顾北1312探水物探成果报告.doc

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1、.淮浙煤电有限责任公司顾北煤矿分公司1312(1)面顶板赋水性综合物探成果报告(1)淮浙煤电有限责任公司顾北煤矿分公司安徽惠洲地下灾害研究设计院2011年5月Word文档.项目名称顾北煤矿1312(1)工作面顶板赋水性综合物探工程实施地点淮浙煤电有限责任公司顾北煤矿完成单位安徽惠洲地下灾害研究设计院主要完成人吴荣新胡雄武报告提交单位安徽惠洲地下灾害研究设计院（签章）编制胡雄武审核张平松技术负责吴荣新项目负责吴荣新Word文档.目录1工程概况32探测方法原理32.1三维直流电法基本原理32.2矿井瞬变电磁探测原理43现场数据采集63.1并行电法现场布置63.2瞬变电磁法探测布置64探测

2、结果分析74.1井下瞬变电磁探测结果分析74.2三维并行电法探测结果分析85综合分析106探测结论与建议116.1结论116.2建议11Word文档.1工程概况顾北矿1312（1）工作面在掘进过程中，顶板常出现较大涌水现象，严重影响了工作面的正常生产。为确保本工作面安全生产，需查明该面顶板富水区分布情况。通常工作面内直流电法和瞬变电磁法都是较有效的物探手段，拟决定采用三维直流电法和瞬变电磁法综合物探法来探测顶板富水区情况。探测内容为：（1）采用三维直流电法和瞬变电磁法综合物探来探测工作面顶板岩层电性变化情况；（2）分析工作面顶板赋水性，圈定工作面顶板相对富水区；（3）对探测范围内工作

3、面顶板内富水区、导水范围做出分析评价，指导防治顶板水工作。2探测方法原理工作面内及煤层顶底板岩层内的富水区，通常表现为低电阻率异常。工作面内的较大落差断层（>1/2煤厚），在断层两侧常存在煤层变薄现象，电阻率相对变低；而厚层煤区则表现为相对高阻。因此，富水区范围和煤层变薄区等与正常煤层间存在明显的电性差异，可以进行电法探测来查明相关问题。2.1三维直流电法基本原理电法探测采用网络并行电法进行探测。探测使用的仪器为并行网络电法仪，该仪器的最大优势在于任一电极供电，可在其余所有电极同时进行电位测量，可清楚地反映探测区域的自然电位、一次供电场电位的变化情况，采集数据效率比传统的高密度电法仪

4、又大大提高，是电法勘探技术的又一次飞跃，是国内率先使用的方法。例如：测在线布置64个电极，对于AM法采集时，任一电极供电时，其余63个电极同时采集电位，这样其数据采集效率与串联采集相比，采集效率至少提高了63倍。不仅如此，通过AM法和ABM法装置自动顺次切换电极，取得大量的电法数据（如图2-1）。采用网络并行电法采集的数据可用于超前电阻率法反演。　　电阻率三维反问题的一般形式可表示为：Word文档.图2-1网络并行电法采集电位图（a）AM法；（b）ABM法　　式中：G为矩阵；d为观测数据和正演理论值的残差向量；为初始模型的修改向量。对于三维问题，将模型剖分成三维网格，反演要求参数就是

5、各网格单元内的电导率值，三维反演的观测数据则是测量的单极-单极电位值或单极-偶极电位差值。由于它们变化范围大，一般用对数来标定反演数据及模型参数，有利于改善反演的稳定性。由于反演参数太多，传统的阻尼最小二乘反演往往导致过于复杂的模型，即产生所谓多余构造，它是数据本身所不要求的或是不可分辨的构造信息，给解释带来困难。在最小二乘准则中加入光滑约束，反演求得光滑模型，提高了解的稳定性。其求解模型修改量的算法为：其中C是模型光滑矩阵。通过求解矩阵G及大型矩阵逆的计算，来求取各三维网格电性数据。网络并行电法仪采集的数据为全电场空间电位值，保持电位测量的同步性，避免了不同时间测量数据的干扰问题。

6、通过在已掘巷道中布置电法测线，观测不同位置不同标高的电位变化情况，通过三维电法反演，得出巷道周边及前方范围的电阻率分布情况，从而给出客观的地质解释。2.2矿井瞬变电磁探测原理Word文档.图2-3矩形回线中输入阶跃电流产生的磁力线图图2-4半空间中的等效电流环图2-2理论探测模型瞬变电磁法(TransientElectromagneticMethods)，又称时间域电磁法(TimeDomainElectromagneticMethods)，简称TEM或TDEM，是近年来国内外发展得较快、地质效果较好的一种电法勘探分支方法。它与其它测深方法相比，具有探测深度大、信息丰富、工作效率高等优

7、点。自上世纪五十年代以来，该方法得到迅速发展，特别是对探测高阻覆盖层下的良导电地质体取得了显著的地质效果。它主要应用于金属矿勘查、构造填图、油气田、煤田、地下水、地热以及冻土带和海洋地质等方面的研究，在国内外已取得了令人瞩目的效果。瞬变电磁法属时间域电磁感应方法。其探测原理是：在发送回线上供一个电流脉冲方波（见图2-2），在方波后沿下降的瞬间，产生一个向回线法线方向传播的一次磁场，在一次磁场的激励下，地质体将产生涡流，其大小取决于地质体的导电程度，在一次场