基于改进型瞬变电磁法的矿区隐蔽致灾因素探查研究

安守学,高 超,秦胜君

(北京探创资源科技有限公司,北京 110000)

矿区隐蔽致灾因素是指在矿区地质条件中可能引发危害的各种因素,诸如单斜构造、断层、岩溶裂隙和富水层等[1-3]。这些因素会直接影响地下矿井的稳定性和工作环境的安全,进而对矿区的正常生产和人员的生命安全造成重大威胁[4]。当前,中国的煤矿采掘处于深度开采和高压采煤阶段,煤矿事故随时可能发生。如何有效应对矿区隐蔽致灾因素,发掘潜在危险并及时处置,对于煤矿井下安全高效生产具有重要意义[5-6]。因此,通过深入研究和检测单斜构造、断层、岩溶裂隙、富水层等各种因素的性质和分布规律,可以及时预警并预防矿难的发生。研究矿区隐蔽致灾因素探查对于加强矿区安全防范、规避风险、提高工作效益和经济效益有着重要意义[7]。瞬变电磁法已经被广泛应用于矿区隐蔽致灾因素的探查,前人在该领域进行了大量研究工作,包括单斜构造、断层、岩溶裂隙、富水层等方面[5,7-8]。通过瞬变电磁实验研究,发现单斜构造对瞬变电磁场的散射和吸收会引起强烈的响应特征,提出了基于瞬变电磁法的单斜构造探测技术[9]。同时,基于断层区域附近电磁场演变特征,可以定量地对断层的信息进行分析,从而实现断层探查[10]。利用瞬变电磁法还可以探查不同类型的岩溶裂隙和富水层[11]。虽然瞬变电磁法在工程实践领域应用较为广泛,但其仍存在着一些问题,如测量精度不高、数据解释困难等。围绕上述问题,对传统瞬变电磁法的探测深度、信号幅值和信噪比等方面进行了优化,以期提升探测效率与精度[12-13]。其次,利用非常规电磁传感器和高速数据采集技术,实现了数据实时记录和处理[14]。开发了基于机器学习和人工智能的数据智能分析和处理技术,以实现数据自动分析和预处理,提高解释和处理数据的能力[15-16]。此外,还通过现场实验和模拟实验对改进型瞬变电磁法进行了验证和评估,以验证其在矿区隐蔽致灾因素探查中的实际应用效果[17-18]。目前该技术仍面临着测量精度不高、解释和处理数据困难等问题,需要进一步深入研究和探究。本论文采用了一系列试验方法,包括一致性试验、稳定性试验、参数试验、高压线影响范围试验和方法有效性试验等,在探查方法方面,研究提出了用视电阻率解释方法,结合人工与计算机解释、垂直及水平/顺层切片解释、电性解释配合综合地质分析,改进了瞬变电磁探测方法。该研究在实验中通过对不同地电参数如电阻率、电导率等的测量,提取地下岩石和矿体的电学特性,进而推断单斜构造、断层、岩溶裂隙、富水层等隐蔽致灾因素的存在和分布。结果表明,该探查方法具有更高的探测精度和可靠性,为制定矿井工程设计和开展矿区灾害防治提供了重要的数据参考和技术支撑,还在实践上提高了探查精度和可靠性,为矿区隐蔽致灾因素探查提供了一种新的方法和思路。

1 井田地质水文概况

龙凤井田位于原西南三省煤炭资源远景调查时划分的金沙煤田中北部,其区域范围包括整个金沙煤田,如图1所示。其总体地势呈北西高,南东低,最高海拔值为+1 628.3 m,最低海拔值为+980.2 m,最大相对高差数值为648.1 m,多数分布在+1 100～+1 350 m区间,相对高差数值区间在100～300 m。含煤12～15层,其中9、12煤较稳定。勘探阶段在井田内共施工了钻孔55个,共完成钻探工程量19 798.17 m(其中水文孔2个,工程量467.01 m),原煤硫分(质量分数)平均值超过3%(12煤层),查明的和潜在的煤炭资源量18 341万t。主采12煤层,上部直接充水含水层包括龙潭组裂隙含水层、茅口组灰岩岩溶裂隙含水层。其中,后者的厚度大,水压较高,富水性较强,以煤层底板进水为主,有待矿井生产过程中进一步对茅口灰岩水文地质研究工作。

2 改进型瞬变电磁法视电阻率反演

2.1 瞬变电磁法原理

电磁感应相关定律是瞬变电磁法工作基本原理[7,18],图2为瞬变电磁法(TEM)探测理论示意图。研究结果表明,感应电流呈环带分布,涡流场极大值以锥形斜面形态向下、向外移动(如图3),强度逐渐减弱。

图3 瞬变电磁法探测示意图[19]Fig.3 Detection schematic diagram of Transient Electromagnetic Method (TEM)

实测瞬变电磁法实质是地层中不同电性的动态反应[11],在原始曲线或原始视电阻率断面图纵向上只能看出多套地层的综合电性变化趋势,而要通过实测资料解译出真实地层或最接近真实地层及地质异常体的分布情况,就需要对实测资料进行反演计算,从而推译出地下地层及地质异常体的地电结构及电性参数。

2.2 瞬变电磁法反演技术参数选择试验

考虑探测区的实际条件以及对断层的电性响应特征。本次试验工作主要进行了参数选择试验,即通过一定数量的点试验,为本区后续数据采集工作选择合适的采集参数。试验内容包括一致性试验、稳定性试验、参数试验、高压线影响范围试验、方法有效性试验。

2.2.1一致性及稳定性试验

利用均方相对误差来衡量三台接收机仪器的一致性。利用三台仪器同时在L1线1 420点进行野外数据采集,通过计算得出的均方相对误差分别为±0.020 68、±0.019 58、±0.025 31,说明3台瞬变电磁仪的施工区间一致性良好,数据达到要求。随机抽取某一测点即1400线2320点的野外记录,通过计算3台仪器所得的均方相对误差分别为±0.013 97、±0.023 2、±0.016 42,满足规范要求的精度范围(±0.05),说明所选3台瞬变电磁仪的稳定性良好。

2.2.2敏感性参数试验

1)电流。发射线框为3 m×3 m,进行4次叠加试验,发射电流为900 A和1 000 A,其勘探深度达到800 m,可以达到目的任务的要求深度。通过对比可见(图4),发射电流1 000 A曲线衰减较为圆滑,抗干扰能力强,且有效道数为22道;而发射电流900 A有效道数为18道,抗干扰能力弱,曲线衰减晚期尾部有畸变,圆滑程度较差。为此,本次工作选取发射电流1 000 A作为本次的工作参数。

(a) 1 000 A

(b) 900 A

2)供电次数试验。本次瞬变电磁工作前选取常用仪器供电次数2、4和8次在试验段进行试验工作。如图5,通过试验发射电流衰减曲线图可以看出,仪器供电2次曲线较紊乱,数据质量相对较差;仪器供电4次曲线早期道较圆滑,但晚期道相对较乱,数据质量中等;仪器供电8次曲线,曲线较圆滑,数据质量较好。因此,本次物探工作采用仪器供电8次测量。

(a) 2次

(b) 4次

(c) 8次

3)发射线框试验。发射框为2 m×2 m的衰减曲线互感强烈,发射框为3 m×3 m的衰减曲线能有效压制干扰,互感较小,因此选择发射框为3 m×3 m。

2.2.3高压线的影响范围

测区内存在数条20 kV高压线,图6(a)、(b)、(c)距离20 kV 高压线40 m、20 m、0 m范围衰减曲线图,图中衰减曲线显示,当测点距高压线的距离大于40 m时,20 kV高压线对探测数据无影响。

考虑各种干扰因素的影响,最终确定适合本区的施工装置与参数为:TEM法重叠回线装置,供电电流选择1 000 A,发射线框3 m×3 m。位于高压线正下方的测点,测点进行适当偏移,使采集位置远离高压线20 m以上。

(a) 40 m

(b) 20 m

(c) 0 m

2.3 瞬变电磁视电阻率解释方法

2.3.1视电阻率异常划分方法

2.3.2视电阻率解释方法

1)人工解释与计算机解释相结合。在地质勘探中,人工解释是勘探工作的第一道关口。通过对主干剖面的解释,可以确定地质层位轮廓,绘制出地层中构造以及地层特征形态,以此作为后续工作的重要基础,为接下来的人机联作以及精细化解析打下基础。对于电磁法数据解析过程中,人机操作交互解释系统具有特殊的优越性,在采用人机界面对电磁数据进行精细解释的同时,还可以提高对解析数据的分辨率。人机联作精细解释成为了地质勘探中不可或缺的工具。

2)垂直断面与水平/顺层切片解释相结合。深度-电阻率断面图是地质勘探中的基础图件,它在两个主方向(横向与纵向)直接反映出探测区域电性变化特征,可对探测地质体进行区域划分、深度确定、异常区域圈定。再结合已探明的地层数据,例如断层、岩溶、裂隙含水层地质体,将其附加到深度-电阻率断面图,构建一个可以直观对的数据图,进而综合研判视电阻率解析图是否可以直观反映出地质现象的特征。

3)电性解释与综合地质分析相结合。基于目前探测技术水平与手段的限制,勘探数据不可避免存在一定的片面性与局限性,面对这种境况,需要融合多种方法对探测数据开展综合处理。以电磁法探测的电阻率为基础,对电磁电阻率同钻探揭示的地层数据进行处理和分析,同时配合地质统计、数理统计等多种理论处理方法,从电阻率图中剔除低可信数据,提取可靠度较高的地层数据,进而构建特征地质体的数学地质模型,分析探测区域地层、构造、断层的地质体变化规律,从而再一次与电磁法勘探成果进行分析对比,进一步实现对探测数据的细化,获得可信度更高的电磁勘探结果,进一步提升电阻率图的精度与可靠性,以确保得出的结果符合实际地质规律。

2.4 方法有效性试验

通过试验,了解本区的正常地层的电性特征以及构造的反映情况,推断岩层富水的电性特征。在前期选定的施工参数前提下,根据试验目的选择L55线作为试验测线。该测线位于37勘探线附近,穿过3705以及3715钻孔。

3705钻孔位于L55线2 980 m位置,该钻孔深305.85 m,钻孔揭露F14。标高1 075～1 218 m为玉龙山段灰岩,标高1 062～1 075 m为沙堡湾段泥岩、粉砂质泥岩、钙质泥岩,标高1 040～1 062 m为长兴组石灰岩,标高924～1 040 m为龙潭组煤系地层,标高924 m揭露茅口组灰岩顶板。

图7断面(L55线)图可以看出,在标高1070以浅,为第四系及玉龙山段,视电阻率呈现相对低阻;在标高1 040～1 200 m,随着深度增加(岩层位于长兴组灰岩、沙堡湾泥岩)视电阻率逐渐增大。在F14断层,位于桩号2 960～3 200 m,视电阻率变化幅度较大,视电阻率数据结果与钻孔探明的地层特征数据基本一致。

图7 L55线视电阻率断面图Fig.7 Section view of L55 apparent resistivity

3 矿区水文地质特征参数反演

3.1 测点布置与勘探工作量

本次勘查测区范围8.7 km2,采用瞬变电磁法进行勘查,测线南北向布置,设计测点11 080个,部分区域由于坡度较大,全区共完成测点10 124个。另外布置320个检测点,共计勘探点10 372个,详见勘探测点布置图8所示。

图8 勘探测点布置图Fig.8 Layout of survey points

每天正式测量之前,作业员均到已知点进行仪器检核,当仪器测量坐标不超限时,才正式开始作业。为检核GPS作业的可靠性,进行同精度检核测点,施工检查点387个,外业检核率为3.49%。检核使用仪器及测量方法与作业时相同。检测结果为:点位平面位置中误差=±0.57m,高程中误差=±0.23m,计算公式如下:

(1)

式中:hm为中误差,m;Δhσ为检查值与原始值之差,m;n为检查点总数。

本次测地工作采用参数与前人工作一致,仪器自身精度及外业核检精度满足要求,测点位置放样准确无误。

3.2 数据处理流程

数据处理流程如图9所示。基于改进型瞬变电磁法应用的是一维反演处理技术,此技术较为成熟,探测结果可靠性高,采用配套的探测数据处理软件处理数据,进而实现反演解释。经过资料处理可获得全区的以电性参数为主的三维数据体,生成沿测线方向的(视)电阻率断面图73条,并结合地质资料提取了不同目的层的顺层切片2个。

3.3 电阻率垂直断面演变特征

各测线电阻率断面图反映了在测线位置地质体横向上和垂向上的电性分布特征,根据电阻率等值线或色谱的形态、规模、变化特征及数值的大小,可以推断地质体或异常的形态、性质等,是研究地层的电性特征及富水性的主要条件之一。结合已知资料,在断面图中标绘出茅口组顶界面及断层等,结合电阻率数据间距以及梯度变化,对构造、断层以及含水地质体进行解析。

图9 瞬变电磁资料处理流程Fig.9 Data processing flowchart of transient electromagnetic method

3.3.1单斜构造在视电阻率断面图中的定量表征

从图10断面(L57线)图可以看出,视电阻率从上至下,依次为“低-高-低-高”的趋势,依次反映三叠系夜郎组、二叠系长兴组、龙潭组以及二叠系下统茅口组的电性反映。从小号往大号方向电阻率等值线整体趋势逐渐变浅,倾向小号,即地层由左到右逐步上升,倾向南。

从图11断面(L45线)图可以看出,视电阻率从上至下,依次为“低-高-低-高”的趋势,依次反映三叠系夜郎组、二叠系长兴组、龙潭组以及二叠系下统茅口组的电性反映。从小号往大号方向电阻率等值线整体趋势逐渐变浅,倾向小号,即地层由左到右逐步上升,倾向南。

3.3.2断层构造在视电阻率断面中的定量表征

从图12断面(L52线)图可以看出,视电阻率从上至下,依次为“低-高-低-高”的趋势,依次反映三叠系夜郎组、二叠系长兴组、龙潭组以及二叠系下统茅口组的电性反映。

在标高1 000 m以上,视电阻率数值相对较低,呈现相对低阻,结合资料为第四系及夜郎组的电性反映;在标高920～1 160 m,视电阻率呈现相对高阻,为长兴组及龙潭组的电性反映;在标高920 m,为茅口组灰岩的电性反映。其中在标高为900 m附近,视电阻率整体呈现相对低阻,为茅口灰岩相对富水的电性反映。

在桩号3 680～3 760 m,在标高1 000～1 100 m范围内,视电阻率表现出幅度较大,结合已探明地层数据,推断该处为F15断层引发的电阻异常。该断层在该线的反映为:倾角70°左右,落差3 m,倾向小号,发育于T1y、P3c、P3l地层; 在桩号4 440～4 560 m,在标高1 040～1 200 m范围内,视电阻率表现出幅度较大,结合已探明地层数据,推断该处为F16断层引发的电阻异常。该断层在该线的反映为:倾角70°左右,落差3 m,倾向小号,发育于T1y、P3c、P3l地层。

从图13断面(L15线)图可以看出,视电阻率从上至下,依次为“低-高-低-高”的趋势,依次反映三叠系夜郎组、二叠系长兴组、龙潭组以及二叠系下统茅口组的电性反映。

在标高1 000 m以上,视电阻率数值相对较低,在标高1 000 m以上,视电阻率呈现相对低阻,结合资料为第四系及夜郎组的电性反映;在标高920～1 160 m,视电阻率呈现相对高阻,为长兴组及龙潭组的电性反映;在标高920 m,为茅口组灰岩的电性反映。其中在标高为900 m附近,视电阻率整体呈现相对低阻,位于水位附近岩层充水的电性反映。

在桩号3 120～3 200 m,标高1 000～1 200 m,视电阻率表现出幅度较大,结合已探明地层数据,推断该处为F10断层(倾角70°左右,落差5 m,倾向大号,发育于T1y、P3c、P3l、P2m地层)引发的电阻异常。并于多个落水洞存在水利联系;在桩号3 120～3 200 m,标高1 000～1 200 m,视电阻率表现出幅度较大,结合已探明地层数据,推断该处为F10断层引发的电阻异常。

图13 L15线视电阻率断面图Fig.13 Section view of L15 apparent resistivity

3.3.3岩溶裂隙在视电阻率断面中的定量表征

从图14断面(L20线)图可以看出,视电阻率从上至下,依次为“低-高-低-高”的趋势,依次反映三叠系夜郎组、二叠系长兴组、龙潭组以及二叠系下统茅口组的电性反映。

图14 L20线视电阻率断面图Fig.14 Section view of L20 apparent resistivity

在标高1 000 m以上,视电阻率数值相对较低,结合资料为第四系及夜郎组的电性反映;在标高940 m～1 160 m,视电阻率呈现相对高阻,为长兴组及龙潭组的电性反映;在标高940 m,为茅口组灰岩的电性反映。其中在标高为900 m附近,视电阻率整体呈现相对低阻,为地下岩层富水的电性反映。

在标高600～850 m,桩号1 400～1 700 m,存在一条视电阻率低阻条带,发育于P3c、P3l、P2m地层,推断为裂隙带充水或充泥的电性反映;在标高600～1 100 m,桩号2 100～2 300 m,存在一条视电阻率低阻条带,发育于T1y、P3c、P3l、P2m地层,推断为裂隙带带充水或充泥的电性反映;在标高800～1 000 m,桩号2 900～3 650 m,存在一条视电阻率低阻条带,发育于P2m地层,推断为岩溶充水或充泥的电性反映;在标高700～1 000 m,桩号3 800～4 720 m,存在一条视电阻率低阻条带,发育于P2m地层,推断为岩溶充水或充泥的电性反映。

从图15断面(L72线)图可以看出,视电阻率从上至下,依次为“低-高-低-高”的趋势,依次反映三叠系夜郎组、二叠系长兴组、龙潭组以及二叠系下统茅口组的电性反映。

图15 L72线视电阻率断面图Fig.15 Section view of L72 apparent resistivity

在标高850～950 m,桩号3 100～3 200 m,存在一条视电阻率低阻条带,发育于P3l、P2m地层,推断为裂隙带充水或充泥的电性反映;在标高900～1 000 m,桩号3 400～3 500 m,存在一条视电阻率低阻条带,发育于P3l、P2m地层,推断为裂隙带带充水或充泥的电性反映。

4 探测区内富水性评价

根据电阻率断面图和顺层切片图中电阻率等值线(色谱)的反映形态、范围大小、阻值,结合地震地质资料,确定垂直断面富水性分类原则。

4.1 富水性分类原则

A类富水区:所反映的富水体含水性相对较丰富,为相对强富水区,一般具备下列条件:电阻率较低,并且等值线梯度变化剧烈,异常区域数值的幅度大;异常区域的范围相对较大;连通性好,有丰富的补给来源或地质上认为有利于富水的地段。

C类富水区:所反映的富水体含水性相对较弱,为相对弱富水区,一般阻值相对较高的低阻异常,等值线相对较为平缓或范围较小。

B类富水区:介于A类富水区和C类富水区之间。

4.2 岩层富水性评价

4.2.1茅口组灰岩顶界面富水区

A类异常为茅口组灰岩顶界面的强富水区,视电阻率顺层切片图(图16)表明,该类异常均呈椭圆状或条带状展布,以A1-A16标记,结合水文条件探明数据,此区域岩溶裂隙发育,承压水,富水性强。该类异常总面积约为1 099 600 m2。各个异常区详见表1。

B类异常为茅口组灰岩顶界面的中等富水区,视电阻率顺层切片图结果表明,该类异常均呈椭圆状或条带状展布,以B1～B10标记,一般位于A类富水区的外围,面积约为1 994 200 m2。

其余为C类富水区。

图16 视电阻率顺层切片图及富水性分布图Fig.16 Apparent resistivity slices along coal seam and water-richness distribution map

表1 顶界面强富水区区块统计Table 1 Water-rich zones at the top interface

续表1

4.2.2茅口组灰岩顶界面下20 m富水区

A类异常为茅口组灰岩顶界面下20 m的强富水区,视电阻率顺层切片图(图17)表明,该类异常均呈椭圆状或条带状展布,以A1-A13标记,结合水文条件探明数据,此区域岩溶裂隙发育,承压水、富水性强。该类异常总面积约为556 600 m2。各个异常区详见表2所示。

图17 视电阻率顺层切片图及富水性分布图Fig.17 Apparent resistivity slices along coal seam and water-richness distribution map

B类异常为茅口组灰岩顶界面的中等富水区,视电阻率顺层切片图探测结果表明,该类异常均呈椭圆状或条带状展布,以B1～B10标记,一般位于A类富水区的外围,面积约为1 845 700 m2。

其余为C类富水区。

表2 顶界面下20 m强富水区区块统计Table 2 Statistics of water-rich zones at 20 m below the top interface

续表2

4.2.3长兴组底板面富水区

视电阻率断面(图18)结果表明:测区南部视电阻率呈现相对低阻,受地下水冲刷,易形成岩溶发育区。

A类异常为长兴组底板的强富水区,视电阻率顺层切片图结果表明,该类异常均呈椭圆状或条带状展布,以A1标记,结合水文条件探明数据,此区域岩溶裂隙发育,承压水,富水性强,该类异常总面积约为141 900 m2。

B类异常为长兴组底板的中等富水区,视电阻率顺层切片图结果表明,该类异常主要呈现中电阻率,局部呈现低阻反映,主要呈椭圆状或条带状展布,以B1-B18标记,面积约为1 211 100 m2。

其余为C类富水区。

图18 长兴组底板视电阻率顺层切片图及富水性分布图Fig.18 Apparent resistivity slices along coal seam and water-richness distribution map of floor in Changxing formation

4.2.4玉龙山组底板富水区

A类异常为长兴组底板的强富水区,视电阻率顺层切片图(图18)结果表明,该类异常均呈椭圆状或条带状展布,以A1标记,结合水文条件探明数据,此区域岩溶裂隙发育,承压水,富水性强,该类异常总面积约为546 800 m2。各个异常区详见表3。

B类异常为长兴组底板的中等富水区,从该层位视电阻率顺层切片图来看,该类异常主要呈现中电阻率,局部呈现低阻反映,主要呈椭圆状或条带状展布,以B1～B18标记,面积约为811 300 m2。

其余为C类富水区。

表3 玉龙山组底板强富水区区块统计Table 3 Statistics of water-rich zones at the floor in Yulongshan formation

4.2.5垂向水力联系

玉龙山段岩层与长兴组岩层之间间距在10.10～21.11 m,平均13.73 m,受电磁法体积效应的影响,两个层位富水区位置范围差异较小,如图19所示。故本次主要考虑长兴组与茅口组灰岩的水力联系。

图19 玉龙山组底板视电阻率顺层切片图及富水性分布图Fig.19 Apparent resistivity slices along coal seam and water-richness distribution map of floor in Yulongshan formation

长兴组B1富水区通过裂隙与茅口组灰岩A1、B1富水区发生水力联系;长兴组A1富水区与茅口组灰岩B2富水区通过存在一定的水力联系;长兴组B4富水区通过裂隙与茅口组灰岩顶界面A6富水区发生水力联系;长兴组B3富水区通过裂隙与茅口组灰岩顶界面B3富水区发生水力联系;长兴组B6、B7、B9、B11富水区通过裂隙与茅口组灰岩顶界面B4富水区发生水力联系;长兴组B5富水区通过裂隙与茅口组灰岩顶界面B5富水区发生水力联系;长兴组B12、B13富水区通过裂隙与茅口组灰岩顶界面B6富水区发生水力联系;长兴组B15富水区通过裂隙与茅口组灰岩顶界面B10、B8富水区存在一定的补给;长兴组B14富水区通过裂隙与茅口组灰岩顶界面B9富水区存在一定的补给。

4.2.6富水性综合探测结果

结合玉龙山组、长兴组、茅口组顶界面、茅口组顶界面下20 m四层视电阻率顺层切片图综合分析,全区共分为11个强富水隐患区,分别标记为Ⅰ1-Ⅰ11,Ⅰ1位于测区的西南,包含玉龙山组、长兴组、茅口组顶界面富水区各2个,面积约为843 200 m2;Ⅰ2位于测区的东南,包含玉龙山组、长兴组、茅口组顶界面富水区各1个,面积约为637 100 m2;Ⅰ3位于测区的中西部,包含长兴组、茅口组顶界面富水区各1个,面积约为253 000 m2;Ⅰ4位于测区的中部,包含长兴组富水区3个、茅口组顶界面富水区1个,面积约为870 000 m2;Ⅰ5位于测区的中东部,包含玉龙山组富水区1个,长兴组富水区3个、茅口组顶界面富水区1个,面积约为283 600 m2;Ⅰ6位于测区的西北部,包含长兴组富水区1个,面积约为151 400 m2;Ⅰ7位于测区的西北部,包含玉龙山组、长兴组、茅口组顶界面富水区各1个,面积约为158 700 m2;Ⅰ8位于测区的北部,包含玉龙山组、长兴组富水区各1个、茅口组顶界面富水区1个,面积约为245 000 m2;Ⅰ9位于测区的北东部,包含玉龙山组、长兴组富水区各1个,面积约为61 800 m2;Ⅰ10位于测区的北部,包含玉龙山组、长兴组富水区各1个,面积约为15 900 m2;Ⅰ11位于测区的北东部,包含玉龙山组、长兴组富水区各1个,面积约为15 700 m2;其余位置为弱富水隐患区。

5 结论

1)开展了瞬变电磁法反演技术参数选择试验,确定了敏感性参数指标,提出人工解释与计算机解释相结合、垂直断面与水平/顺层切片解释相结合、电性解释与综合地质分析相结合的视电阻率解释方法,视电阻率断面图与钻孔揭露基本一致,验证了该方法的有效性。

2)基于改进型瞬变电磁法视电阻率反演技术,在视电阻率断面图中单斜构造、断层区域视电阻率等值线梯度变化较大,岩溶裂隙富水区处在电阻率低阻条带,解释了地层结构、断裂构造及岩溶裂隙赋水特征,实现了对单斜构造、F10、F15、F16断层、裂隙带充水(充泥)隐蔽致灾因素精准定位。

3)应用改进型瞬变电磁法视电阻率反演技术,解析了玉龙山组、长兴组、茅口组顶界面、茅口组顶界面下20 m 4层视电阻率顺层切片演化特征,明确了A类富水区、B类富水区与C类富水区分布规律,阐明了垂向水力联系,最终综合研判出11个强富水隐患区。