综合物探在探查过水通道中的应用

司 银 女

(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710000)



综合物探在探查过水通道中的应用

司 银 女

(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710000)

采用瞬变电磁法和高密度电法相结合的综合物探技术，探测了鄂尔多斯高原东部某煤矿的过水通道，并根据物探成果资料进行了打钻验证，说明了综合物探结果的可靠性。

煤矿，过水通道，瞬变电磁法，高密度电法

0 引言

本次勘探的测区位于鄂尔多斯高原之东部，相邻煤矿可能存在越界开采且主采煤层已经回采，附近的露天开采矿坑、采空区可能存在大量积水，这些积水可通过小窑巷道或其他可能通道溃入到本矿井，这给本矿的安全回采造成了巨大的水灾隐患。因此，在2-2煤回采之前，拟采用适当的物探技术探查横穿该煤矿部分边界2-2煤附近的过水通道，为堵截、治理工程提供参考资料。

1 测区概况及方法选择

本次电法探测区域内所涉及的地层由老至新主要为：三叠系延长组(T3y)、侏罗系延安组(J1-2y)、侏罗系直罗组(J2z)、侏罗系—白垩系志丹群(J3-k1zh)、第三系上新统(N2)和第四系(Q)。总结地层电性特征并结合井田内水文孔测井曲线分析，浅部第四系的风积沙呈高阻电性特征，第三系主要由泥岩和砂质泥岩组成，总体上呈低阻电性特征；中部侏罗系延安组地层岩性主要为细砂岩、粉砂岩及深灰色砂质泥岩，次为灰白色中、粗粒砂岩和黑色泥岩及煤层组成，总体呈中等电阻电性特征，向下电性又呈减小的趋势特征。

针对本工程的特点与技术条件，在井田的南部及东南部边界共5 700 m区段内以高密度电法和瞬变电磁法相结合的综合物探进行探查。主要依据如下：

1)高密度电法是探查巷道、岩溶洞穴等局部异常体的专项技术，在条件允许时，首选该技术；2)高密度技术在探查时，对地形有一定的要求，本次探测区域部分地形不宜采用高密度电法，因此我们选择对水体敏感的瞬变电磁法作为对高密度电法的印证和补充，来共同完成本次任务。

2 仪器及参数选择

2.1 瞬变电磁法

本次野外施工选用加拿大凤凰公司生产的V-8多功能电磁仪，该仪器是目前最为先进的瞬变电磁法数据采集仪器，它是一种智能化程度较高的便携式探测仪，其主要优点为抗干扰能力强，操作简便灵活，该仪器的主要指标为：

该仪器的特点：

1)多功能多种方法观测：该仪器可以进行CSAMT，SIP，Phase I.P，Resistivity，Time Domain I.P，Frequence Domain E.M等多种方法观测。

2)发射机直流电压最高可至144 V满足大电流大深度探测，接收和发射采用GPS同步，接收采用无线radio进行，叠加次数采用智能化进行调整，这样可以有效的屏蔽人文电磁干扰，仪器配套高精度水平中心探头接收，仪器大窗口显示为LCD实时显示，显示电压衰减曲线和视电阻率曲线，数据存储通讯及预处理功能。

2.2 高密度电法

本次高密度电法资料采集使用重庆奔腾数控技术研究所研制的WDJD-3型多功能数字直流激电仪。它包括测量系统和转换开关系统，技术指标如下：

1)WDJD-3型多功能数字直流激电仪。

接收部分：测量精度：10 mV时0.5%的误差；电流通道：5 A；测量精度：10 mA时0.5%误差；对50 Hz工频干扰、共模干扰与差模干扰压制优于80 dB；输入阻抗：50 MΩ。

发射部分：最大供电电压900 V，做高密度电法时最高允许电压450 V；最大供电电流5 A。

其他：工作温度：-10 ℃～+50 ℃；体积：310 cm×210 cm×210 cm；重量：3 kg。

2)WDZJ-3多路电极转换器。

转换电极数：60路；绝缘性能：500 MΩ；最大工作电压：450 V；最大工作电流：5 A。

工作温度：-10 ℃～+50 ℃。

3 资料分析

图1为测区内一条测线瞬变电磁视电阻率断面图，图2为沿图1瞬变电磁测线位置布设的高密度测线断面图。

纵向上，各地层呈现清晰、稳定的沉积层序，在断面图中，也整体呈现“低—高—低”的电性特征，即上部视电阻率值稍低，向下视电阻率值升高，再向下视电阻率值又降低。由于该测线基本沿河道布设，这种视电阻率值变化规律分别对应新近系的泥岩、砂质泥岩、直罗组砂岩与延安组煤层、延安组泥岩与粉细砂岩，与探测区内地层电性分布规律吻合。

横向上，断面图中的低阻异常反映比较明显，在瞬变电磁断面图中，低阻异常区位于44-68测点区段，在高密度测线断面图中，低阻异常区位于47-66测点区段，两种探测方法所反映的异常区段基本吻合，异常编号为1异常区。异常垂向上大致分布于2-2煤层顶板附近地层，推断该异常为2-2煤顶板相对富水所致，但根据已知资料，异常区附近为相邻煤矿2-2煤采空区，因此并不能排除由采空区(巷道)积水引起，从而有可能形成过水通道。

根据电法成果反映的形态，在断面图中圈出了可能的过水通道，即推断过水通道1-1和推断过水通道1-2。具体位置如图1所示。

4 验证情况

本次勘探成果在后期的钻探中得到了验证，根据物探成果资料，甲方分别在50号测点、64号测点和72号测点附近进行打钻验证。50号测点和64号测点附近钻探过程中均在1 060附近出现掉钻、涌水等采空区特征；在72号测点附近钻探过程中未出现明显的涌水现象。本次勘探结果在后期钻探过程中得到了较好的验证。

5 结语

1)在地球物理勘探过程中，可以选择多种物探方法进行互相印证，通过综合分析，得出更为可靠的结果。

2)选择合理的施工参数和处理解释方法，结合已知地质资料，采用综合电法勘探探测过水通道是可行的。

3)本次探测过水通道主要是探测采空区引起矿区边界导水通道，由于采空区分为积水和不积水两种，因此，探查此类过水通道，不仅探查低阻异常区，同时要探查高阻异常区。

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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

司银女(1981- )，女，硕士，工程师

P631

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