各种电法勘探方法的特点与应用探讨

摘要：电法勘探技术是依据地壳中的矿体及岩石在电化学性、介电性、导磁性、导电性等差异，利用对电化学场或电磁场的时间特性及空间分布规律进行研究与分析，从而对地质构造进行勘察以及寻找出矿产的物探方法。文章主要分析了電法勘探方法的特点，并分析了各种电法勘探方法的应用。

关键词：电法勘探；特点；应用

电法勘探主要依据的条件就是地下岩层的电学性质差异，对岩石导电性进行研究对于了解电法勘探原理较为有利。在实际的勘探工作中，应当依据地质任务的地电条件，科学选择方法充分发挥优势，通过多种方法的综合应用，达到最佳的勘探效果。

1.煤矿电法勘探方法的主要特征分析

1.1 电阻率法的主要特点

电阻率法的相关理论较为完善，并且技术较为成熟，但在资料解释方面则相对比较简单。电阻率法是一种体积勘探的方法，该方法对于浅层地质异常体有着较强的分辨能力，然而一旦勘探深度在不断增加的话，那么其分辨率就会逐渐下降；电阻率法对于低阻、高阻地质异常体的反映均良好，但是浅部高阻屏蔽可能对其产生较大的影响，在地表干燥地区工作并不具备优势；[1]电阻率法通过对供电极距离的提升来使勘探深度得以提高，但由于受到地形的影响较大，其在复杂地形矿区的勘探工作并不适合，并且其有着较大的劳动强度，生产效率相对也并不算高。

1.2 瞬变电磁法主要特点

对断电后的纯二次场进行观测，能有效克服一次场补偿等复杂问题，地形方面因素对该技术的影响并不大；单脉冲激发可以得到多信息的顺变电场衰减曲线，利用多次叠加及加大发射功率，能有效提升信噪比，从而加强勘查的深度。此外，通过不接地回线装置的应用，能使其在不同地形环境下的野外工作就较为适合，特别是采用直流电法难以开展施工作业 的沙漠干旱区域。由于瞬变电磁法探测的深度受到仪器与电阻率的采样时间等因素的影响，可以通过仪器采样时间与发送功率的调节，从实现对探测区域的控制。[2]不仅如此，瞬变电磁法还能利用多种装置方式来提升纵向与横向的分辨能力，其对于发送回线的点位、方位以及现状并没有太高的要求，并且测地工作简单，可以通过流水作业来提高效率；在低阻围岩区域工作时，由于需要进行多道观测，早期场地形影响分辨起来较为容易。

1.3 CSAMT法的主要特点

相比于直流电法勘探法，CSAMT法可以在干扰较强的区域及外围进行工作，通过改变频率但不改变几何尺寸进行电测探，可以有效提高工作效率，缓解工作人员的劳动强度。此外，通过接收频点的增加及整条断面反演的应用，在一定程度上提升了分辨能力。地形对其的影响相对来说要小一些，可以将这方面的影响降到最低。该方法采用变电磁场，可以穿透高阻层，对于一些难以采用直流电法探测的高阻薄层之下的地质体，通过这一方法则可以取得良好的效果。然而CSAMT法也存在一定的局限性，其在近场区可能会发生近场效应，而且其还可能存在静态效应。

2.煤矿电法勘探方法的应用分析

电法勘探方法在煤矿中的应用非常广泛，其主要负责勘查煤炭资源等方面的地质任务：第一，对煤系地层、储煤构造以及含煤盆地等分布区域的圈定，从而提供出煤系上覆或新生界的地层厚度，以及提供煤系埋藏深度与基地起伏等情况；第二，对落差较大或褶曲的断层位置进行有效的控制；[3]第三，在薄覆盖区对隐伏煤层露头的位置进行追踪；第四，对自燃煤层正在燃烧的边界、范围或火烧区进行圈定。

当前，电法勘探方法逐渐从以往的找煤工作角色过渡到煤矿的安全生产与高效生产方面，负责进行水文地质、煤矿地质上的主要地质任务。第一，对工作区域的形态构造进行勘探，以及对褶皱、断层等地质构造的产状进行勘探，从而对地质构造的布展与延展方向进行追踪，为研究水文地质问题及划分水文地质单元提供科学的地质材料；第二，对矿区隔水层与含水层的产状、层厚以及埋深等情况进行勘探；第三，对采区主要的控水构造以及裂隙、岩溶发育带等所在位置进行探明，同时评价其富水性；第四，对采煤下作面顶、掘进巷道前方隐伏的含水体与导水通道位置进行探明；[4]第五，对老窑采空区进行探明，从而进一步确认采空区的积水情况；第六，开展防治水工程质量的评估，例如检测注浆效果等。

为了充分提高电法勘探的效率与精度，在采区进行三维地震勘探时应当采用水文电法勘探方法，其能够有效提升水文勘探的准确性与安全性。主要煤矿电法勘探方法的应用如下：第一，直流电法通常应用在深度<500m的浅部水文勘探地带，如采空区、岩溶、断层裂隙带以及覆盖层厚度等；[5]第二，瞬变电磁探测法主要应用在深度<1km的中深部水文勘探地带，如采空区、断层裂隙带、砂岩富水区以及岩溶裂隙等；第三，CSAMT法主要应用在深度在1.5km左右的中深部水文勘探，如低热、砂岩富水区、岩溶裂隙以及断层裂隙带等。

结语

电法勘探方法依据电磁场时间特性可以分为脉冲瞬变场法、直流电法以及CSAMT法等。不同的电法勘探方法有着不同的特点与应用层面，因而只要针对具体的煤矿问题具体分析，选择科学的电法勘探方法或综合应用不同的方法，才能获得最准确、最可靠的勘探结果。

参考文献：

[1]方仁培，李祥征.浅析金属矿电法勘探技术的应用与发展[J].中国城市经济，2010，05：13-15.

[2]曹静，吴灿灿，李雪，刘浩，王芳，张功瑾.浅谈几种常用电法勘探的原理及优点[J].科技资讯，2009，18：37.

[3]刘英，姜文龙，陶飞.不同电法勘探方法在探测采空区等地质体中的比较[J].山东煤炭科技，2009，05：80-82.

[4]宋劲.煤矿冲刷带探测中的高密度电法勘探方法[J].河南理工大学学报（自然科学版），2014，04：441-446.

[5]刘艳红.综合电法勘探技术在野外工作中的应用[J].工程地质计算机应用，2011，01：8-11.

作者简介：王斌（1988.09—），男，汉，甘肃，本科，研究方向：地球物理（物探）； 职称：助理工程师；职务：技术员。