綜合物探在探查過水通道中的應用

司 銀 女

(中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西 西安 710000)

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綜合物探在探查過水通道中的應用

司 銀 女

(中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西 西安 710000)

采用瞬變電磁法和高密度電法相結合的綜合物探技術，探測了鄂爾多斯高原東部某煤礦的過水通道，并根據物探成果資料進行了打鉆驗證，說明了綜合物探結果的可靠性。

煤礦，過水通道，瞬變電磁法，高密度電法

0 引言

本次勘探的測區位于鄂爾多斯高原之東部，相鄰煤礦可能存在越界開采且主采煤層已經回采，附近的露天開采礦坑、采空區可能存在大量積水，這些積水可通過小窯巷道或其他可能通道潰入到本礦井，這給本礦的安全回采造成了巨大的水災隱患。因此，在2-2煤回采之前，擬采用適當的物探技術探查橫穿該煤礦部分邊界2-2煤附近的過水通道，為堵截、治理工程提供參考資料。

1 測區概況及方法選擇

本次電法探測區域內所涉及的地層由老至新主要為：三疊系延長組(T3y)、侏羅系延安組(J1-2y)、侏羅系直羅組(J2z)、侏羅系—白堊系志丹群(J3-k1zh)、第三系上新統(N2)和第四系(Q)。總結地層電性特征并結合井田內水文孔測井曲線分析，淺部第四系的風積沙呈高阻電性特征，第三系主要由泥巖和砂質泥巖組成，總體上呈低阻電性特征；中部侏羅系延安組地層巖性主要為細砂巖、粉砂巖及深灰色砂質泥巖，次為灰白色中、粗粒砂巖和黑色泥巖及煤層組成，總體呈中等電阻電性特征，向下電性又呈減小的趨勢特征。

針對本工程的特點與技術條件，在井田的南部及東南部邊界共5 700 m區段內以高密度電法和瞬變電磁法相結合的綜合物探進行探查。主要依據如下：

1)高密度電法是探查巷道、巖溶洞穴等局部異常體的專項技術，在條件允許時，首選該技術；2)高密度技術在探查時，對地形有一定的要求，本次探測區域部分地形不宜采用高密度電法，因此我們選擇對水體敏感的瞬變電磁法作為對高密度電法的印證和補充，來共同完成本次任務。

2 儀器及參數選擇

2.1 瞬變電磁法

本次野外施工選用加拿大鳳凰公司生產的V-8多功能電磁儀，該儀器是目前最為先進的瞬變電磁法數據采集儀器，它是一種智能化程度較高的便攜式探測儀，其主要優點為抗干擾能力強，操作簡便靈活，該儀器的主要指標為：

該儀器的特點：

1)多功能多種方法觀測：該儀器可以進行CSAMT，SIP，Phase I.P，Resistivity，Time Domain I.P，Frequence Domain E.M等多種方法觀測。

2)發射機直流電壓最高可至144 V滿足大電流大深度探測，接收和發射采用GPS同步，接收采用無線radio進行，疊加次數采用智能化進行調整，這樣可以有效的屏蔽人文電磁干擾，儀器配套高精度水平中心探頭接收，儀器大窗口顯示為LCD實時顯示，顯示電壓衰減曲線和視電阻率曲線，數據存儲通訊及預處理功能。

2.2 高密度電法

本次高密度電法資料采集使用重慶奔騰數控技術研究所研制的WDJD-3型多功能數字直流激電儀。它包括測量系統和轉換開關系統，技術指標如下：

1)WDJD-3型多功能數字直流激電儀。

接收部分：測量精度：10 mV時0.5%的誤差；電流通道：5 A；測量精度：10 mA時0.5%誤差；對50 Hz工頻干擾、共模干擾與差模干擾壓制優于80 dB；輸入阻抗：50 MΩ。

發射部分：最大供電電壓900 V，做高密度電法時最高允許電壓450 V；最大供電電流5 A。

其他：工作溫度：-10 ℃～+50 ℃；體積：310 cm×210 cm×210 cm；重量：3 kg。

2)WDZJ-3多路電極轉換器。

轉換電極數：60路；絕緣性能：500 MΩ；最大工作電壓：450 V；最大工作電流：5 A。

工作溫度：-10 ℃～+50 ℃。

3 資料分析

圖1為測區內一條測線瞬變電磁視電阻率斷面圖，圖2為沿圖1瞬變電磁測線位置布設的高密度測線斷面圖。

縱向上，各地層呈現清晰、穩定的沉積層序，在斷面圖中，也整體呈現“低—高—低”的電性特征，即上部視電阻率值稍低，向下視電阻率值升高，再向下視電阻率值又降低。由于該測線基本沿河道布設，這種視電阻率值變化規律分別對應新近系的泥巖、砂質泥巖、直羅組砂巖與延安組煤層、延安組泥巖與粉細砂巖，與探測區內地層電性分布規律吻合。

橫向上，斷面圖中的低阻異常反映比較明顯，在瞬變電磁斷面圖中，低阻異常區位于44-68測點區段，在高密度測線斷面圖中，低阻異常區位于47-66測點區段，兩種探測方法所反映的異常區段基本吻合，異常編號為1異常區。異常垂向上大致分布于2-2煤層頂板附近地層，推斷該異常為2-2煤頂板相對富水所致，但根據已知資料，異常區附近為相鄰煤礦2-2煤采空區，因此并不能排除由采空區(巷道)積水引起，從而有可能形成過水通道。

根據電法成果反映的形態，在斷面圖中圈出了可能的過水通道，即推斷過水通道1-1和推斷過水通道1-2。具體位置如圖1所示。

4 驗證情況

本次勘探成果在后期的鉆探中得到了驗證，根據物探成果資料，甲方分別在50號測點、64號測點和72號測點附近進行打鉆驗證。50號測點和64號測點附近鉆探過程中均在1 060附近出現掉鉆、涌水等采空區特征；在72號測點附近鉆探過程中未出現明顯的涌水現象。本次勘探結果在后期鉆探過程中得到了較好的驗證。

5 結語

1)在地球物理勘探過程中，可以選擇多種物探方法進行互相印證，通過綜合分析，得出更為可靠的結果。

2)選擇合理的施工參數和處理解釋方法，結合已知地質資料，采用綜合電法勘探探測過水通道是可行的。

3)本次探測過水通道主要是探測采空區引起礦區邊界導水通道，由于采空區分為積水和不積水兩種，因此，探查此類過水通道，不僅探查低阻異常區，同時要探查高阻異常區。

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[2] 孫 林，朱 玲，甘志超，等.應用瞬變電磁法探測導水通道研究[J].煤礦開采，2014，19(2)：27-29.

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The application of integrated geophysical prospecting in water passage exploration

Si Yinnv

(Xi’anResearchInstituteLimitedCompany,ChinaCoalTechnologyEngineeringGroup,Xi’an710000,China)

This paper used the integrated geophysical prospecting technology combining transient electromagnetic method and high density electrical method, explored the water passage of a coal mine of east Erdos Plateau, and according to the geophysical data made drilling verification, certified the reliability of integrated geophysical prospecting results.

coal mine, water passage, transient electromagnetic method, high density electrical method

1009-6825(2016)22-0078-02

2016-05-22

司銀女(1981- )，女，碩士，工程師

P631

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