矿盲采空区物理勘探技术.doc

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1、矿盲采空区物理勘探技术1物性前提分析及探测方法介绍根据岩矿石电磁特征的普遍规律和工作区的地质条件，区内存在用音频电磁测深法和五极纵轴激电测深法探测采空区的物性前提，主要体现为以下4个方面：测区地层为浅部的铁矿体和深部的层状铜、铅、锌、硫多金属矿体，为低电阻率地层，而无水采空区电阻率高。无水采空区具有一定的规模，会在测线电阻率断面图中显示电阻率曲线呈圆形和椭圆形分布，且电阻率值较高。区内各地层中存在的短暂性充水空区具有较低的电阻率，相对较低的极化率，与围岩存在物性差异。区内存在的黄铁矿体及硫化矿物等，其电

2、阻率值较低,但其极化率较高，且在该矿区分布范围广，产状平缓。常年积水的老空区，电阻率很低，同时因硫酸根离子含量高，极化率高，其物性参数与围岩差异不大，所以很难从电性参数及极化率参数加以区别。音频电磁测深探测是利用天然的电磁场穿过非均质的大地介质时产生的与天然电磁场同频率的感应电磁场，电磁场在大地传播时，会引起电场的梯度变化，同时又引起磁场的垂直分量变化，其振幅衰减与穿过的地层深度存在关系，衰减速度与穿过的地层电阻率以及天然的频率亦有关联。地下构造、岩溶、矿体以及采空区的探测运用这一原理来实施，多年的实践

3、证实，在无干扰或干扰很小的情况下，探测效果非常理想。该方法的主要缺点为高压线干扰严重，有高压线区域几乎无法接收有用信息。本矿矿体围岩黄铁矿化、硫铁矿化严重，呈现出低阻高极化特征，而无水空区呈现高阻低极化特征，常年性积水空区因含硫酸根离子高，也呈现低阻高极化特征，与矿体物性参数接近，短暂性积水空区呈现低阻低极化特征。虽然音频电磁测深在无干扰的条件下，效果很好，但它只能采集到视电阻率数据，无法区别异常性质，即在本矿无法区别积水空区和矿体。而地面五极纵轴激电测深，可探测视电阻率和极化率两个参数，从理论上分析，

4、它可区别短暂性积水空区和矿体。2物探试验设计布置物探试验设计在北采区672m标高平台布置8条探测线，点距为10m。主要目的是探测测区地面标高以下50m深度内存在的采空区规模和位置。物探试验在所有音频测深点布置了地面五极纵轴激电测深。但地面五极纵轴激电测深探测深度有限，加上地面五极纵轴激电测深野外工作装置较复杂，须在3个方向布极或测量，探测工作困难。该矿为露采,工作场所复杂，无法按规范准确布极和测量。3物探试验推断与解释由于测线较多，这里只做位于IX的音频电磁测深断面推断解译和地面五极纵轴激电测深断面综合

5、推断解释。IX音频电磁测深断面推断解译IX线布置在指定试验区的西北面的最外侧，长100m,11个测点，测线沿北东向布置。从IX线的视电阻率异常及推断解释看出，整体来说，地表附近的电阻率曲线变化平缓，中、深部变化过渡较剧烈，地表附近可能因连续降雨或黄铁矿化或含矿丰富，表现为电阻率很低，浅部低阻出现在+665m标高上下，岩层受大气降水或矿化的影响，含水性较好，表现出电阻率低的特性。局部相对高阻为空区、巷道的反映。4综合分析解释从现场探测采集图来看，音频电磁测深大部分点探测顺利，数据采集速度较快，干扰因素少，

6、探测数据真实可靠。但由于本矿是露天开采，陡坎边坡密集，地面五极纵轴激电测深方法无法按规范要求实施。4.1试验区异常综合分析解释由于探测试验区不大，为获得最佳物探效果，根据试验区形状特点设计探测线方向为北东向，达到各探测线的测点相对其他方向测点最多，物探数据相对更可靠。本次是在同一试验区采用音频电磁测深和五极纵轴激电测深两种方法探测，根据两种方法探测断面的成果推断采空区位置，再比较与实际采空区位置的接近程度来判断探测方法的有效性以及哪种方法的准确率更高。推断解释完全是根据实际探测断面成果图并结合地层及经验

7、，因此，推测的采空区大小和位置与实际采空区大小存在一定误差，综合分析可以得出以下几点。从各条音频电磁测深反演后的断面视电阻率等值线来看，试验区分布较多采空区和巷道。主要分布在试验区测线的中部、6〜8号测线的大号点以及1〜5号测线的。〜4号点。由于探测断面图是根据物探仪器采集曲线或数据，采用物探软件自动生成的连续等值线图，而物探异常是相对值，是物探处理人员根据物探软件生成的连续等值线断面图结合个人经验和试验区地质资料人为定的，圈出的异常大小往往受人为经验和对矿区各种资料了解程度的影响。因此，圈出的异常大小

8、和位置与实际采空区或巷道的大小和位置存在一定误差，估计本次误差在10m左右。从音频电磁测深探测成果图分析，试验区主要存在5个高程段的高阻异常，推测为采空区或巷道，分别为:第一高程段，位于浅部的640〜660m标高，埋深12〜35m左右，推测以采空区为主，但不同高程存在巷道;第二高程段，位于中、浅部的620〜640m标高，埋深30〜52叩左右，1〜8线不同部位都有存在，有两个比较明显的区域，一是1线的0〜4号测点封闭区域，二是2〜5线的5〜8