煤矿水文地质勘查瞬变电磁法研究.doc

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1、煤矿水文地质勘查瞬变电磁法研究摘要:瞬变电磁法对一些低阻体反应较强，在煤矿井下水文地质勘察中有广泛应用。采取该方式可测定含水构造、地下溶洞等不规则水体，规避煤矿开采风险。针对煤矿开采中采空区积水及含水层分布，分析了瞬变电磁法在某煤矿水文地质勘查中的实际应用效果，为煤矿开采合理发展奠定坚实基础。关键词:煤矿;水文地质勘查;瞬变电磁法矿井突水对煤矿生产影响较大，威胁煤矿生产安全，造成严重的经济损失。因此，掌握煤矿区域水文地质构成，可为煤矿开采保驾护航［1］。瞬变电磁法(TransientElectromagneti

2、cMethod)依靠不接地回线，并向下方发射脉冲磁场，发射多股脉冲磁场，通过线框/接地电极对涡流场进行科学观察，可降低测算仪器噪声、控制误差、提高勘查速度。当下，瞬变电磁法在煤矿开采中应用尤为广泛。本研究以某矿井为例，分析瞬变电磁法在煤矿水文地质勘查中的应用，供相关研究参考。1工程概况某煤矿位于我国山西地区，矿区有数十年的开采历史，开采场地不断西移，深度不断增加，存在一定的地表裂缝及地表塌陷。矿井水患严重，地质构造复杂，在对该煤矿进一步深入开采过程中，发现第四系底砾层水对矿井造成破坏，水流侵入矿井，用水量大大增

3、加，达到30m3/h，且煤矿区域发生了一定面积的塌陷现象。为确保煤矿开采稳定性及持续性，本研究采用瞬变电磁法对矿区水文地质特征进行深入勘查，地面瞬变电磁勘探区域位于矿区北部，勘探面积为1．8km2。2矿区地质特征分析5学海无涯煤矿水文地质勘查瞬变电磁法研究摘要:瞬变电磁法对一些低阻体反应较强，在煤矿井下水文地质勘察中有广泛应用。采取该方式可测定含水构造、地下溶洞等不规则水体，规避煤矿开采风险。针对煤矿开采中采空区积水及含水层分布，分析了瞬变电磁法在某煤矿水文地质勘查中的实际应用效果，为煤矿开采合理发展奠定坚实基

4、础。关键词:煤矿;水文地质勘查;瞬变电磁法矿井突水对煤矿生产影响较大，威胁煤矿生产安全，造成严重的经济损失。因此，掌握煤矿区域水文地质构成，可为煤矿开采保驾护航［1］。瞬变电磁法(TransientElectromagneticMethod)依靠不接地回线，并向下方发射脉冲磁场，发射多股脉冲磁场，通过线框/接地电极对涡流场进行科学观察，可降低测算仪器噪声、控制误差、提高勘查速度。当下，瞬变电磁法在煤矿开采中应用尤为广泛。本研究以某矿井为例，分析瞬变电磁法在煤矿水文地质勘查中的应用，供相关研究参考。1工程概况某煤

5、矿位于我国山西地区，矿区有数十年的开采历史，开采场地不断西移，深度不断增加，存在一定的地表裂缝及地表塌陷。矿井水患严重，地质构造复杂，在对该煤矿进一步深入开采过程中，发现第四系底砾层水对矿井造成破坏，水流侵入矿井，用水量大大增加，达到30m3/h，且煤矿区域发生了一定面积的塌陷现象。为确保煤矿开采稳定性及持续性，本研究采用瞬变电磁法对矿区水文地质特征进行深入勘查，地面瞬变电磁勘探区域位于矿区北部，勘探面积为1．8km2。2矿区地质特征分析5学海无涯2．1地层特性。井田位于长治盆地北部中低山黄土峁梁区，第四系黄土

6、大面积覆盖，属黄土侵蚀地貌。黄土被沟壑切割成近SN向长条状黄土梁，面平坦，梁坡平缓，井田内地势变化不大，地形总体呈中部高、南北低的趋势，本次地面瞬变电磁勘探区内海拔最高点位于测区东南部1620#线的640点，标高约1063m，最低点位于测区西北部660#线1520#点，标高约941m，相对高差约122m。勘查区域含煤地层为古生界二叠系上下石盒子组、山西组，在该煤层上方部分主要是新生界松散层对其进行覆盖［2］。通过现场地层钻孔勘查，并分析已有的历史地质资料，得到以下结论:在该煤矿中，发现其古生界上部地层从上往下分

7、别为本溪组、太原组(石炭系)以及二叠系山西组、下石盒子组、石千峰组。2．2水文地质特征。2．2．1第四系含水/隔水层。矿区第四系厚度为72．64～52．14m，东部较薄，西部较厚，由东向西逐渐增加。岩性以黏土、粉砂、砂黏土、粗粒砂为主。(1)潜水含水层。厚度为34～49m，最高埋深达到58．50m，最低埋深达到36．24m，土质主要为浅黄、灰黄色粉砂，有少量粗砾，降水补给上以大气自然降水为主，东南位置的奥陶系灰岩含水层也为煤矿提供水分补给。(2)隔水层。最大厚度为25．01m，最小厚度达12．38m，平均19．

8、32m。隔水层由砂质黏土(紫红色、黑褐色)粉砂质黏土组成，有钙质结核、砂礓存在。该地层具有较强的可塑性，测试其黏滞系数达到19．38。隔水层各黏土分布稳定，隔水效果良好。(3)底部含水层。含水层最大厚度为6．15m，最小厚度为3．59m，整体为棕褐色砾石，以泥质接触胶结在一起，导致含水层自身缺乏分选性。但是含水层自身具有一定的稳定性，补给上通过东南部奥陶系灰岩含水层进行补给。2．2．2