地面电法在煤田及多金属矿床上的应用

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1、地面电法在煤田及多金属矿床上的应用山西省煤炭地质114勘查院刘国生 地面电法包括的内容、方法很多，用有限的时间很难给大家讲清楚，好在在座的各位都是物探界的精英，关于地面电法的概念和具体内容这里就不一一介绍了。根据秘书处给我的题目，我简单地介绍几个地面电法的应用实例，与大家共同学习。一、地面电法在煤矿采空区探测中的应用我国具有上千年的煤炭开采历史，煤矿采空区成为当今国民经济建设的一大灾害。对采空区的探测研究开始于20世纪晚期，基本上以物探方法为主，经过30年左右的探索，目前在采空区探测领域比较可靠

2、的方法包括高密度电阻率法、瞬变电磁法、可控源声频电磁法、测氡法和地震反射波法，而应用最为广泛的是瞬变电磁法。1、瞬变电磁法在煤矿采空区探测中的应用效果图1TEM中心回线装置2.5Hz视电阻率拟断面图7图1是某矿采空区探测工作的瞬变电磁法试验剖面中心回线2.5Hz频段的视电阻率拟断面图。试验位置选择在该矿2003年回采区及附近。试验剖面前段为该煤矿的回采区，中部为规划采区，尾部为该煤矿两条扩帮大巷。图中反映在0～50m桩号之间的160m视深度左右存在明显的采空区高阻异常。同时在130～150m桩号

3、和190m桩号以后两处160m视深度左右也存在明显的高阻异常。与实际资料对应较好。底部190m视深度左右的高阻水平条带是煤系地层基底奥陶系石灰岩的反映。2、可控源声频大地电磁法在煤矿采空区探测中的应用图2是汾西矿区新峪煤矿采空区探测工程中一条剖面的可控源声频代大地电磁法卡尼亚电阻率拟断面图。新峪煤矿位于吕梁山中段，汾河中游西岸，属黄土高原中低丘陵地貌，矿区最高点位于南部，海拔标高1173.5m，最低点位于矿区北部的兑镇河谷，海拔标高845.10m，相对高差328.40m。矿区地势总体为南高北低，

4、西高东低，区内沟谷纵横呈“V”字型发育，沟谷基本呈南北向。新生界的黄土主要分布在山梁垣上，基岩一般多出露在沟谷中，沟坡陡峭，属中低丘陵类型。新峪煤矿井田煤系地层的基底为奥陶系灰岩，在其上部沉积了石炭系、二叠系地层及第三、第四系红黄土层。煤系地层与奥陶系为平行不整合接触。矿区大部分地区被红黄土覆盖，在沟谷中出露有太原组、山西组、下石盒子组及上石盒子组地层。区内主要含煤地层为石炭系上统太原组及二叠系下统山西组。7在矿区内分布众多小煤矿及古窑采空区，其中大部分分布于煤层埋藏较浅的西部，以开采上组煤为主

5、，少部分小煤矿开采下组煤，在采空区或古空区内存有大量积水，由于它们之间相互连通，且处于矿井的上方或上山部分，对矿井开采构成较大威胁。为此，开展了地面电法探测工作。地面电法探测工作野外数据采集工作分别使用加拿大凤凰公司生产的V8多功能电法仪。本次最深目的层约为300m，依据趋肤深度计算公式选择最低频率为10Hz，最高频率为7680Hz,AB发射极距1.5km，MN接收极距20m，收发距10km,供电电流13A。图中显示在780～860m桩号之间900m标高附近和1060～1100m桩号之间830m

6、标高附近存在两个比较明显的低阻异常条带,对照采掘平面图分析，是采空区积水引起的异常。图2CSAMT视电阻率拟断面图3.高密度电法在煤矿采空区探测中的应用图3是山西某煤矿采空区探测的实验剖面的高密度视电阻率断面图。该剖面地形平坦，煤层埋藏104m7，采空区为该矿新近回采的一个长臂工作面。特别适合高密度电法的施工条件。试验工作试用重庆奔腾仪器厂生产的WDJW-5型多功能高密度电法仪。使用10m道距100道的三极排列或对称四极装置进行，测量深度控制在150m。从图中可以看出对应已知回采区的400～47

7、0m桩号之间有一个突出的高阻异常，该异常与煤矿提供的回采区位置对应良好。图3高密度法视电阻率断面图通过上述三个实例，初步给大家介绍了地面电法在煤矿采空区勘探中的应用效果。不同的地质条件下选择不同的物探方法是物探工作的基本原则，不能人云己云，一味效仿。二、地面电法在煤田构造及水害探测中的应用图2-1交通位置图四川华蓥山龙滩煤电有限责任公司（下称龙滩公司）龙滩矿井位于四川省广安市与达州市大竹县交界处，现处于建井施工阶段，设计年产原煤90万吨。其主平硐位于华蓥山复式背斜北段，由西向东，依次揭穿打锣湾背

8、斜、田湾向斜至龙王洞背斜西翼之K1煤层，平均标高+310m，长4844m。标高450m7的轨道上山和人行上山、排矸斜井和施工斜井已经建成，而回风暗斜井中尚有长181m井巷未贯通。2005年10月4日，正在施工中的回风暗斜井上山工作面，掘进至标高约+553m处时发生突水事故，至10月22日共19天时间内，先后突水三次，造成重大的人员伤亡和经济损失。为减少水害对矿井施工的影响，避免突水事故再次发生，龙滩公司委托我院进行“龙滩矿井水文地质补充勘探（物探）”工作。此次物探工作的主要目的是探测测区内岩溶、