológica
Entre ellos: a es el número másico del átomo;
z es el número atómico;
No es la constante de Avogadro, que es 6,2486×1023mol-1;
δ es la densidad;
σe es el coeficiente de absorción de Compton de cada electrón. Cuando la energía de los rayos γ está en el rango de 0,25 ~ 2,5 MeV, σe se puede considerar como una constante;
es la unidad de volumen. El número de electrones es la densidad electrónica.
Se puede observar que el coeficiente de absorción de la dispersión Compton es proporcional a la densidad electrónica de la sustancia y, por tanto, proporcional a la densidad δ de la sustancia cercana.
La fórmula anterior es para sustancias con un solo elemento, en realidad nos encontramos ante sustancias con composiciones complejas. Para sustancias multielementos, la densidad electrónica es
Zhang Yujun sobre nuevos métodos de exploración geológica
Donde: δb es la densidad volumétrica de la sustancia;
a es el peso atómico equivalente;
z es el número atómico equivalente (es decir, el número de electrones por molécula);
n es el número de elementos que componen la sustancia ;
Ai es el Ith El peso atómico del elemento;
Zi es el número atómico del elemento I;
Pi es el porcentaje en peso del Elemento en la sustancia.
Sabemos que la mayoría de los elementos minerales que forman rocas están cerca, por lo que la fórmula (1) (para elementos minerales que forman rocas) se puede escribir como: Para la mayoría de los elementos que forman las rocas sedimentarias, el número atómico es entre 1 y 20, el número atómico de la roca se aproxima a '. Teniendo esto en cuenta, la fórmula de densidad electrónica (2) de sustancias multielementos se sustituye en la fórmula (1), es decir, el coeficiente de absorción de dispersión de rayos gamma causado por el efecto Compton-Wu Xunyou de las rocas en general es aproximadamente proporcional a la densidad volumétrica de la roca.
Esta conclusión es la base física del método de registro gamma en yacimientos de carbón. Dado que la diferencia de densidad entre la veta de carbón y la roca circundante es ≥1 g/cm3, la veta de carbón tiene un pico estable en la curva de registro gamma, como se muestra en una curva típica de cierta yacimiento de carbón de los Urales (Figura 1).
Segundas pruebas exitosas en dos yacimientos de carbón
En agosto de 1956, una delegación del antiguo Ministerio de Geología visitó la Unión Soviética. El Sr. Gu, ex ingeniero jefe de la Oficina de Exploración Geofísica, visitó el Departamento de Exploración Geofísica de nuestra escuela. Cuando lo recibió el Dr. Ivanov, jefe del departamento (yo tuve la suerte de ser nombrado jefe del departamento), le presentó los últimos resultados de la investigación de la Rama de Ciencias de los Urales: el registro gamma de carbón, así como como mis logros académicos y mis ganancias de graduación de la pasantía. Tan pronto como se creó el Instituto de Exploración Geofísica en 1957, su director, el Sr. Gu, decidió llevar a cabo experimentos de registro gamma de carbón.
El Equipo Experimental 504 del Instituto de Exploración Geofísica del Ministerio de Geología (Lan Benjie es el líder del equipo, Zhou, Zhang Guiyuan, Ye Zhenmin, Huang Zhuren, etc.) coopera estrechamente con el Instituto de Geología de la Academia de Ciencia y Tecnología del Carbón en Suixi Coalfield (lignito) y 1958 (como líder del equipo, Zhu Chengren, Zhou, Ye Zhenmin, Huang Zhuren, etc. participaron en experimentos de registro integrales (incluido el registro gamma natural, el registro de resistividad, registro de potencial natural, registro electrolítico, medición del diámetro del pozo, etc.) en la mina de carbón Hebei Fengfeng (carbón bituminoso y carbón de antracita), especialmente los parámetros técnicos del registro gamma (intensidad de la fuente, distancia de la fuente, velocidad de elevación, constante de tiempo, etc.) demuestran plenamente que el método de registro gamma-gamma es un método único y eficaz para dividir capas de carbón y roca que proporciona nuevos parámetros para el registro de campos de carbón para dividir capas de carbón, comparar capas de carbón y roca y analizar exhaustivamente los perfiles de registro. /p>
Figura 65438 Campo de carbón de los Urales (lignito de alta resistividad). 0 Registro gamma y curvas de registro actual
1-brecha; -serie de rocas portadoras de carbón
Aunque el registro eléctrico se ha utilizado en la exploración de carbón desde 1955, a menudo no puede resolver eficazmente el problema de dividir correctamente las vetas de carbón, por ejemplo, cuando hay vetas de carbón de alta resistividad. En contacto con piedra caliza de alta resistividad, las vetas de carbón de alta resistividad se encuentran en vetas de carbón de alta resistividad. Hay ganga de baja resistividad cuando la veta de carbón está en contacto con lutita, arenisca o lutita arenosa de baja resistividad. veta de carbón de resistividad Es difícil dividir correctamente la veta de carbón con la curva de resistividad. En este momento, el registro gamma de dispersión se ha convertido en un método indispensable para clasificar formaciones de carbón y rocas (para obtener detalles sobre el trabajo experimental, consulte la segunda parte de). En tercer lugar, debe promoverse en todo el país de manera oportuna. Con base en los resultados exitosos de las pruebas en 1957 y 1958, se llevó a cabo un curso de capacitación de promoción en todo el país en 1958 a 11 en Fengfeng Coalfield, patrocinado por el Departamento de Registro del. Ministerio de Geología y el Ministerio del Carbón, con la participación del Ministerio de Geología, el Ministerio del Carbón y el Ministerio de Construcción. Más de la mitad de los equipos de registro de yacimientos de carbón utilizaron el método de registro gamma y, en 1960, todos los yacimientos de carbón. Los equipos de registro de todo el país adoptaron este método. Por lo tanto, la promoción de este método es uno de los métodos geofísicos más obvios.
La investigación experimental se llevó a cabo en 1957 y 1958 utilizando un radioactivo portátil de un solo canal de fabricación soviética. herramienta de registro (PAPK) y una estación de registro totalmente automática para la promoción, también se utilizó una herramienta de registro radiactivo portátil de un solo canal (PAPK) y un registrador semiautomático de energía atómica. El Departamento de Ciencias comenzó a producir isótopos radiactivos en 1958. No es necesario importar el Co60 y el Cs137 utilizados en el registro γ-γ. Estos constituyen factores favorables para la promoción fluida de la radiactividad. La aplicación del registro de pozos (método γ-γ y γ natural). método) es un gran avance en la tecnología de registro de yacimientos de carbón de mi país. No solo resuelve eficazmente el problema de la determinación cualitativa del espesor de las capas de carbón y roca, reduce en gran medida la carga de trabajo de la extracción de muestras de las paredes del pozo, sino que también resuelve los problemas de registro de la perforación y la tubería de revestimiento perdidas. También proporcionó las condiciones para una investigación exhaustiva sobre datos de registro de pozos, interpretación completa de pozos y comparación de curvas. 1978 Ganó el Premio de la Conferencia Nacional de Ciencia y Tecnología.
Desde su popularización y aplicación en 1958, 50 años de práctica de producción han demostrado que el registro gamma de dispersión es el mejor método para resolver el problema de la determinación e interpretación cualitativa de las vetas de carbón en diversas circunstancias. Por lo tanto, muchos trabajadores de la tala de yacimientos de carbón en el Ministerio de Geología y el Ministerio del Carbón consideran la curva de registro gamma de dispersión como la curva de triunfo en la tala de yacimientos de carbón. Hasta el momento, no existe ningún método que pueda superar el método de registro gamma gamma (densidad) en términos de efecto, por lo que todavía se reconoce como el método más importante de registro de yacimientos de carbón.
El propio autor fue enviado a quedarse en la Unión Soviética. Su pasantía de graduación y su tesis de graduación se centraron en la tala de carbón gamma. Después de regresar a China en julio de 1957, el equipo experimental 504 se estaba preparando para experimentos de campo. Según lo dispuesto por el director de atención, partió inmediatamente al lugar al tercer día después del informe, se dedicó a la investigación in situ sobre el método y trabajó junto con sus compañeros. Después de dos años de pruebas y promoción, los resultados de la investigación de este método finalmente se transformaron en productividad y echaron raíces en la producción.