各種電法勘探方法的特點與應用探討

摘要：電法勘探技術是依據地殼中的礦體及巖石在電化學性、介電性、導磁性、導電性等差異，利用對電化學場或電磁場的時間特性及空間分布規律進行研究與分析，從而對地質構造進行勘察以及尋找出礦產的物探方法。文章主要分析了電法勘探方法的特點，并分析了各種電法勘探方法的應用。

關鍵詞：電法勘探；特點；應用

電法勘探主要依據的條件就是地下巖層的電學性質差異，對巖石導電性進行研究對于了解電法勘探原理較為有利。在實際的勘探工作中，應當依據地質任務的地電條件，科學選擇方法充分發揮優勢，通過多種方法的綜合應用，達到最佳的勘探效果。

1.煤礦電法勘探方法的主要特征分析

1.1 電阻率法的主要特點

電阻率法的相關理論較為完善，并且技術較為成熟，但在資料解釋方面則相對比較簡單。電阻率法是一種體積勘探的方法，該方法對于淺層地質異常體有著較強的分辨能力，然而一旦勘探深度在不斷增加的話，那么其分辨率就會逐漸下降；電阻率法對于低阻、高阻地質異常體的反映均良好，但是淺部高阻屏蔽可能對其產生較大的影響，在地表干燥地區工作并不具備優勢；[1]電阻率法通過對供電極距離的提升來使勘探深度得以提高，但由于受到地形的影響較大，其在復雜地形礦區的勘探工作并不適合，并且其有著較大的勞動強度，生產效率相對也并不算高。

1.2 瞬變電磁法主要特點

對斷電后的純二次場進行觀測，能有效克服一次場補償等復雜問題，地形方面因素對該技術的影響并不大；單脈沖激發可以得到多信息的順變電場衰減曲線，利用多次疊加及加大發射功率，能有效提升信噪比，從而加強勘查的深度。此外，通過不接地回線裝置的應用，能使其在不同地形環境下的野外工作就較為適合，特別是采用直流電法難以開展施工作業 的沙漠干旱區域。由于瞬變電磁法探測的深度受到儀器與電阻率的采樣時間等因素的影響，可以通過儀器采樣時間與發送功率的調節，從實現對探測區域的控制。[2]不僅如此，瞬變電磁法還能利用多種裝置方式來提升縱向與橫向的分辨能力，其對于發送回線的點位、方位以及現狀并沒有太高的要求，并且測地工作簡單，可以通過流水作業來提高效率；在低阻圍巖區域工作時，由于需要進行多道觀測，早期場地形影響分辨起來較為容易。

1.3 CSAMT法的主要特點

相比于直流電法勘探法，CSAMT法可以在干擾較強的區域及外圍進行工作，通過改變頻率但不改變幾何尺寸進行電測探，可以有效提高工作效率，緩解工作人員的勞動強度。此外，通過接收頻點的增加及整條斷面反演的應用，在一定程度上提升了分辨能力。地形對其的影響相對來說要小一些，可以將這方面的影響降到最低。該方法采用變電磁場，可以穿透高阻層，對于一些難以采用直流電法探測的高阻薄層之下的地質體，通過這一方法則可以取得良好的效果。然而CSAMT法也存在一定的局限性，其在近場區可能會發生近場效應，而且其還可能存在靜態效應。

2.煤礦電法勘探方法的應用分析

電法勘探方法在煤礦中的應用非常廣泛，其主要負責勘查煤炭資源等方面的地質任務：第一，對煤系地層、儲煤構造以及含煤盆地等分布區域的圈定，從而提供出煤系上覆或新生界的地層厚度，以及提供煤系埋藏深度與基地起伏等情況；第二，對落差較大或褶曲的斷層位置進行有效的控制；[3]第三，在薄覆蓋區對隱伏煤層露頭的位置進行追蹤；第四，對自燃煤層正在燃燒的邊界、范圍或火燒區進行圈定。

當前，電法勘探方法逐漸從以往的找煤工作角色過渡到煤礦的安全生產與高效生產方面，負責進行水文地質、煤礦地質上的主要地質任務。第一，對工作區域的形態構造進行勘探，以及對褶皺、斷層等地質構造的產狀進行勘探，從而對地質構造的布展與延展方向進行追蹤，為研究水文地質問題及劃分水文地質單元提供科學的地質材料；第二，對礦區隔水層與含水層的產狀、層厚以及埋深等情況進行勘探；第三，對采區主要的控水構造以及裂隙、巖溶發育帶等所在位置進行探明，同時評價其富水性；第四，對采煤下作面頂、掘進巷道前方隱伏的含水體與導水通道位置進行探明；[4]第五，對老窯采空區進行探明，從而進一步確認采空區的積水情況；第六，開展防治水工程質量的評估，例如檢測注漿效果等。

為了充分提高電法勘探的效率與精度，在采區進行三維地震勘探時應當采用水文電法勘探方法，其能夠有效提升水文勘探的準確性與安全性。主要煤礦電法勘探方法的應用如下：第一，直流電法通常應用在深度<500m的淺部水文勘探地帶，如采空區、巖溶、斷層裂隙帶以及覆蓋層厚度等；[5]第二，瞬變電磁探測法主要應用在深度<1km的中深部水文勘探地帶，如采空區、斷層裂隙帶、砂巖富水區以及巖溶裂隙等；第三，CSAMT法主要應用在深度在1.5km左右的中深部水文勘探，如低熱、砂巖富水區、巖溶裂隙以及斷層裂隙帶等。

結語

電法勘探方法依據電磁場時間特性可以分為脈沖瞬變場法、直流電法以及CSAMT法等。不同的電法勘探方法有著不同的特點與應用層面，因而只要針對具體的煤礦問題具體分析，選擇科學的電法勘探方法或綜合應用不同的方法，才能獲得最準確、最可靠的勘探結果。

參考文獻：

[1]方仁培，李祥征.淺析金屬礦電法勘探技術的應用與發展[J].中國城市經濟，2010，05：13-15.

[2]曹靜，吳燦燦，李雪，劉浩，王芳，張功瑾.淺談幾種常用電法勘探的原理及優點[J].科技資訊，2009，18：37.

[3]劉英，姜文龍，陶飛.不同電法勘探方法在探測采空區等地質體中的比較[J].山東煤炭科技，2009，05：80-82.

[4]宋勁.煤礦沖刷帶探測中的高密度電法勘探方法[J].河南理工大學學報（自然科學版），2014，04：441-446.

[5]劉艷紅.綜合電法勘探技術在野外工作中的應用[J].工程地質計算機應用，2011，01：8-11.

作者簡介：王斌（1988.09—），男，漢，甘肅，本科，研究方向：地球物理（物探）； 職稱：助理工程師；職務：技術員。