基于改進型瞬變電磁法的礦區隱蔽致災因素探查研究

安守學,高 超,秦勝君

(北京探創資源科技有限公司,北京 110000)

礦區隱蔽致災因素是指在礦區地質條件中可能引發危害的各種因素,諸如單斜構造、斷層、巖溶裂隙和富水層等[1-3]。這些因素會直接影響地下礦井的穩定性和工作環境的安全,進而對礦區的正常生產和人員的生命安全造成重大威脅[4]。當前,中國的煤礦采掘處于深度開采和高壓采煤階段,煤礦事故隨時可能發生。如何有效應對礦區隱蔽致災因素,發掘潛在危險并及時處置,對于煤礦井下安全高效生產具有重要意義[5-6]。因此,通過深入研究和檢測單斜構造、斷層、巖溶裂隙、富水層等各種因素的性質和分布規律,可以及時預警并預防礦難的發生。研究礦區隱蔽致災因素探查對于加強礦區安全防范、規避風險、提高工作效益和經濟效益有著重要意義[7]。瞬變電磁法已經被廣泛應用于礦區隱蔽致災因素的探查,前人在該領域進行了大量研究工作,包括單斜構造、斷層、巖溶裂隙、富水層等方面[5,7-8]。通過瞬變電磁實驗研究,發現單斜構造對瞬變電磁場的散射和吸收會引起強烈的響應特征,提出了基于瞬變電磁法的單斜構造探測技術[9]。同時,基于斷層區域附近電磁場演變特征,可以定量地對斷層的信息進行分析,從而實現斷層探查[10]。利用瞬變電磁法還可以探查不同類型的巖溶裂隙和富水層[11]。雖然瞬變電磁法在工程實踐領域應用較為廣泛,但其仍存在著一些問題,如測量精度不高、數據解釋困難等。圍繞上述問題,對傳統瞬變電磁法的探測深度、信號幅值和信噪比等方面進行了優化,以期提升探測效率與精度[12-13]。其次,利用非常規電磁傳感器和高速數據采集技術,實現了數據實時記錄和處理[14]。開發了基于機器學習和人工智能的數據智能分析和處理技術,以實現數據自動分析和預處理,提高解釋和處理數據的能力[15-16]。此外,還通過現場實驗和模擬實驗對改進型瞬變電磁法進行了驗證和評估,以驗證其在礦區隱蔽致災因素探查中的實際應用效果[17-18]。目前該技術仍面臨著測量精度不高、解釋和處理數據困難等問題,需要進一步深入研究和探究。本論文采用了一系列試驗方法,包括一致性試驗、穩定性試驗、參數試驗、高壓線影響范圍試驗和方法有效性試驗等,在探查方法方面,研究提出了用視電阻率解釋方法,結合人工與計算機解釋、垂直及水平/順層切片解釋、電性解釋配合綜合地質分析,改進了瞬變電磁探測方法。該研究在實驗中通過對不同地電參數如電阻率、電導率等的測量,提取地下巖石和礦體的電學特性,進而推斷單斜構造、斷層、巖溶裂隙、富水層等隱蔽致災因素的存在和分布。結果表明,該探查方法具有更高的探測精度和可靠性,為制定礦井工程設計和開展礦區災害防治提供了重要的數據參考和技術支撐,還在實踐上提高了探查精度和可靠性,為礦區隱蔽致災因素探查提供了一種新的方法和思路。

1 井田地質水文概況

龍鳳井田位于原西南三省煤炭資源遠景調查時劃分的金沙煤田中北部,其區域范圍包括整個金沙煤田,如圖1所示。其總體地勢呈北西高,南東低,最高海拔值為+1 628.3 m,最低海拔值為+980.2 m,最大相對高差數值為648.1 m,多數分布在+1 100～+1 350 m區間,相對高差數值區間在100～300 m。含煤12～15層,其中9、12煤較穩定。勘探階段在井田內共施工了鉆孔55個,共完成鉆探工程量19 798.17 m(其中水文孔2個,工程量467.01 m),原煤硫分(質量分數)平均值超過3%(12煤層),查明的和潛在的煤炭資源量18 341萬t。主采12煤層,上部直接充水含水層包括龍潭組裂隙含水層、茅口組灰巖巖溶裂隙含水層。其中,后者的厚度大,水壓較高,富水性較強,以煤層底板進水為主,有待礦井生產過程中進一步對茅口灰巖水文地質研究工作。

2 改進型瞬變電磁法視電阻率反演

2.1 瞬變電磁法原理

電磁感應相關定律是瞬變電磁法工作基本原理[7,18],圖2為瞬變電磁法(TEM)探測理論示意圖。研究結果表明,感應電流呈環帶分布,渦流場極大值以錐形斜面形態向下、向外移動(如圖3),強度逐漸減弱。

圖3 瞬變電磁法探測示意圖[19]Fig.3 Detection schematic diagram of Transient Electromagnetic Method (TEM)

實測瞬變電磁法實質是地層中不同電性的動態反應[11],在原始曲線或原始視電阻率斷面圖縱向上只能看出多套地層的綜合電性變化趨勢,而要通過實測資料解譯出真實地層或最接近真實地層及地質異常體的分布情況,就需要對實測資料進行反演計算,從而推譯出地下地層及地質異常體的地電結構及電性參數。

2.2 瞬變電磁法反演技術參數選擇試驗

考慮探測區的實際條件以及對斷層的電性響應特征。本次試驗工作主要進行了參數選擇試驗,即通過一定數量的點試驗,為本區后續數據采集工作選擇合適的采集參數。試驗內容包括一致性試驗、穩定性試驗、參數試驗、高壓線影響范圍試驗、方法有效性試驗。

2.2.1一致性及穩定性試驗

利用均方相對誤差來衡量三臺接收機儀器的一致性。利用三臺儀器同時在L1線1 420點進行野外數據采集,通過計算得出的均方相對誤差分別為±0.020 68、±0.019 58、±0.025 31,說明3臺瞬變電磁儀的施工區間一致性良好,數據達到要求。隨機抽取某一測點即1400線2320點的野外記錄,通過計算3臺儀器所得的均方相對誤差分別為±0.013 97、±0.023 2、±0.016 42,滿足規范要求的精度范圍(±0.05),說明所選3臺瞬變電磁儀的穩定性良好。

2.2.2敏感性參數試驗

1)電流。發射線框為3 m×3 m,進行4次疊加試驗,發射電流為900 A和1 000 A,其勘探深度達到800 m,可以達到目的任務的要求深度。通過對比可見(圖4),發射電流1 000 A曲線衰減較為圓滑,抗干擾能力強,且有效道數為22道;而發射電流900 A有效道數為18道,抗干擾能力弱,曲線衰減晚期尾部有畸變,圓滑程度較差。為此,本次工作選取發射電流1 000 A作為本次的工作參數。

(a) 1 000 A

(b) 900 A

2)供電次數試驗。本次瞬變電磁工作前選取常用儀器供電次數2、4和8次在試驗段進行試驗工作。如圖5,通過試驗發射電流衰減曲線圖可以看出,儀器供電2次曲線較紊亂,數據質量相對較差;儀器供電4次曲線早期道較圓滑,但晚期道相對較亂,數據質量中等;儀器供電8次曲線,曲線較圓滑,數據質量較好。因此,本次物探工作采用儀器供電8次測量。

(a) 2次

(b) 4次

(c) 8次

3)發射線框試驗。發射框為2 m×2 m的衰減曲線互感強烈,發射框為3 m×3 m的衰減曲線能有效壓制干擾,互感較小,因此選擇發射框為3 m×3 m。

2.2.3高壓線的影響范圍

測區內存在數條20 kV高壓線,圖6(a)、(b)、(c)距離20 kV 高壓線40 m、20 m、0 m范圍衰減曲線圖,圖中衰減曲線顯示,當測點距高壓線的距離大于40 m時,20 kV高壓線對探測數據無影響。

考慮各種干擾因素的影響,最終確定適合本區的施工裝置與參數為:TEM法重疊回線裝置,供電電流選擇1 000 A,發射線框3 m×3 m。位于高壓線正下方的測點,測點進行適當偏移,使采集位置遠離高壓線20 m以上。

(a) 40 m

(b) 20 m

(c) 0 m

2.3 瞬變電磁視電阻率解釋方法

2.3.1視電阻率異常劃分方法

2.3.2視電阻率解釋方法

1)人工解釋與計算機解釋相結合。在地質勘探中,人工解釋是勘探工作的第一道關口。通過對主干剖面的解釋,可以確定地質層位輪廓,繪制出地層中構造以及地層特征形態,以此作為后續工作的重要基礎,為接下來的人機聯作以及精細化解析打下基礎。對于電磁法數據解析過程中,人機操作交互解釋系統具有特殊的優越性,在采用人機界面對電磁數據進行精細解釋的同時,還可以提高對解析數據的分辨率。人機聯作精細解釋成為了地質勘探中不可或缺的工具。

2)垂直斷面與水平/順層切片解釋相結合。深度-電阻率斷面圖是地質勘探中的基礎圖件,它在兩個主方向(橫向與縱向)直接反映出探測區域電性變化特征,可對探測地質體進行區域劃分、深度確定、異常區域圈定。再結合已探明的地層數據,例如斷層、巖溶、裂隙含水層地質體,將其附加到深度-電阻率斷面圖,構建一個可以直觀對的數據圖,進而綜合研判視電阻率解析圖是否可以直觀反映出地質現象的特征。

3)電性解釋與綜合地質分析相結合。基于目前探測技術水平與手段的限制,勘探數據不可避免存在一定的片面性與局限性,面對這種境況,需要融合多種方法對探測數據開展綜合處理。以電磁法探測的電阻率為基礎,對電磁電阻率同鉆探揭示的地層數據進行處理和分析,同時配合地質統計、數理統計等多種理論處理方法,從電阻率圖中剔除低可信數據,提取可靠度較高的地層數據,進而構建特征地質體的數學地質模型,分析探測區域地層、構造、斷層的地質體變化規律,從而再一次與電磁法勘探成果進行分析對比,進一步實現對探測數據的細化,獲得可信度更高的電磁勘探結果,進一步提升電阻率圖的精度與可靠性,以確保得出的結果符合實際地質規律。

2.4 方法有效性試驗

通過試驗,了解本區的正常地層的電性特征以及構造的反映情況,推斷巖層富水的電性特征。在前期選定的施工參數前提下,根據試驗目的選擇L55線作為試驗測線。該測線位于37勘探線附近,穿過3705以及3715鉆孔。

3705鉆孔位于L55線2 980 m位置,該鉆孔深305.85 m,鉆孔揭露F14。標高1 075～1 218 m為玉龍山段灰巖,標高1 062～1 075 m為沙堡灣段泥巖、粉砂質泥巖、鈣質泥巖,標高1 040～1 062 m為長興組石灰巖,標高924～1 040 m為龍潭組煤系地層,標高924 m揭露茅口組灰巖頂板。

圖7斷面(L55線)圖可以看出,在標高1070以淺,為第四系及玉龍山段,視電阻率呈現相對低阻;在標高1 040～1 200 m,隨著深度增加(巖層位于長興組灰巖、沙堡灣泥巖)視電阻率逐漸增大。在F14斷層,位于樁號2 960～3 200 m,視電阻率變化幅度較大,視電阻率數據結果與鉆孔探明的地層特征數據基本一致。

圖7 L55線視電阻率斷面圖Fig.7 Section view of L55 apparent resistivity

3 礦區水文地質特征參數反演

3.1 測點布置與勘探工作量

本次勘查測區范圍8.7 km2,采用瞬變電磁法進行勘查,測線南北向布置,設計測點11 080個,部分區域由于坡度較大,全區共完成測點10 124個。另外布置320個檢測點,共計勘探點10 372個,詳見勘探測點布置圖8所示。

圖8 勘探測點布置圖Fig.8 Layout of survey points

每天正式測量之前,作業員均到已知點進行儀器檢核,當儀器測量坐標不超限時,才正式開始作業。為檢核GPS作業的可靠性,進行同精度檢核測點,施工檢查點387個,外業檢核率為3.49%。檢核使用儀器及測量方法與作業時相同。檢測結果為:點位平面位置中誤差=±0.57m,高程中誤差=±0.23m,計算公式如下:

(1)

式中:hm為中誤差,m;Δhσ為檢查值與原始值之差,m;n為檢查點總數。

本次測地工作采用參數與前人工作一致,儀器自身精度及外業核檢精度滿足要求,測點位置放樣準確無誤。

3.2 數據處理流程

數據處理流程如圖9所示。基于改進型瞬變電磁法應用的是一維反演處理技術,此技術較為成熟,探測結果可靠性高,采用配套的探測數據處理軟件處理數據,進而實現反演解釋。經過資料處理可獲得全區的以電性參數為主的三維數據體,生成沿測線方向的(視)電阻率斷面圖73條,并結合地質資料提取了不同目的層的順層切片2個。

3.3 電阻率垂直斷面演變特征

各測線電阻率斷面圖反映了在測線位置地質體橫向上和垂向上的電性分布特征,根據電阻率等值線或色譜的形態、規模、變化特征及數值的大小,可以推斷地質體或異常的形態、性質等,是研究地層的電性特征及富水性的主要條件之一。結合已知資料,在斷面圖中標繪出茅口組頂界面及斷層等,結合電阻率數據間距以及梯度變化,對構造、斷層以及含水地質體進行解析。

圖9 瞬變電磁資料處理流程Fig.9 Data processing flowchart of transient electromagnetic method

3.3.1單斜構造在視電阻率斷面圖中的定量表征

從圖10斷面(L57線)圖可以看出,視電阻率從上至下,依次為“低-高-低-高”的趨勢,依次反映三疊系夜郎組、二疊系長興組、龍潭組以及二疊系下統茅口組的電性反映。從小號往大號方向電阻率等值線整體趨勢逐漸變淺,傾向小號,即地層由左到右逐步上升,傾向南。

從圖11斷面(L45線)圖可以看出,視電阻率從上至下,依次為“低-高-低-高”的趨勢,依次反映三疊系夜郎組、二疊系長興組、龍潭組以及二疊系下統茅口組的電性反映。從小號往大號方向電阻率等值線整體趨勢逐漸變淺,傾向小號,即地層由左到右逐步上升,傾向南。

3.3.2斷層構造在視電阻率斷面中的定量表征

從圖12斷面(L52線)圖可以看出,視電阻率從上至下,依次為“低-高-低-高”的趨勢,依次反映三疊系夜郎組、二疊系長興組、龍潭組以及二疊系下統茅口組的電性反映。

在標高1 000 m以上,視電阻率數值相對較低,呈現相對低阻,結合資料為第四系及夜郎組的電性反映;在標高920～1 160 m,視電阻率呈現相對高阻,為長興組及龍潭組的電性反映;在標高920 m,為茅口組灰巖的電性反映。其中在標高為900 m附近,視電阻率整體呈現相對低阻,為茅口灰巖相對富水的電性反映。

在樁號3 680～3 760 m,在標高1 000～1 100 m范圍內,視電阻率表現出幅度較大,結合已探明地層數據,推斷該處為F15斷層引發的電阻異常。該斷層在該線的反映為:傾角70°左右,落差3 m,傾向小號,發育于T1y、P3c、P3l地層; 在樁號4 440～4 560 m,在標高1 040～1 200 m范圍內,視電阻率表現出幅度較大,結合已探明地層數據,推斷該處為F16斷層引發的電阻異常。該斷層在該線的反映為:傾角70°左右,落差3 m,傾向小號,發育于T1y、P3c、P3l地層。

從圖13斷面(L15線)圖可以看出,視電阻率從上至下,依次為“低-高-低-高”的趨勢,依次反映三疊系夜郎組、二疊系長興組、龍潭組以及二疊系下統茅口組的電性反映。

在標高1 000 m以上,視電阻率數值相對較低,在標高1 000 m以上,視電阻率呈現相對低阻,結合資料為第四系及夜郎組的電性反映;在標高920～1 160 m,視電阻率呈現相對高阻,為長興組及龍潭組的電性反映;在標高920 m,為茅口組灰巖的電性反映。其中在標高為900 m附近,視電阻率整體呈現相對低阻,位于水位附近巖層充水的電性反映。

在樁號3 120～3 200 m,標高1 000～1 200 m,視電阻率表現出幅度較大,結合已探明地層數據,推斷該處為F10斷層(傾角70°左右,落差5 m,傾向大號,發育于T1y、P3c、P3l、P2m地層)引發的電阻異常。并于多個落水洞存在水利聯系;在樁號3 120～3 200 m,標高1 000～1 200 m,視電阻率表現出幅度較大,結合已探明地層數據,推斷該處為F10斷層引發的電阻異常。

圖13 L15線視電阻率斷面圖Fig.13 Section view of L15 apparent resistivity

3.3.3巖溶裂隙在視電阻率斷面中的定量表征

從圖14斷面(L20線)圖可以看出,視電阻率從上至下,依次為“低-高-低-高”的趨勢,依次反映三疊系夜郎組、二疊系長興組、龍潭組以及二疊系下統茅口組的電性反映。

圖14 L20線視電阻率斷面圖Fig.14 Section view of L20 apparent resistivity

在標高1 000 m以上,視電阻率數值相對較低,結合資料為第四系及夜郎組的電性反映;在標高940 m～1 160 m,視電阻率呈現相對高阻,為長興組及龍潭組的電性反映;在標高940 m,為茅口組灰巖的電性反映。其中在標高為900 m附近,視電阻率整體呈現相對低阻,為地下巖層富水的電性反映。

在標高600～850 m,樁號1 400～1 700 m,存在一條視電阻率低阻條帶,發育于P3c、P3l、P2m地層,推斷為裂隙帶充水或充泥的電性反映;在標高600～1 100 m,樁號2 100～2 300 m,存在一條視電阻率低阻條帶,發育于T1y、P3c、P3l、P2m地層,推斷為裂隙帶帶充水或充泥的電性反映;在標高800～1 000 m,樁號2 900～3 650 m,存在一條視電阻率低阻條帶,發育于P2m地層,推斷為巖溶充水或充泥的電性反映;在標高700～1 000 m,樁號3 800～4 720 m,存在一條視電阻率低阻條帶,發育于P2m地層,推斷為巖溶充水或充泥的電性反映。

從圖15斷面(L72線)圖可以看出,視電阻率從上至下,依次為“低-高-低-高”的趨勢,依次反映三疊系夜郎組、二疊系長興組、龍潭組以及二疊系下統茅口組的電性反映。

圖15 L72線視電阻率斷面圖Fig.15 Section view of L72 apparent resistivity

在標高850～950 m,樁號3 100～3 200 m,存在一條視電阻率低阻條帶,發育于P3l、P2m地層,推斷為裂隙帶充水或充泥的電性反映;在標高900～1 000 m,樁號3 400～3 500 m,存在一條視電阻率低阻條帶,發育于P3l、P2m地層,推斷為裂隙帶帶充水或充泥的電性反映。

4 探測區內富水性評價

根據電阻率斷面圖和順層切片圖中電阻率等值線(色譜)的反映形態、范圍大小、阻值,結合地震地質資料,確定垂直斷面富水性分類原則。

4.1 富水性分類原則

A類富水區:所反映的富水體含水性相對較豐富,為相對強富水區,一般具備下列條件:電阻率較低,并且等值線梯度變化劇烈,異常區域數值的幅度大;異常區域的范圍相對較大;連通性好,有豐富的補給來源或地質上認為有利于富水的地段。

C類富水區:所反映的富水體含水性相對較弱,為相對弱富水區,一般阻值相對較高的低阻異常,等值線相對較為平緩或范圍較小。

B類富水區:介于A類富水區和C類富水區之間。

4.2 巖層富水性評價

4.2.1茅口組灰巖頂界面富水區

A類異常為茅口組灰巖頂界面的強富水區,視電阻率順層切片圖(圖16)表明,該類異常均呈橢圓狀或條帶狀展布,以A1-A16標記,結合水文條件探明數據,此區域巖溶裂隙發育,承壓水,富水性強。該類異常總面積約為1 099 600 m2。各個異常區詳見表1。

B類異常為茅口組灰巖頂界面的中等富水區,視電阻率順層切片圖結果表明,該類異常均呈橢圓狀或條帶狀展布,以B1～B10標記,一般位于A類富水區的外圍,面積約為1 994 200 m2。

其余為C類富水區。

圖16 視電阻率順層切片圖及富水性分布圖Fig.16 Apparent resistivity slices along coal seam and water-richness distribution map

表1 頂界面強富水區區塊統計Table 1 Water-rich zones at the top interface

續表1

4.2.2茅口組灰巖頂界面下20 m富水區

A類異常為茅口組灰巖頂界面下20 m的強富水區,視電阻率順層切片圖(圖17)表明,該類異常均呈橢圓狀或條帶狀展布,以A1-A13標記,結合水文條件探明數據,此區域巖溶裂隙發育,承壓水、富水性強。該類異常總面積約為556 600 m2。各個異常區詳見表2所示。

圖17 視電阻率順層切片圖及富水性分布圖Fig.17 Apparent resistivity slices along coal seam and water-richness distribution map

B類異常為茅口組灰巖頂界面的中等富水區,視電阻率順層切片圖探測結果表明,該類異常均呈橢圓狀或條帶狀展布,以B1～B10標記,一般位于A類富水區的外圍,面積約為1 845 700 m2。

其余為C類富水區。

表2 頂界面下20 m強富水區區塊統計Table 2 Statistics of water-rich zones at 20 m below the top interface

續表2

4.2.3長興組底板面富水區

視電阻率斷面(圖18)結果表明:測區南部視電阻率呈現相對低阻,受地下水沖刷,易形成巖溶發育區。

A類異常為長興組底板的強富水區,視電阻率順層切片圖結果表明,該類異常均呈橢圓狀或條帶狀展布,以A1標記,結合水文條件探明數據,此區域巖溶裂隙發育,承壓水,富水性強,該類異常總面積約為141 900 m2。

B類異常為長興組底板的中等富水區,視電阻率順層切片圖結果表明,該類異常主要呈現中電阻率,局部呈現低阻反映,主要呈橢圓狀或條帶狀展布,以B1-B18標記,面積約為1 211 100 m2。

其余為C類富水區。

圖18 長興組底板視電阻率順層切片圖及富水性分布圖Fig.18 Apparent resistivity slices along coal seam and water-richness distribution map of floor in Changxing formation

4.2.4玉龍山組底板富水區

A類異常為長興組底板的強富水區,視電阻率順層切片圖(圖18)結果表明,該類異常均呈橢圓狀或條帶狀展布,以A1標記,結合水文條件探明數據,此區域巖溶裂隙發育,承壓水,富水性強,該類異常總面積約為546 800 m2。各個異常區詳見表3。

B類異常為長興組底板的中等富水區,從該層位視電阻率順層切片圖來看,該類異常主要呈現中電阻率,局部呈現低阻反映,主要呈橢圓狀或條帶狀展布,以B1～B18標記,面積約為811 300 m2。

其余為C類富水區。

表3 玉龍山組底板強富水區區塊統計Table 3 Statistics of water-rich zones at the floor in Yulongshan formation

4.2.5垂向水力聯系

玉龍山段巖層與長興組巖層之間間距在10.10～21.11 m,平均13.73 m,受電磁法體積效應的影響,兩個層位富水區位置范圍差異較小,如圖19所示。故本次主要考慮長興組與茅口組灰巖的水力聯系。

圖19 玉龍山組底板視電阻率順層切片圖及富水性分布圖Fig.19 Apparent resistivity slices along coal seam and water-richness distribution map of floor in Yulongshan formation

長興組B1富水區通過裂隙與茅口組灰巖A1、B1富水區發生水力聯系;長興組A1富水區與茅口組灰巖B2富水區通過存在一定的水力聯系;長興組B4富水區通過裂隙與茅口組灰巖頂界面A6富水區發生水力聯系;長興組B3富水區通過裂隙與茅口組灰巖頂界面B3富水區發生水力聯系;長興組B6、B7、B9、B11富水區通過裂隙與茅口組灰巖頂界面B4富水區發生水力聯系;長興組B5富水區通過裂隙與茅口組灰巖頂界面B5富水區發生水力聯系;長興組B12、B13富水區通過裂隙與茅口組灰巖頂界面B6富水區發生水力聯系;長興組B15富水區通過裂隙與茅口組灰巖頂界面B10、B8富水區存在一定的補給;長興組B14富水區通過裂隙與茅口組灰巖頂界面B9富水區存在一定的補給。

4.2.6富水性綜合探測結果

結合玉龍山組、長興組、茅口組頂界面、茅口組頂界面下20 m四層視電阻率順層切片圖綜合分析,全區共分為11個強富水隱患區,分別標記為Ⅰ1-Ⅰ11,Ⅰ1位于測區的西南,包含玉龍山組、長興組、茅口組頂界面富水區各2個,面積約為843 200 m2;Ⅰ2位于測區的東南,包含玉龍山組、長興組、茅口組頂界面富水區各1個,面積約為637 100 m2;Ⅰ3位于測區的中西部,包含長興組、茅口組頂界面富水區各1個,面積約為253 000 m2;Ⅰ4位于測區的中部,包含長興組富水區3個、茅口組頂界面富水區1個,面積約為870 000 m2;Ⅰ5位于測區的中東部,包含玉龍山組富水區1個,長興組富水區3個、茅口組頂界面富水區1個,面積約為283 600 m2;Ⅰ6位于測區的西北部,包含長興組富水區1個,面積約為151 400 m2;Ⅰ7位于測區的西北部,包含玉龍山組、長興組、茅口組頂界面富水區各1個,面積約為158 700 m2;Ⅰ8位于測區的北部,包含玉龍山組、長興組富水區各1個、茅口組頂界面富水區1個,面積約為245 000 m2;Ⅰ9位于測區的北東部,包含玉龍山組、長興組富水區各1個,面積約為61 800 m2;Ⅰ10位于測區的北部,包含玉龍山組、長興組富水區各1個,面積約為15 900 m2;Ⅰ11位于測區的北東部,包含玉龍山組、長興組富水區各1個,面積約為15 700 m2;其余位置為弱富水隱患區。

5 結論

1)開展了瞬變電磁法反演技術參數選擇試驗,確定了敏感性參數指標,提出人工解釋與計算機解釋相結合、垂直斷面與水平/順層切片解釋相結合、電性解釋與綜合地質分析相結合的視電阻率解釋方法,視電阻率斷面圖與鉆孔揭露基本一致,驗證了該方法的有效性。

2)基于改進型瞬變電磁法視電阻率反演技術,在視電阻率斷面圖中單斜構造、斷層區域視電阻率等值線梯度變化較大,巖溶裂隙富水區處在電阻率低阻條帶,解釋了地層結構、斷裂構造及巖溶裂隙賦水特征,實現了對單斜構造、F10、F15、F16斷層、裂隙帶充水(充泥)隱蔽致災因素精準定位。

3)應用改進型瞬變電磁法視電阻率反演技術,解析了玉龍山組、長興組、茅口組頂界面、茅口組頂界面下20 m 4層視電阻率順層切片演化特征,明確了A類富水區、B類富水區與C類富水區分布規律,闡明了垂向水力聯系,最終綜合研判出11個強富水隱患區。