瞬变电磁法在探测煤矿富水区中的应用

《瞬变电磁法在探测煤矿富水区中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、•试验研究•瞬变电磁法在探测三交河井田米空区中的应用王力(霍州煤电集团汾河公司三交河煤矿，山西洪洞031600)摘要介绍了瞬变电磁法探测原理及瞬变电磁对于异常划分原则。以三交河井田北部越界小煤矿采空区地面探测工程为例，参考多种电性参数断面和平面图，结合平面图的等值线走向和规律,以及各测线视电阻率断面图、正演模型感应电压特征，通过分析测线多测道剖面图、测线电性断面图、顺层视电阻率切片图等，推测出了越界小煤矿采空区范围及积水情况，阐述了瞬变电磁法在探测煤矿采空区的可行性与实用性。关键词瞬变电磁法；采空区：低阻异常；高阻异常；视电阻率中图分类号:TD166文献标识码:A文章编号:1672-065

2、2(2011)11-0028-03三交河井田周边曾经分布着20余座大小不等的小煤矿，其中多数小煤矿都大范围越界进入三交河井FFI范帼内开采，多数小矿采空破坏区范圉不清。经诵查，有些采空区存在大量积水，有些采空区存在自然火区，尤其是井山北部五采区范围内小煤矿开采破坏更为严重，给矿井安全生产带来极大隐患。因此，为了查明三交河井田五、六釆区范围内釆空区分布及移水情况，采用对低阻地质体反映灵敏，不受地表高阻覆盖层影响，纵横向分辨率高，勘探深度大的瞬变电磁法来探测小煤矿越界采空区情况。1理论基础1.1瞬变电磁探测原理瞬变电磁法(简称TEM法)属于时间域电磁感应方法。它的探测原理是在地面布设一个回线，

3、并目给发送回线提供一个电流脉冲方波，它将会产生一次磁场，然后向地下传播，在传播过程中，地质体收到磁场的影响产生涡流。一次场消失以后，涡流会随着时间的流逝而逐渐衰减，但是不会立即消失。在这个袞减的过程中又会产生二次磁场向地表传播，同时由地表的接收回线来接收二次磁场，该二次磁场的变化将反映地下地质体的电性分布情况。然后根据观测到的过渡过程的衰变速度来确定地下良导体的存在与否。1.2瞬变电磁对于异常划分原则异常划分通常通过两种方式來确定：一是在数值上通过对实测曲线的数理统计分析计算得到，另一种是根据探测区内的己知电性及水文地质条件来确定。根据三交河井田地面探测工程的实验情况，参考多种电性参数断面

4、和平面图，结合平面图的等值线是向和规律，以及各测线视电阻率断面图、正演模型感应电压特征、多测道断面形态和电性参数等值线出现突变、等值线密集地段、或者局部出现视电阻率值明显突变等特征，推测该位置附近存在采空区、构造或开挖破碎带。依据不同深度和层位的视电阻率切片•，进一步分析各个深度和层位区域平面的含水性分布情况，根掠区域电性特征和水文地质规律，电性参数等值线平比图上相对低值范围的区域代表地层的相对富含水特性、电性参数的高值范围表示区域的相对弱水特征,进一步依据不同测线、测点的具体位置划定富含水区收稿日期：2011-10-17作者简介:王M1974—),男，山西翼城人1995年毕业于山西省煤炭

5、工业学校，助理工程师，主要从爭地测技术及管理工作(E-mail)sjhwl878@163.com线扭曲突变，在区域内应该存在一定积水范围。1750165015501200200410000001400丄90080040325330005323W533400533(M)53253180053220)512«1)40320004032000403180040318004031600403160040314004031400403120040312004O3IOOO40310005W4004032200测区位于山西省洪洞县与蒲县的交界处，在洪洞县城西面,距洪洞县城约32km。霍州煤电集团三交河煤

6、矿为合理留设防隔水煤柱和布置采煤工作面，从而有效地保证矿井的安全开采和合理回收煤炭资源，对三交河井田五、六采区约40kn¥范围内越界小煤窑和古窑采空区范围及积水情况进行了探测。本次工作使用世界技术领先的电磁法勘探设备之一一加拿大凤凰公司生产的V8电法工作站，运用瞬变电磁方法來进行施工。经过一系列的实验工作最后确定试验参数为：1）发射极距边长：400mx400m：2）发送基频：8.333Hz；3）发射增益:Gx4；发4）送电流：15A；5）从电压衰减曲线特征上看，晚期道由于受地区干扰电平和仪器噪声的影响,应适当提高競加次数（V8观测时间）,提高深部信息的信噪比。根据瞬变电磁法场理论，如果二次

7、感应电压值林对较高，那么所反映的地层会表现为低电阻特性。杠反，如果二次感应电压値相对较低，那么所反映的地层会表现为高阻特性。如图1中桩号210~280,500*650表现为低阻异常。图1测线52多测道剖面示意图6"测线（-部分）电性断面图见图2。异常标识在2匚煤层附近，电性横向差异明显，对比分析，结合矿井图264冬测线（部分）电性断面图五采区廿煤层顺层视电阻率切片图见图3。色最浅的为高阻，颜色最深的为低阻，颜色较深於接近