超低频地质遥感法在铁矿采空区探测中的应用研究.pdf

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1、第19卷第6期中国矿业Vo1．19。NO．62010年6月CHINAMlNlNGMAGAZlNEJun2O1O超低频地质遥感法在铁矿采空区探测中的应用研究车志强，朱登杰，刘小飞，朱立杰(河南省地质测绘总院，河南郑州450006)摘要：针对铁矿采空区的特点，合理选择物探方法、灵活运用物探方法是准确探测采空区的关键。根据铁矿开采前后磁场的变化特征，结合开采前的物探资料，利用超低频～．一r王_一㈣=地一幽．质眦三遥～一．c感一．呲法一∞探一～w～一查一～采一空一～～区一慨～的空一～一一间一．_一一重～分布、埋深是一种新的尝试。同时，结

2、合其它物探方法(天然电场选频法)，可相互补充、相互印正，效果更好。本文通过实例介绍了超低频地质遥感法在铁矿采空区探测中的应用效果。关键词：铁矿采空区；超低频地质遥感法；天然电场选频法；综合物探中图分类号：TD15文献标识码：B文章编号：1004—4051(2010)06—0095—03Theappliedresearchofultra-lowfrequencygeologicalremotesensingmethodindetectionofironoremined-outareaCHEZhi—qiang，ZHUDeng—jie

3、，LIUXiao—fei，ZHULi-jie(HenanGeneralInstituteofSurveying&MappingofGeology，Zhengzhou450006，China)．一m一盯一∞～一b～一∞～一～一一～一一一～一一一一～铁矿是我国国民经济建设最重要的矿产资源1工程概况之一。由于开采技术和地质环境治理措施不到位，濮阳市林州钢铁有限责任公司某铁矿，位于以往的采空区大多未进行有效治理。有的采空区林州市北约18km，矿区占地面积约1．962km。。铁出现了大面积的地面沉陷，产生了地表裂缝，成矿分布于闪长岩与大理

4、岩接触带上，为矽卡岩型为地质灾害之一，给矿区的安全生产、地面工程铁矿。部分采空区出现地面沉陷、裂缝等灾害现建设和人民生命财产造成严重威胁。因此，探明象，附近村民房屋出现不同程度的裂缝，庭院地采空区的地理位置、埋深、现状，是采空区治理面出现下沉，矿民矛盾一触即发。根据要求，用的关键因素。如何根据磁铁矿开采前后地球物理综合物探法查明采空区的位置、埋深、大小及是场的变化规律，选择合适的地球物理方法组合，否有漏采矿体，为综合治理提供依据。是铁矿采空区探测的首要问题。利用超低频地质2物探方法的选择遥感法结合天然电场选频法，对林州市某铁矿采

5、铁矿采空区的存在，破坏了地下岩层原有的空区成功地进行了探测，经验证效果较好。结构和物理性质。当地下铁矿体存在时，磁测AZ值表现为高值异常，具有异常规则、规律性强等收稿日期：2009—1229特征。在铁矿体开采后，因磁铁矿的不复存在而作者简介：车志强(1971一)，男，河南省地质测绘总院，高级工程师，国家注册岩土工程师。使磁异常消失，如有残留矿体则是磁异常降低，96中国矿业第19卷且异常不规则、规律性差。同时，在大地电磁层测量电极距采用10m。操作员将仪器稳挂胸前，手析法电分量值测量时，由于铁矿体的导电性较强，拿测量电极M，另一跑

6、极员拿N极在前，再一人在铁矿体存在时，电分量为低值。而地下铁矿体记录作曲线或由跑极员兼任。测得MN之间各频开采后形成的空洞不导电，因此在电分量测量时，率对应的△U值，然后蛙跳式移动MN极再测△U为电分量高值异常。这种铁矿开采前后地球物理值。按极距作图，以△U为纵座标，以测线为横坐场的变化，具备了采用超低频地质遥感法、天然标，依据探测目的层深度，作出四条电位差曲线。电场选频法探测的地球物理前提。2．2．2T作原理2．1超低频地质遥感法天然电场选频法，利用大地电磁场作为工作超低频地质遥感探测仪是以大地电磁场为工场源，测量大地断面的电

7、分量的变化，是一种交作场源，利用不同介质电磁学性质的差异，测量变电流勘探方法。由于大地电磁场的场源频率范地下岩性分界面对天然电磁场的反射信息，来解围较宽，可通过选择频率提高抗干扰能力；探测释不同深度的地质构造，达到解决地质问题的一不同的深度，增加解释的可靠性。种被动遥感电磁勘探方法，也可视为被动源大地这种电磁场在距场源较远的地方，可视为平电磁测量的一种新方法。面电磁波场，它垂直于地面，变化规律服从麦克经典大地电磁波理论，最初假设场源为垂直斯韦方程组，仪器探测深度的理论公式为：反射地面的平面电磁波，大地介质为均匀水平状分布，故大地

8、电磁波的变化规律服从麦克斯韦方s√程组、欧姆定律和阿契定律。其中，电阻率是描式中：P为岩层视电阻率(Q·m)；f为频率述介质电学性质的主要物理量。但受介质的结构、(Hz)；h为探测深度(m)。孔隙度、压力和密度的影响较大。超低频地质遥根据公式可知，用高频反映浅部