瞬變電磁法探明陷落柱的范圍和含導水性

龐樹臣，王文龍

（山東能源臨礦集團田莊煤礦，山東 濟寧 272100）

瞬變電磁法探明陷落柱的范圍和含導水性

龐樹臣，王文龍

（山東能源臨礦集團田莊煤礦，山東 濟寧 272100）

山東省武所屯生建煤礦揭露巖溶陷落柱13個，為加強對巖溶陷落柱的探測工作，提出了必要的防范措施，確保礦井生產安全。

陷落柱；滲透性；探測

前言

陷落柱是煤系地層下部較厚的可溶性石灰?guī)r經流動的地下水長期化學溶蝕作用后，形成一定空間的溶洞，在地質構造力和上部覆蓋巖層的重力長期作用下，溶洞發(fā)生坍塌，這時覆蓋在上部的煤系地層也隨之陷落，遭受破壞形成圓形或不甚規(guī)則的橢圓形柱狀體，是巖溶引起的一種較為特殊的地球物理運動結果。

1 瞬變電磁法

探測采用瞬變電磁法測量，該法主要討論地層的電性特征。正常巖層中裂隙不發(fā)育時電阻率較大，裂隙發(fā)育時，電阻率顯著降低。如果巖層中裂隙發(fā)育且含水，那么在巖層裂隙發(fā)育、斷層或裂隙帶附近的電阻率會比正常巖層的電阻率有較大的降低，降低的程度視裂隙發(fā)育和含水程度的不同而不同。裂隙愈發(fā)育含水性愈強，電阻率愈低。據(jù)此，通過探測巖層的電阻率及其變化規(guī)律，劃分地質異常體。

礦井瞬變電磁法與地面瞬變電磁法相比具有以下幾個方面的特點：

（1）由于井下測量環(huán)境不同于地表，不可能采用地表測量時的大線圈（邊長大于50m）裝置，只能采用邊長小于1.5～2m的多箍小線框，采用方式一般采用中心觀測方式或偶極觀測方式。工作量小，測量設備輕便，施工速度快。

2 實施方案

以探測武所屯生建煤礦16108上順槽上18號導線附近陷落柱為例來說明。在16108上順槽上18號導線點前方18.6m處鉆機硐室位置做一個扇面立體超前探測，在橫向上布置三個平面，分別為水平、斜上30度、斜下30度，在縱向上布置一個平面，為垂直于巷道方向。

橫向上每個面自左向右沿-75°、-60°、-45°、-30°、-15°、0°、15°、30°、45°方向探測，縱向上自上而下沿60°、45°、30°、15°、0°、-15°、-30°、-45°、-60°方向探測。

3 資料處理解釋與探測成果

3.1 資料處理流程

瞬變電磁資料的處理和解釋工作往往是同時交互進行的，它們之間存在一種從實踐到認識的提高過程。在初步解釋成果的基礎上，進一步調整處理的窗口之后，再作反復的分析及解釋，必要時可進行反復的處理及解釋。

在首先進行了原始觀測數(shù)據(jù)的整理之后，經過反復進行畸變數(shù)據(jù)的剔除與校正、各測點的視電阻率反演與正演以及與地層地質資料的對比等過程，最終繪制出測線的視電阻率等值線圖。

3.2 數(shù)據(jù)解釋及探測成果

經過上述處理方法，對所有探測測線進行處理，形成各測線的反演電阻率成像剖面數(shù)據(jù)文件，淺部探測盲區(qū)控制在15m，以此數(shù)據(jù)為基礎通過插值形成數(shù)據(jù)體。

4 結論

本次超前探測地層的視電阻率異常反應明顯，能將相對富水異常區(qū)域和周圍進行區(qū)分，從而達到了設計目的，較好的完成了本次探測的工作任務。

瞬變電磁超前探測成果。斜上30°方向探測，巷道右前方10～85m范圍內存在視電阻率低阻異常反應，水平方向探測在巷道右前方35～100m范圍內存在視電阻率低阻異常反應，斜下30°方向探測，巷道右前方40～80m范圍內存在視電阻率低阻異常反應，豎直方向探測，巷道右前方45～80m范圍內存在視電阻率低阻異常反應。綜合以上4個探測方向異常區(qū)的范圍，圈定巷道右前方橫向-50～90m，縱向10～100m范圍，為巷道右前方陷落柱位置，其相對富水性中等。

［1］GB50026-8-93.工程測量規(guī)范》［S］.

［2］DZ/T0153-1995.物化探工程測量規(guī)范［S］.

［3］DZ/T0187-1997.地面瞬變電磁法技術規(guī)程［S］.

［4］MT/T898-2000.煤炭電法勘探規(guī)范［S］.

［5］ISO9002質量認證體系［S］.

龐樹臣（1974-），男，山東臨沂人，大學本科，助理工程師，從事煤礦技術工作。