瞬變電磁法探明陷落柱的范圍和含導水性

龐樹臣，王文龍

（山東能源臨礦集團田莊煤礦，山東 濟寧 272100）

瞬變電磁法探明陷落柱的范圍和含導水性

龐樹臣，王文龍

（山東能源臨礦集團田莊煤礦，山東 濟寧 272100）

山東省武所屯生建煤礦揭露巖溶陷落柱13個，為加強對巖溶陷落柱的探測工作，提出了必要的防范措施，確保礦井生產安全。

陷落柱；滲透性；探測

前言

陷落柱是煤系地層下部較厚的可溶性石灰巖經流動的地下水長期化學溶蝕作用后，形成一定空間的溶洞，在地質構造力和上部覆蓋巖層的重力長期作用下，溶洞發生坍塌，這時覆蓋在上部的煤系地層也隨之陷落，遭受破壞形成圓形或不甚規則的橢圓形柱狀體，是巖溶引起的一種較為特殊的地球物理運動結果。

1 瞬變電磁法

探測采用瞬變電磁法測量，該法主要討論地層的電性特征。正常巖層中裂隙不發育時電阻率較大，裂隙發育時，電阻率顯著降低。如果巖層中裂隙發育且含水，那么在巖層裂隙發育、斷層或裂隙帶附近的電阻率會比正常巖層的電阻率有較大的降低，降低的程度視裂隙發育和含水程度的不同而不同。裂隙愈發育含水性愈強，電阻率愈低。據此，通過探測巖層的電阻率及其變化規律，劃分地質異常體。

礦井瞬變電磁法與地面瞬變電磁法相比具有以下幾個方面的特點：

（1）由于井下測量環境不同于地表，不可能采用地表測量時的大線圈（邊長大于50m）裝置，只能采用邊長小于1.5～2m的多箍小線框，采用方式一般采用中心觀測方式或偶極觀測方式。工作量小，測量設備輕便，施工速度快。

2 實施方案

以探測武所屯生建煤礦16108上順槽上18號導線附近陷落柱為例來說明。在16108上順槽上18號導線點前方18.6m處鉆機硐室位置做一個扇面立體超前探測，在橫向上布置三個平面，分別為水平、斜上30度、斜下30度，在縱向上布置一個平面，為垂直于巷道方向。

橫向上每個面自左向右沿-75°、-60°、-45°、-30°、-15°、0°、15°、30°、45°方向探測，縱向上自上而下沿60°、45°、30°、15°、0°、-15°、-30°、-45°、-60°方向探測。

3 資料處理解釋與探測成果

3.1 資料處理流程

瞬變電磁資料的處理和解釋工作往往是同時交互進行的，它們之間存在一種從實踐到認識的提高過程。在初步解釋成果的基礎上，進一步調整處理的窗口之后，再作反復的分析及解釋，必要時可進行反復的處理及解釋。

在首先進行了原始觀測數據的整理之后，經過反復進行畸變數據的剔除與校正、各測點的視電阻率反演與正演以及與地層地質資料的對比等過程，最終繪制出測線的視電阻率等值線圖。

3.2 數據解釋及探測成果

經過上述處理方法，對所有探測測線進行處理，形成各測線的反演電阻率成像剖面數據文件，淺部探測盲區控制在15m，以此數據為基礎通過插值形成數據體。

4 結論

本次超前探測地層的視電阻率異常反應明顯，能將相對富水異常區域和周圍進行區分，從而達到了設計目的，較好的完成了本次探測的工作任務。

瞬變電磁超前探測成果。斜上30°方向探測，巷道右前方10～85m范圍內存在視電阻率低阻異常反應，水平方向探測在巷道右前方35～100m范圍內存在視電阻率低阻異常反應，斜下30°方向探測，巷道右前方40～80m范圍內存在視電阻率低阻異常反應，豎直方向探測，巷道右前方45～80m范圍內存在視電阻率低阻異常反應。綜合以上4個探測方向異常區的范圍，圈定巷道右前方橫向-50～90m，縱向10～100m范圍，為巷道右前方陷落柱位置，其相對富水性中等。

［1］GB50026-8-93.工程測量規范》［S］.

［2］DZ/T0153-1995.物化探工程測量規范［S］.

［3］DZ/T0187-1997.地面瞬變電磁法技術規程［S］.

［4］MT/T898-2000.煤炭電法勘探規范［S］.

［5］ISO9002質量認證體系［S］.

龐樹臣（1974-），男，山東臨沂人，大學本科，助理工程師，從事煤礦技術工作。