高密度电法在探测煤矿采空区赋水情况的应用研究-论文.pdf

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1、Vo1．12No．30Oct．2012科学技术与工程第12卷第30期2012年10月ScienceTechnologyandEngineering⑥2012Sci．Tech．Engrg．1671—1815(2012)30—7999—05高密度电法在探测煤矿采空区赋水情况的应用研究肖川张义平刘超缪玉松杨玉蕊(贵州大学矿业学院，贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室，贵阳550003)摘要筒述了高密度电法勘探技术的基本原理以及在应用中应注意的关键技术问题及其处理方法。通过布置在地面的所有电极对地层进行电阻率采集，然后在二维电阻率反演软件

2、中得到二维电阻率断面图。最后运用RViewe反演软件得到电阻率的三维栅栏图。三维反演解释结果客观地反映了采空区的范围以及隐伏水源空间位置，为矿井防治水工程提供了准确信息。通过在某矿的应用实例，说明高密度电法三维成像技术在煤矿采空区探测领域中具有较好的探测效果。关键词高密度电法电阻率三维栅栏图采空区中图法分类号P631．321；文献标志码A国内已有不少学者通过探索有效的物探方法高密度电阻率法是高精度的直流电法方法，它以及合理的装置和参数，对地下采空区和岩溶的探是集电剖面法和电测深为一体的一种地学层析成测效果进行了较为系统的研究⋯，认为

3、高密度电阻像技术。通过实行密集采样来提高采样率，并用率法是调查1O～30m采空区和岩溶的首选方法之“多次覆盖”的方法提高信噪比。直流电阻率法，是一以岩土介质的导电性差异为基础，通过仪器观测和。但长期以来，矿井电法勘探大都采用常规电法仪或高密度电法仪进行电测深法、电剖面法或高密研究人工在地层中建立的稳定电流场的分布规律，度电法进行工作，取得二维垂向地电信息来推断巷达到解决地质问题的一类地球物理方法。从工作道附近的采空区以及岩层富水性J。而用RViewe布置上看，电极密度大是电阻率层析成像技术(Re—反演软件得到的电阻率三维栅栏图将所有

4、的二维sistivityTomography)区别于常规电阻率法的最大特垂向地电信息联系起来，能更加准确的推断巷道附点，它能在一个断面上获得多组数据，为电阻率成近的采空区以及采空区的富水情况，为矿山防治水像提供了物质条件，从而使得本方法具有观测精度提供依据，将本项目的研究成果应用到生产实际高，处理结果直观的特点J。其工作框图见图1。中，也取得了良好效果。2高密度电法探测的关键技术及处理方法1工作方法简述2．1测线布置测线按不规则测网布置，测线线距一般为1001．1高密度电法的基本原理～200m，有些区由于地形障碍等原因，其线距为20

5、12年7月2日收到贵州省社会发展攻关项目(黔科合200～500m，电测深点距为50～100m。sz字[2008]3011)、贵州省煤矿井下水患电法探测与2．2极化补偿、供电时间问题示范工程，黔经信委(2010035)资助电法勘探中，电极的极化电位成分主要有以下第一作者简介：肖川(1986一)，男；贵州大学矿业学院硕士研究几种：(1)金属电极插入地面，金属电极表面与生。研究方向：电法勘探。E—mail：172280273@qq．Corn。土壤之间的接触电位；(2)地面本身存在的自然电通信作者简介：张义平，男；贵州大学硕士生导师，研究方

6、向：工程位；(3)在通过一定电流时，电极与土壤之间、土壤爆破，水文地质。E—mail：526572370@qq．Corn。内部(特别是潮湿土壤)发生离子迁移，断电后离子科学技术与工程厂—～数据糕粉———]厂一数粉—]图1高密度电法工作示意继续扩散，这一系列过程产生的各种电位。而且，矿区内地势起伏较大，东部边缘较平缓，西部这些电位是随时间、温度变化的，其变化范围在毫较陡峭，为中山地形，根据矿区地形与障碍物情况，伏(mV)级以上。就这一点而言，分辨率太高的仪依据布线原则，布置南北向高密度电法剖面3条，物器发挥不了作用J。探1线和2线长9

7、00m，物探3线长600m，点距为为了减少因极化补偿、供电时间带来的误差，10m。经探测查明了该矿存在形态各异的地下采空就必须注意：(1)极化补偿要有多种方式，一般要区。求硬件和软件双重补偿，必要时需要反复循环；(2)其中物探l线存在1个正断层，I低阻异常区测量时间间隔不能太短(一般应>3s)，这一点与工域主要是由于F正断层引起的，23#煤层含有I高阻作效率矛盾。和Ⅱ低阻采空区，采空区规模相对较大，Ⅱ高阻异2．3其它电性干扰常区域推测为32#和34#煤层中的采空区，该采空区高压输电线以及埋设的各种通信线缆、电缆等可能是过去老窑开采形

8、成的(如图2所示)。物探2为主要的干扰源，它们以电磁感应方式干扰测量结线中显示23#煤层含有I低阻采空区，采空区规模果，其Q畸变特征为：Q。畸值主要按干扰源的频率非常大，7#煤层含有Ⅱ高阻采空区，采空区规模相对特征周期性的变化，Q畸变