煤矿地面瞬变电磁法应用研究

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1、煤矿地面瞬变电磁法应用研究刘文伍张钊中煤科工集团重庆研究院有限公司摘要：以高山煤矿为例，开展了瞬变电磁法勘探的现场试验工作，对勘探所采数据进行了预处理、坏点剔除、滤波、高程校正、反演等工作，结合矿区内相关地质情况，进行/多测道曲线分析、各测线的视电阻率断面分析、各煤层的顺层切片分析、富水性综合分析等资料分析解释工作，杳找出中、强富水异常区22个:其中9个强富水区、13个中等富水区；正断层FI、F2、F3均为上盘富水性较强。为现场开釆设计和灾害防治提供科学依据。关键词：矿井勘探;瞬变电磁法;采空区;富水性;作者简介：刘文伍，1

2、984年生，男，重庆人，2010年毕业于河南理工大学安全技术及工程专业，硕士，工程师。收稿日期：2017-07-25基金：“十三五”国家科技重火专项(2016ZX05045002-003)StudyontheApplicationofTransientElectromagneticMethodinCoalMinesLIUWenwuZHANGZhaoChongqingResearchInstituteCo.,Ltd.,ChinaCoalTechnologyEngineeringGroup;Abstract：Thefieldte

3、stworkoftransientelectromagneticexplorationwascarriedoutinthispaperbytakingGaoshanCoalMineasanexample,andrelatedworksuchaspretreating,removingsingularpoints,filtering,elevationcorrectionandinversionofdatathatwasexplored,dataanalysisandinterpretationworkwereperforme

4、dsuchasmultichannelcurveanalysis,lineapparentresistivitysectionanalysis,thecoalseambeddingsliceanalysisandcomprehensiveanalysisofwaterrichpropertycombinedwiththegeologicalconditionsofthemining.22middleandstrongabnormalwaterzoneswerefindout,andtherewere9richwaterare

5、asand13me-diumwaterrichareas;FI,F2andF3normalfaultswereonhighwaterabundance.Itprovidedscientificbasisforminingdesignanddisasterprevention.Keyword：mineexploration;transientelectromagneticmethod;goaf;waterrichproperty;Received：2017-07-250引言高山煤矿位于大同一静乐向斜的北端，属海河流域、永定河水

6、系。井田内“V”字型沟谷发育，沟谷底部出露有基岩。井田地表呈黄土高原梁節地貌景观，地势东南高、西北低，最大相对高差131.7m。井田东部大致走向为北北东、向南东东倾斜的宽缓褶曲，靠近井田四北部为一轴向北东的背斜，两翼对称，煤层倾角2。。为保障煤矿安全生产，需查明小煤窑及各煤层釆空区的积水分布范围、富水性及其水体的联通情况;煤层顶板上覆含水层的富水情况；已知断层、破碎带、陷落柱、煤层风化带等构造的含（导）水状况。鉴于采空区及其覆岩或采空区覆岩与其上、下部正常地层地球物理特征上的差异表现，在煤层采空、岩溶洞穴、断层、陷落柱、裂隙

7、带等有导电性水体存在的区段会山现低电阻率异常，这就为采用瞬变电磁法勘探技术评价采空IX、断层和含水层的富水性提供了地球物理前提[1-4]o屮国对瞬变电磁法勘探的研宄始于20世纪70年代初，长春地质学院、屮南工业大学、四安地质学院、煤炭地质总局和四安物化探研究院等单位先后进行了理论方法技术研宄，研制出了电磁勘探设备，取得了一些有价值的成果和应用实例[5-9]。1方法原理瞬变电磁法属于电磁感应类探测方法，其本质在于异电介质在阶跃变化的电磁场激发下而产生的涡流场效应。这种涡流具有空间特性和时间特性，由于热损耗的缘故会逐渐减弱直至消

8、失［10-12］。针对一次脉冲信号所激发的二次场信号表示为：式（1）中，V为二次场电动势，pV;p。为磁导率，H/m;M为发送线圈磁矩，八•m;q为接收线圈等效面积，m;P为地层电阻率，Q*m;t为吋间，s。2现场试验本次瞬变电磁法选用大定源回线装置测量，以同时兼顾反映水平和垂向的电性变化