《高密度电阻率法在松散层厚度探测中的应用》.pdf

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1、2015年第7期西部探矿工程109高密度电阻率法在松散层厚度探测中的应用侯彦威(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安710077)摘要：陕北侏罗纪煤田煤层倾角小、埋藏浅，地表松散层厚则煤层顶板基岩薄，工作面回采过程中有溃砂危险。以韩家湾煤矿为例，采用高密度电阻率法对地表松散砂层厚度进行了探测，总结了施工和数据处理方法，对具有相似地质情况的煤矿具有借鉴意义。关键词：高密度电阻率法；煤矿；松散层；视电阻率中图分类号：P631．3文献标识码：B文章编号：1004—5716(2015)07—0109—03陕北神府矿区煤层埋藏较浅，地表松散

2、风积砂层高密度电阻率法勘探的装置多达十余种，施工效偏厚，但具有不均匀性，导致煤层顶板基岩变薄。井下率较高的是变断面连续滚动扫描测量的三极A—MN开采期间，工作面顶板基岩冒落形成的裂隙为溃砂提与?＼N—B装置，电极排列如图1所示，图中M、N为测供了通道，若松散层含水，则极易形成涌水溃砂事故，量电极，A或B为供电电极。严重影响工作面回采和人身安全。采用横纵向分辨率+——一Jv口’较高的高密度电阻率法进行勘探，结合已知地质资料对物探成果进行了综合分析与解释，可以完成松散层●●●●●●厚度的推断，预测预报溃砂危险区。●●●1基本原理及探测方法

3、●●1．1基本原理高密度电阻率法以岩土体的电性差异为基础，在施加外电场的作用下，研究地下传导电流的变化分布。。．_AMN—————_+B规律，观测岩土体的电性变化以达到勘探目的]，与常。．．．上_：_L．：L：L．L—IL．一一上．．．．．◆规电阻率法相比，具有观测精度高、数据采集量大、地●●●●’质信息丰富、分辨率高、生产效率高等特点。它既能●●●●●●●●反映地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化，同●●●时又能提供地层岩性沿纵向的电性变化情况，具备电fb)剖面法和电测深法2种方法的综合探测能力。其电阻图1三极测量装置率的求取是通

4、过给AB极供电流Jr，利用MN测量电位差，并通过下式求得测点处的视电阻率值：工作时，无穷远电极B或A放置的距离为最大电K．极距的5倍，测量断面为矩形，测量时，测量电极M、N不动，A—MN装置供电电极A逐点向左移动，得到一条式中：K——装置系数，其中：滚动线，接着A、M、N同时向右移动一个电极，然后M、K=_T—_T_丁_T—AM—一—AN—一。百十—BN—N不动，A再逐点向左移动，又得到另一条滚动线，连续滚动下去，得到矩形断面；^Nl_B装置与A—MN装置AM、AN、BAd、BN。_一电极距嘲。的供电电极滚动方式样，所不同的是方向相反

5、。1．2探测方法2数据处理方法收稿日期：2014一l1—3o作者简介：侯彦威(1983一)，男(汉族)，河南商丘人，助理研究员，现从事煤矿水文地质电磁法勘探技术的研究T作。1l0西部探矿工程2015年第7期高密度电阻率数据处理工作一般分预处理、处理阻率法勘探提供了良好的物性基础。同时，地层倾角和处理结果图示三步进行。首先，将野外原始观测数较小，成层状分布，横向上电性分布相对均一。应用高据传输到微机中，根据需要启动相应的处理流程进行密度电阻率法探测技术采集两电极之间的电位差，转处理；其次，对地质不均匀体、工业用电等的影响，采用换为视电阻

6、率，进行半定性和定量处理和反演计算，可中值空间滤波的方法加以虑除，提高数据的信噪比；最以完成松散层位的标定，这就是采用高密度电阻率法后得到反演视电阻率拟断面图，并对其进行地质解释探测松散层的地球物理前提。的过程。高密度电阻率法的测量数据在处理方法上采3．2工作布置用佐迪方法进行二维反演0佐迪法是基于施伦贝尔和为探查测区内松散层的分布情况，结合现场地形温纳法的解释而提出的。它的原理是通过不断调整初地质情况在该区内沿即将生产的工作面布置测线若干始模型参数使正演曲线与实际曲线之差达到最小，由条，测线间距40m，测点间距lOm，遇较大冲沟，则

7、测线此所得的最终模型参数作为反演结果，得到的模型也不跨沟，由两侧重新布线。采用三极工作装置，保证剖就作为实际测量所得到的地质模型。面数不小于20个剖面，无穷远不小于lO00m。视电阻率拟断面图，可形象、直观地反映各测试剖3．3资料处理与成果分析面的地电断面电性展布趋势。通过定性分析可确定地因地表存在风积砂和局部基岩出露，电性分布不下岩土体的电阻率分布，达到定量推断地电断面，最终均匀，可视为浅表不均匀体，对数据有一定影响。另确定松散层厚度起伏形态。外，局部地形突变位置，会引起地层中电场的分布，是3实际应用原始数据发生突变。在视电阻率拟断

8、面图中，受浅部3．1测区地球物理特征不均匀体影响位置出现近45。的“八字”、“挂面条”等畸探测涉及的主要地层为松散砂层和煤系地层，由变现象。采用圆滑处理和中值空间滤波的方法，对这测井资料知：松散砂层的电阻率一般为100～