基于综合电阻率法的煤矿采空区探测研究.pdf

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1、2015年第40卷第2期能源技术与管理V01.4ONo.2EnergyTechnologyandManagement3doi:10.39696,issn.1672—9943.2015.02.002基于综合电阻率法的煤矿采空区探测研究袁永榜,鲜鹏辉,闰国才(中煤科工集团重庆研究院有限公司水文物探所,重庆400039)[摘要]分析了综合电阻率法在煤矿采空区探测中的优势,阐述了EH4电导率成像系统以及高密度电阻率成像法的基本原理和探测方法。通过某矿采空区探测的实际应用,分析了综合电阻率法在地面裂缝、地下采空区引起的

2、浅层岩层破坏和深部采空区范围及其边界情况探测的电性特征,验证了该方法的良好效果,并得出相应的结论。[关键词]综合电阻率法;EH4电导率成像系统;高密度电阻率成像法;采空区;隐伏裂缝[中图分类号]P631.3+22[文献标识码]A[文章编号]1672-9943(2015)02O033O引言综合电阻率法包括EH4电导率成像系统和高密度电阻率成像法。其中EH4电导率成像系统式中:p为电阻率为频率;E表示E与E主要用于探测浅、中深度范围内的地质构造,是一的乘积(E为电场的分量,E为电场的Y分量);种较为先进的双源型(

3、人工场源和天然场源)的大日表示与的乘积(为磁场的分量,日地电磁测深仪,具有稳定、轻便、探测速度快、适应为磁场的Y分量)。性强、灵活等特点,已经较为成熟地应用于地下由于地下介质是不均匀的,因而计算的P值1000m深度范围内的工程探测中,具有很好的应为视电阻率值,探测深度为趋肤深度,其计算公式用效果和社会经济价值_1]。高密度电阻率成像法为:是电剖面法和电测深法的综合,主要用于探测浅一503(2)层隐伏裂缝,通过地电断面影像结果清晰地显示式中6为趋肤深度。了视电阻率的异常形态,具有高精度的数据采集上式表明,趋肤深

4、度随电阻率的增大和频率系统,抗干扰能力强,获取的地电信息丰富,可广的降低而增大。泛应用于探测地下采空区的边界和详细区间I2]。对于非均匀地层,通过表面阻抗将电场与磁综合电阻率法在煤矿采空区探测中具有一定的优场正交分量联系起来,公式为:势[2-3]。1综合电阻率法的基本原理[盏]=[乏乏]【](3)式(3)中4个阻抗元素需要通过几个极化不1.1EH4电导率成像系统的基本原理同的磁场来得到,通常用4个场分量的自功率谱EH4电磁成像系统用于探测深部构造时所或互功率谱来计算阻抗。通过计算可以得到不均用频率为10~10

5、0kHz的天然场源,用于探测浅部匀地层的视电阻率,从而反映地电特征I4]。构造时所用频率为1—100kHz的人工场源,从而EH4电导率成像系统采用独特的正交磁偶得到高分辨率地下电导率连续剖面。极可控源,结合地震仪技术,系统可自动、多频率对于均匀地层,大地电磁场垂直投射到地下采集数据,可现场实时成像_l_3]。EH4电导率成像的平面电磁波,在地面上可测得相互正交的电磁系统示意图如图1所示。场分量、日、矾、,由此可得到计算地下介质电1.2高密度电阻率成像法的基本原理高密度电阻率成像法是电剖面法和电测深法的组合,以

6、地层的导电性差异为基础,研究人工电基金项目:“十二五”国家科技重大专项(2011ZX05040—002)场作用下地层中传导电流的分布规律。在野外数

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