瞬变电磁法和音频大地电磁法在煤下铝采空区探测中的应用研究.pdf

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1、第5卷第6期矿产勘查VoI．5No．62014年11月MINERALEXPL0RATIONNovember，2014瞬变电磁法和音频大地电磁法在煤下铝采空区探测中的应用研究梁芳敏，黄志强，任鸿飞，魏继祖，唐荣京，刘鹏飞(河南省有色金属地质矿产局第六地质大队，洛阳471002)摘要在研究区应用瞬变电磁法和音频大地电磁法对采空区进行探测。先在已知采空区进行了方法组合的有效性试验，分析两种方法在采空区不同的异常响应特征，再利用已知采空区显示的电性特征，对未知空白区做了合理的解释，结合水文地质资料推断了采空

2、影响区平面分布范围及剖面上的断面形态特征，为研究区煤下铝勘查工作提供保障。同时，探讨了瞬变电磁法和音频大地电磁法对采空区探测的有效性和局限性，为今后全省的采空区探测提供一些经验借鉴。关键词瞬变电磁法音频大地电磁法采空区中图分类号：P631．3文献标识码：A文章编号：1674—7801(2014)06—0914—06电导率张量成像剖面，对判断二维构造更为有利等O引言特点，在探测采空区的应用中也取得了一定的效果。2011年6月10日全国第一个煤下铝整装勘查1方法原理项目——河南省渑池县曹窑以西煤下铝普查

3、正式启动，由我队负责实施，旨在煤下铝深部勘查方面有所1．1瞬变电磁法(TEM)突破。煤矿采空区是煤下铝勘查中面临的主要问题之瞬变电磁法是用不接地回线或接地导线通以脉一，在实际工作区内多为小煤矿，由于设计和开拓资冲电流作为场源，向地下发射一次场，在一次场间料不全或丢失，无法确定其位置和边界，且部分小煤歇期间观测由地下介质产生的感应二次场随时间变矿已经关闭，无法对采空区进行实地调查，在煤下铝化的特征，从而判断地下不均匀体的赋存位置、形勘查工作中严重制约了钻探施工进度和钻孔质量，态和电性特征，来达到寻找各

4、种地质目标体的一种对煤下铝勘查工作也形成了潜在的安全隐患。确定地球物理勘探方法。采空区的空间位置、充填状态、连通性等，查明采空1．2EH4电磁成像系统方法原理区的空间赋存特征，为煤下铝勘查提供保障，在地质勘查前期对采空区进行勘查与评价，是十分必要的。EH4电磁成像系统主要通过电阻率的变化来瞬变电磁法有成本低、体积效应小、横向分辨率分辨地下构造情况，该系统可同时使用天然场源和高、与探测目标体耦合性最佳等显著特点，目前被认人工场源进行频域电磁观测。对于深部构造通过天为是探测煤矿采空区位置最佳物探方法之一

5、；音频然背景场源成像(MT)，其信息源为10—100kHz，大地电磁法具备仪器(EH4)设备轻，观测时间短，能浅部构造则通过一个新型的便携式低功率发射器发同时接收x、y两个方向的电场与磁场，反演X—y射1～100kHz人工电磁信号，补偿天然信号的不[收稿151期]2014—03—17[基金项目]河南省国土资源厅地质科研项目(编号：2011—622—15)资助。[第一作者简介】梁芳敏，女，1984年生，工程师，从事地球物理勘探工作。914第5卷第6期梁芳敏等：瞬变电磁法和音频大地电磁法在煤下铝采空区探

6、测中的应用研究被断层穿越，且T一1异常区受多个断层控制。这一频大地电磁法数据质量，能更好地反映采空区异常，现象说明，采空区虽然与采煤活动有关，但其后期的更有利于采空区范围的圈定。通过对两种资料的分发展与空间分布受断层影响比较大，断层的存在容析解释，除对未充水采空区异常反应不明显外，圈定易导致岩层破碎，从而使原本规模较小的采空区崩的采空影响区均已得到了钻孔资料的验证，圈定的塌形成较大规模的塌陷区。异常区内外均与实际的钻孔资料吻合。这充分表明了瞬变电磁测深和音频大地电磁法组合对探测富水7结论采空区是有效

7、可行的，并且效果明显。由瞬变电磁法和音频大地电磁法对已知采空区参考文献反应情况可知：两种方法对地下水位线以下低阻富水采空区反应较好，其低阻异常均与已知采空区基[1]姜国庆．矿井瞬变电磁法数据处理系统研究[D]．青岛：山东科技大学，2011．本吻合，但处在地下水位线以上的未充水采空区高[2]范亮，钱荣毅．瞬变电磁法在煤矿采空区的应用研究[J]．工阻异常，相对于背景其反应不明显，可见两种方法都程地球物理学报，2011，8(1)：29—33．对低阻层有较高的分辨能力。[3】王玉和，王厚臣，程久龙，姜国庆．

8、EH4电磁方法在断层定位及瞬变电磁法对富水采空区横向分辨较好，从剖导水性探测中的应用[J]．山东科技大学学报(自然科学版)，面等值线上看，浅部电性呈层状变化，但充水采空区2010，29(4)：35—39．[4]朱东辉，李国平，郭保健，等．河南铝土矿[M]．北京：地质出版低阻异常并未封闭，呈无限下延趋势，这与反演算法社，2012．局限以及晚期数据质量有关。[5]刘国印，燕长海，赵建敏，等．微重力法与可控源音频大地电磁EH4由于信号更易受人文干扰，且受地形、静法组合在豫西