瞬变电磁法在煤矿老空水探测和断层含水性评价方面应用

《瞬变电磁法在煤矿老空水探测和断层含水性评价方面应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、瞬变电磁法在煤矿老空水探测和断层含水性评价方面应用摘要：介绍了地面瞬变电磁技术的应用特点、工作原理及方法；阐述了瞬变电磁法在煤矿采空区积水探测、断层赋水评价方面的应用效果；圈定了采空区的范围、积水区域及易突水地段；为煤矿安全施工提供了依据。关键词：瞬变电磁老空水断层水应用效果中图分类号：P5文献标识码：A文章编号：1672-3791(2013)02(c)-0114-02水害是影响煤矿安全生产的主要因素之一。瞬变电磁技术具有对低阻区敏感、体积效应小、探测方向性强、分辨率高、施工快速的优点。可以用来探测煤矿采空积水

2、区、评价并圈定断层位置及裂隙的赋水地段，为煤矿的各种水害防治提供依据。1瞬变电磁法的原理瞬变电磁法(TEM)属时间域电磁法，是利用不接地回线或接地电极向地下发送脉冲式一次场，用线圈或接地电极观测由该脉冲磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场(纯异常场)的空间和时间分布，达到在时间上由先到后、深度上由浅到深的探测目的，以了解地下介质的电性差异，圈定异常的形态，进而探测目标体。2瞬变电磁法的装置方式、参数选择及工作方法测区概括：测区中西部小煤矿采空区大体范围、东北部及外围为已知大矿采空区，测区南部边缘贯穿东西全区为前高

3、村地层。3.1剖面图分析选取穿过测区中心的560线视电阻率断面等值线图(图2)作以说明：图中横坐标为测点号，纵坐标为深度，蓝色〜红色的过渡表示视电阻率由低到高的逐渐变化。整体上看，视电阻率等值线连续且变化不大，在不同程度上反映了测区地层相对稳定，沿测线方向地层产状趋于平稳；纵向上由浅至深其视电阻率基本呈现由低到高的电性特征，至350m左右深为最高，再向深部逐渐降低，该特征基本代表整个测区的电性特征。等值线图上150m以浅的低视电阻率主要反映第四系黄土层夹砾石、粘土和二叠系上部泥岩、砂质泥岩；图中350m左右深的

4、视电阻率高阻异常推测为石炭系上部灰岩的反映，再向下视电阻率逐渐降低推测为石炭系中厚层状泥岩和砂质泥岩的反映。在该剖面中部、深300m左右280〜460号点之间出现了相对高阻区，等值线图在相应深度显示为相对高阻隆起，推测为煤矿采空区的反映。3.2沿层切片图分析3.3成果小结(1)小煤矿开采的采空区形态不规则，其西北已延伸测区外、东北与已知矿采空区基本连成一体。该区主要以高阻异常圈定，其赋水性不强；说明该采空区以空区为主，即便含水其规模也不大。在测区东北角的采空区为少量积水区。(1)前高村断层处在测区内南边缘。在断

5、层带上以高阻条带异常为主，低阻条带异常不甚明显，说明断层带宽度不大。根据瞬变电磁不同纵断面图低阻位置推测该断层西半部与原位置基本一致，在东半部推测该断层向南逐渐位移10-20mo推测该断层赋水性不好，断层上部水可能已被疏干。(2)虽然前高村断层以北未发现具一定规模的构造痕迹，但在测区东部的240/820〜380/860号点存在小的低阻裂隙条带可能突水；且二1煤底板为L7〜L9生物灰岩，其灰岩浅部地下水循环强烈，岩溶裂隙较发育，在煤矿开采时应引起重视。综合以上物探成果结合已收集到的地质资料认为：该测区西部采空区基

6、本不积水，米村矿采空区可能存在少量老空水；断层水上部可能已被疏干，前高村断层以北未发现具一定规模的构造痕迹，水文地质条件对采矿活动应无大的影响。4结语实践证明，采用地面瞬变电磁法用于煤矿老空水探测及断层赋水性评价，技术效果突出。与其它物探方法相比，具以下优点：(1)不受场地限制，探测深度大，正常情况下一般可达500m以上；(2)定位准确，尽管瞬变电磁也属于体积探测，但实测效果表明其异常定位准确、有效；(3)灵敏度高，该方法测量的是纯二次瞬变场，富水低阻地质异常体能引起较强的二次涡流场，而贫水高阻体引起的二次场较

7、弱，因此，对低阻含水地质异常体特别灵敏；(4)探测效率高，与传统的直流电法探测相比，施工方便、快捷。相信随着该技术的进一步发展与完善，其在煤矿防探水工作中将会发挥越来越大的作用，推广应用前景十分广阔。参考文献[1]刘国兴•电法勘探原理与方法[M].北京：地质出版社，2005.[2]地面瞬变电磁法技术规程，DZ/T0187-1997[S].中华人民共和国地质矿产部，1997.[3]蒋邦远.实用近区磁源瞬变电磁法勘探[M].北京，地质出版社，1198.[1]牛之琏•时间域电磁法原理[M].长沙，中南大学出版社，20

8、07.