综合物探技术在勘查矿区水文地质中的应用

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1、第41卷第12期山西建筑Vo1．41No．12·78·20l5年4月SHANXIARCH~ECTUREApr．2015文章编号：1009—6825(2015)12—0078—03综合物探技术在勘查矿区水文地质中的应用武鹏(山西省煤炭地质水文勘查研究院，山西太原030006)摘要：介绍了瞬变电磁法与直流电法的基本原理，对二者的工作方法及在矿区水文地质勘查中的使用仪器和装置进行了阐述，并对应用效果进行了分析，结果表明综合物探方法在矿区水文地质勘查中是一种行之有效的方法。关键词：瞬变电磁法，直流电法，综合物探，水文地质中图分类号：1'631文献标识码：AO引言区的视电阻率，是本次电法探测采空积水

2、区的物理前提。表1煤岩层物性参数表全球性的能源短缺，给煤炭事业的发展开辟了前所未有的发展空间，然而对查清影响煤矿安全生产的水文地质条件也提出了岩性视电阻率平均值视密度平均值自然伽玛平均值声波时差平均值n·nln·nlg／cm3g／cm3PA／kgPA／kgIxs／11p,s／in更高的要求。近年来，矿区透水事故不断发生，给企业造成重大煤层190～10o66251．47—1．71．60．21—120．7280—490435的人员伤亡和巨大的经济损失。因此综合物探技术在矿区水文泥岩28—124762．1—2．32．21．3—3．92．6280—380330地质勘查中的应用也日益增多和倍受青睐，

3、以从根本上预防矿区粉砂岩90—1691302．3—2．62．51．1—3．42．3230—321276中砂岩140—3972692．5～2．82．7O．6—1．4l161—239200水害的发生。粗砂岩260—4703152．6—2．92．8O．3—0．90．6l14—1791471物探方法及原理石灰岩56o一214013502．7—32．90．1—0．5O．372—1381051．1瞬变电磁法2．2仪器及装置瞬变电磁法(简称TEM)是利用不接地回线向地下发送一次本次探测使用的是IGGETEM~0B型瞬变电磁仪，采用重叠脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间歇期间，利用另一回线或探头接回线框装置，2

4、0m×40nl的“∞”字形4匝线框，仪器参数的选择收由地下地质体受激励引起的涡流产生的随时间变化的感应二如下：次场的一种方法J，如图1所示。时基：40ms；采样道：66道；关断时间：50Ixs；延时：340Its；接收面积：800m；发射框：20In×40In；延时道：Logl0；叠加次数：512次；发射电流：5．5A。激发极化测深法采用TD-3数字直流电法仪，根据勘探区各煤层的埋藏深度情况，将AB／2极距最大选择为300m，以保证勘探深度能探测到10号煤层以下。装置采用温纳测深装置，即供电电极距AB／2为测量电极距MN／2的3倍，电极排列形式见表2。表2激发极化法电极排列一览表m图1TE

5、M法工作原理示意图AB，234．569121518243036451．2直流电法MN，211．52345681012l5直流电法中激发极化测深法是很早应用并发展起来的一种A8／2607590120150l802102402703o0MN，2202530405060708090lo0较成熟的方法。其基本原理是通过一对接地电极把电流供人大地，并在同一测点上逐次扩大极距，而通过另一对接地电极观测时间参数的选取为：TIME=10000m8，V—DELY=5000ms，地质体所产生的电位或电位差，以计算得到观测点处沿垂直方向M．DELY=250ms，M。END=270ms，M2-END=5250ms

6、，供电电压由浅到深的视电阻率P及极化率的变化情况。在900V左右，供电电流在700mA左右。2地球物理特征及使用仪器及装置3资料解释2．1地球物理特征资料解释中应遵循由已知到未知、从点到面、从简单到复杂煤层赋存于成层分布的煤系地层中，煤层被开采后形成采空的原则。瞬变电磁法实测曲线解释中，首先分析已知钻孔资料与区，破坏了原有的应力平衡状态，使得采空区及其上部地层的地TEM曲线的对应关系，再结合地质、含水层视电阻率值的大小及球物理特征发生了显著变化，主要表现见表1。层厚和埋深等因素，由点到线，由线到面，解释工作区内煤层一般情况下，冒落带的高度一般在十几米左右，其内部充填顶底板和小窑采空区富水性

7、及奥陶系灰岩含水层的富水情况，划的松散物的视电阻率明显高于周围介质，裂隙带的高度一般在几分、圈定富水异常区范围及对测区内断裂构造导水性进行评价。十米，主要是由于采空区塌陷造成岩石出现裂隙，岩石的电阻率3．1异常特征明显变大，而当采空区充水较多时，由于水的存在，导电性变强，由2．1节对采空区及采空积水区特征的描述，本区基本符合采空区的电阻率明显变小，7_。该特征，具体表现为：由此可见，采空积水区的视电阻率明显区别于采空区和