2025年大學(xué)《地球物理學(xué)》專業(yè)題庫——地球物理學(xué)在礦井安全監(jiān)測中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填入括號(hào)內(nèi)）1.在礦井微震監(jiān)測中，主要利用的是地下介質(zhì)振動(dòng)產(chǎn)生的（）。A.橫波B.縱波C.瑞利波D.面波2.電阻率法在礦井中探測陷落柱時(shí)，主要利用的是陷落柱與圍巖之間存在的（）差異。A.密度B.磁性C.電阻率D.波速3.頻率域電磁法（FEM）在礦井安全監(jiān)測中，主要用于尋找地下（）。A.高阻異常體B.低阻異常體C.重力異常源D.磁異常源4.礦井聲波測井主要目的是獲取（）信息。A.電阻率B.聲波傳播速度及衰減C.電磁場強(qiáng)度D.重力異常5.利用甚低頻電磁波（VLF）進(jìn)行礦井測距，其主要優(yōu)點(diǎn)是（）。A.精度高B.受地形影響小C.可測較遠(yuǎn)距離D.探測深度大6.地震反射法在礦井中探測前方構(gòu)造時(shí)，主要利用的是反射波的能量（）。A.強(qiáng)度B.傳播速度C.到時(shí)差D.頻率7.當(dāng)?shù)V井中存在導(dǎo)水?dāng)鄬訒r(shí)，時(shí)間域電磁法（TDEM）探測到的視電阻率值通常會(huì)（）。A.顯著升高B.顯著降低C.保持不變D.無法確定8.地震波在煤層中傳播速度相對(duì)較慢，這有利于（）。A.提高勘探深度B.提高分辨率C.降低采集成本D.監(jiān)測淺部異常9.在進(jìn)行礦井高密度電阻率法（HDR）時(shí)，為了提高探測分辨率，通常采用（）。A.較少的測量點(diǎn)B.較大的電極距C.較小的電極距D.較長的測量時(shí)間10.聲波反射法探測巷道前方地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，主要依據(jù)的是（）。A.透射波能量B.反射波能量及旅行時(shí)C.電磁場變化D.重力梯度二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填入橫線上）1.地震波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其速度主要取決于介質(zhì)的________和________。2.電阻率法中，為了克服井壁效應(yīng)，常采用________或________等方法。3.電磁法探測礦井水體時(shí)，主要利用的是水體相對(duì)于圍巖具有較低的________。4.微震監(jiān)測系統(tǒng)通過布置在礦井內(nèi)的________來接收地下發(fā)生的微小地震事件。5.地震勘探在礦井中確定陷落柱邊界時(shí)，常利用________和________現(xiàn)象。6.坑道透視法是利用________在巷道壁間進(jìn)行________而達(dá)到探測前方地質(zhì)目的的一種方法。7.地球物理方法在礦井安全監(jiān)測中，對(duì)于瓦斯突出預(yù)測，主要關(guān)注________和________的監(jiān)測。三、名詞解釋（每題3分，共12分。請(qǐng)給出簡潔、準(zhǔn)確的定義）1.地震波繞射2.陷落柱3.視電阻率4.礦井地球物理監(jiān)測四、簡答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡明扼要地回答下列問題）1.簡述利用地震反射法探測礦井前方陷落柱的基本原理。2.與電阻率法相比，簡述電磁法在探測礦井水體時(shí)的主要優(yōu)點(diǎn)。3.簡述微震監(jiān)測技術(shù)在礦井瓦斯突出預(yù)測中的應(yīng)用原理。4.簡述選擇地球物理方法進(jìn)行礦井安全監(jiān)測時(shí)應(yīng)考慮的主要因素。五、論述題（每題10分，共20分。請(qǐng)結(jié)合實(shí)例或原理，深入、系統(tǒng)地闡述下列問題）1.論述電阻率法在礦井水害預(yù)測與治理中的應(yīng)用，包括主要方法、原理及其局限性。2.結(jié)合具體監(jiān)測目標(biāo)（如頂板穩(wěn)定性、前方地質(zhì)構(gòu)造），論述如何綜合運(yùn)用多種地球物理方法提高礦井安全監(jiān)測的可靠性。---試卷答案一、選擇題1.A2.C3.B4.B5.C6.C7.B8.D9.C10.B二、填空題1.彈性模量密度2.溫度補(bǔ)償法深度補(bǔ)償法3.電阻率4.傳感器（或檢波器）5.反射折射6.電磁波透視（或穿透）7.微震活動(dòng)性應(yīng)力場變化三、名詞解釋1.地震波在傳播過程中遇到不連續(xù)界面彎曲繞行到界后區(qū)域的現(xiàn)象。2.地表塌陷形成的地下空腔，通常由采空區(qū)垮塌形成。3.在一定的裝置和觀測條件下，單位長度巖層的電阻值。4.運(yùn)用地球物理學(xué)的原理、方法和技術(shù)手段，對(duì)礦井地質(zhì)和環(huán)境參數(shù)進(jìn)行探測和監(jiān)測，以保障礦井安全生產(chǎn)的活動(dòng)。四、簡答題1.解析思路：首先說明陷落柱是低波速、高孔隙度介質(zhì)。然后解釋地震波遇到波速差異大的界面會(huì)發(fā)生反射和折射。最后說明陷落柱頂部界面形成的反射波到達(dá)接收器的時(shí)間、能量和波形特征，通過分析這些反射信息可以確定陷落柱的位置、大小和形態(tài)。2.解析思路：首先指出水體是良導(dǎo)體。然后解釋電磁場在良導(dǎo)體中感應(yīng)出較強(qiáng)的渦流，導(dǎo)致電磁場衰減和相位變化。接著說明利用這種差異，可以探測到水體周圍的低阻異常。最后對(duì)比說明，相比電阻率法需要接地電極，電磁法無需接觸地層，更適用于井下復(fù)雜環(huán)境和水體探測。3.解析思路：首先說明瓦斯突出是煤體破裂、瓦斯快速運(yùn)移和積聚的過程。然后解釋這個(gè)過程會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力調(diào)整和微小破裂，引發(fā)微小的地震事件（微震）。最后說明通過布置傳感器監(jiān)測這些微震事件的發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)、能量等信息，可以分析瓦斯突出的活動(dòng)規(guī)律和危險(xiǎn)程度，進(jìn)行預(yù)測預(yù)警。4.解析思路：首先從監(jiān)測目標(biāo)出發(fā)，考慮需要探測的異常體性質(zhì)（如高阻還是低阻，大小，深度）。其次考慮礦井環(huán)境條件（如巷道布置，圍巖性質(zhì)，是否存在干擾因素）。再次考慮探測深度和精度要求。最后綜合考慮成本、效率、方法成熟度等因素，選擇最適合的方法或方法組合。五、論述題1.解析思路：*方法與原理：首先介紹電阻率法的基本原理（測量地電阻率差異）。然后闡述如何利用電阻率異常來識(shí)別含水區(qū)：水體（尤其是含有溶解鹽分時(shí)）的電阻率遠(yuǎn)低于圍巖，因此低阻異常通常指示含水層或?qū)ǖ溃ㄈ鐢鄬印⑾萋渲??？梢蕴峒俺Ｓ玫姆椒ㄈ缈拥劳敢?、大地電抗法、高密度電阻率法等，它們通過向地下供入電流并測量電位差來構(gòu)建電阻率斷面圖。*應(yīng)用：說明這些方法可用于探測采空區(qū)積水、斷層富水、老空區(qū)積水、尋找導(dǎo)水陷落柱等。*局限性：分析該方法的主要局限性：分辨率相對(duì)較低，難以精確確定水體邊界和具體位置；受地質(zhì)構(gòu)造、圍巖性質(zhì)變化影響大；感應(yīng)電流可能受金屬設(shè)備干擾；定量解釋（如含水率）通常較困難；對(duì)于干燥斷層或低電阻率圍巖中的水體探測效果可能不佳。2.解析思路：*綜合應(yīng)用意義：首先強(qiáng)調(diào)單一地球物理方法存在局限性，綜合運(yùn)用多種方法可以提高監(jiān)測的可靠性、互補(bǔ)性，獲得更全面、準(zhǔn)確的地下信息。*監(jiān)測頂板穩(wěn)定性：可以結(jié)合聲波測井（監(jiān)測圍巖聲波速度、衰減變化反映應(yīng)力狀態(tài)和裂隙發(fā)育）、微震監(jiān)測（監(jiān)測圍巖破裂活動(dòng)）、地震反射/折射（探測前方軟弱帶或斷層）。例如，聲波異常結(jié)合微震活動(dòng)增強(qiáng)，可能預(yù)示頂板失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。*監(jiān)測前方地質(zhì)構(gòu)造：可以綜合地震反射/折射（確定斷層面位置、傾角）、地震波透視（探測前方一定范圍內(nèi)的地質(zhì)變化）、高密度電阻率法（探測斷層破碎帶、含水區(qū)）。例如，地震方法確定前方存在斷層，電阻率法顯示該區(qū)域低阻，則斷層可能兼導(dǎo)水，需特別關(guān)注。*實(shí)例說明：可以舉一個(gè)具體例子，如在一個(gè)準(zhǔn)備掘進(jìn)的巷道前方，利用地震反射確定前方存在一個(gè)波速明顯降低的異