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1、瞬变电磁法在地质勘探中的应用姓名：杨帅班级：资工803学号：20081338摘 要:在地下水勘查工作中,用常规物探方法难以划分地层的结构、确定断裂构造的位置、查明基岩面的起伏形态及判断地下水的赋存状况。通过瞬变电磁法(TEM)勘测并结合钻孔资料分析,对上述地质问题有了一些突破性的认识,证明了瞬变电磁法在勘查工作中的有效性。当地下存在电性不均匀体时,通过瞬变电磁法会观测到电性不均匀体的涡流异常场,进而推断矿体、地下水、地质构造等地下盲体的存在和部位。依据此特征成功地将瞬变电法在探测中进行了应用。关键词:瞬变电磁法;视电阻率;等值线;地下水勘查0
2、前言随着我国国民经济快速发展,对能源的需求日益增大。煤炭是我国目前主要能源之一,在煤矿生产和建设中,地质构造直接影响煤矿生产安全生产和建设的重大灾害之一。由于瞬变电磁法易于加大勘探深度,具有分辨能力强、工作效率高、受地形影响小等特点,近几年越来越受到人们的重视,被广泛用于油气田、地热、煤炭以及地下水勘查等领域。可以借助被探测地质体所产生的瞬变效应来划分地层结构、确定地质构造的位置、查明基岩面的起伏形态及判断地下水的赋存状况。1 勘探区概况勘探区位于太行山西麓,沁水煤田东北部边缘中段,地表部分面积被黄土覆盖,仅在工区内有部分基岩出露,其它部分地段
3、基岩出露。根据周边出露及揭露地层由老到新有奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、上统太原组、第四系。该区的电性特征:第四系多由黄色、红棕色、褐色亚粘土及砂土组成,不整合于各时代地层之上。厚度不大,导电性能强,整个新生界松散层及地表强风化岩层从全区资料对比来看均呈相对中低阻反映。 二1煤层顶板大占砂岩裂隙较发育,含有裂隙水,是煤层顶板直接含水层。采掘使煤层顶板岩层变形、破坏,形成冒落带、裂隙带和弯曲变形带。区内顶板砂岩虽厚度大、且较稳定,裂隙亦较发育,但由于其上被多层砂质泥岩、泥岩隔水层所分割,补给和储存条件均较差,富水性弱。因此煤层顶板砂岩孔隙
4、裂隙水常以滴水、淋水的形式进入矿井,很少形成突水。由于砂岩赋水的不均一性,在其富水区及导水裂隙密集带,顶板砂岩会形成突水,但突水量一般不会太大。3·2 导水通道充水通道主要有断裂导水通道、煤层顶板采动裂隙通道、煤层底板采动裂隙通道、废弃井筒、巷道等。矿区覆盖层沉积厚度不大,前部裂隙和开采后的塌陷为上部煤层开采充足水通道;局部断层2侧岩层裂隙发育带,为矿井的主要充水通道;煤层开采后,地质条件发生变化,断层带的稳定性遭受破坏,可成为矿井的充水通道;区内勘探阶段封闭不良的钻孔和废弃井筒也可成为矿井的充水通道。4 结论(1)主要含水层为碳酸盐类岩溶裂隙
5、含水层、碎屑岩类孔隙裂隙含水层和松散岩类孔隙含水层。(2)韩庄矿的充水水源主要为煤层顶底板砂岩裂隙水、沿裂隙通道入渗的第四系松散孔隙水、太原组岩溶裂隙水和寒武系岩溶裂隙水,老窑水为主要威胁水源。(3)充水通道为断层带裂隙发育及采空塌陷带。参考文献:[1] 房佩贤,等.专门水文地质学[M].北京:地质出版社,1996.[2] 杨孟达,等.煤矿地质学[M].北京:煤炭工业出版社,2000.(责任编辑 徐艳杰)收稿日期:2009-04-03;修订日期:2009-07-25作者简介:宋国阳(1963-),男,哈尔滨人,工程师,现在黑龙江省煤田地质物测队
6、从事技术工作。岩及煤层组成。其中泥岩电阻率略高于新生界,砂岩质地坚硬,导电性能差,电阻率和灰岩相当,二叠系整体上呈相对中等电阻反映。石炭系上部太原组主要由煤层、砂岩、泥岩、炭质泥岩、铝土岩互层组成。下部本溪组由泥岩、灰岩、砂岩、铝土岩互层组成,与下伏层呈平行不整合接触。单层分析,厚度不大的灰岩及砂岩层属于导电较差的高阻层;粉砂岩、粘土岩、泥岩又为低阻层位,这一特定的地电条件,使石炭系宏观上为相对中高阻反映。奥陶系中统以厚层灰岩为主,当岩溶不发育时,电阻率值接近无限大;当灰岩岩溶发育,富水性强,或富水性虽不强,但发育规模较大,岩溶裂隙体内充填有泥
7、质物时,电阻率明显下降,此时绝对值与岩溶发育程度及富水性有关。由以上分析可知,测区内各地层存在明显的电性差异,横向上区内地层沉积相对较为稳定,在正常情况下,煤系地层的电阻率值比非煤系地层的电阻率值高,目的层铝土矿层为中等导电地层;下伏奥陶系灰岩电阻率最高,构成该区良好的电性标志层,在横向上电性差异应较小。但同一地层随富水程度的不同,其电阻率差异明显,变化范围较大。充水的断层破碎带,电阻率明显低于岩层的电阻率,电性标志明显。地下矿体局部被采出后,在岩体内形成的冒落带、断裂带、变形弯曲带影响范围比原采空区要大,且直接影响其电性分布状况。理论与实践证
8、明当矿体被采空后,对应地层的导电性随采空区的塌陷程度及赋水情况不同,表现为相对较高的电阻率。以上电性差异是利用电法寻找同一地层中异常地质体的基础。2
