CSAMT法探測煤礦構造含導水性的效果與分析

劉江賓,趙　輝,孫　偉（陜西省煤田地質局物探測量隊,西安 710005）

CSAMT法探測煤礦構造含導水性的效果與分析

劉江賓,趙輝,孫偉
（陜西省煤田地質局物探測量隊,西安 710005）

我國許多煤礦開采時間較長，隨著煤礦開采技術的發展，生產能力大大提高，淺部煤炭資源已開采殆盡，中深部資源的開采勢在必行。但中深部地質情況復雜，因此，中深部地質構造含導水性的探測顯得尤為重要，探測方法的選擇更是需要探索與分析。本文介紹了CSAMT法在煤田地質勘探中的技術特點及應用實例，總結了隱伏地質構造在CSAMT法中的電性反映特征。

中深部資源；隱伏地質構造；CSAMT法；煤田地質勘探

1　引言

近年來，隨著淺部煤炭資源的開采殆盡，煤礦開采深度不斷增加，但中深部的地質構造復雜，對構造的含導水性探測準確性較低，地質預測預報可靠性較差，從而在開采過程中造成嚴重的水害事故，給人民生命財產帶來了重大的損失，也嚴重制約著煤炭工業的發展。因此，提高中深部隱伏地質構造探測的準確性具有重要的現實意義。

目前，地面探測地質構造含導水性的手段大致有三種：鉆探方法直觀、準確，但其效率低、成本高，探測結果具有局限性和盲目性；直流電測深法雖然理論成熟，施工簡單，但也存在效率低、受高阻屏蔽等缺點，尤其對深部構造的探測工作量勞動強度更大；瞬變電磁法對水體反映敏感，但其體積效應較大，受儀器因素的限制，深部分辨率較低。CSAMT法近幾年憑借其效率高、勘探深度大、體積效應較小等優點被廣泛應用于地熱勘探、金屬礦探測等領域，并取得了較好的地質效果。但在煤田地質勘探中大面積的應用CSAMT法進行的物探工作較少，因此面積性的CSAMT工作在中深部煤田地質勘探中的應用效果值得探索與分析。本文以山西某煤礦為例，在其井田范圍內進行了大量的CSAMT工作，通過資料的反演解釋，對比分析了CSAMT法在探測中深部隱伏地質構造方面的效果。

2　CSAMT方法原理及其技術特點

CSAMT法使用可控制的人工場源，測量參數為電場和磁場之比所得出的視電阻率。探測深度不是靠供電電極幾何尺寸的變化而是靠頻率的變化而實現,故深山陡谷或狹小的區域內都可進行探測。此方法在不同頻率范圍進行測量時，CSAMT法還具備良好的深穿透能力，可從地表達到幾公里的深度，具有良好的橫向分辨率，不易受地形因素的影響且抗干擾能力強，工作效率高。

CSAMT法使用的是交變電磁場，因而可以穿過高阻層，特別是高阻薄層。有些用直流電法無法探測到的高阻薄層下的地質體，用CSAMT法能很好解決這一問題。

3　實例分析

采用美國Zonge公司生產的GDP-32Ⅱ型多功能電法工作站，標量裝置進行觀測，觀測參數為Ex和Hy，40m×40m的二維網度布設。從圖1中可以看出，該斷面發育X6陷落柱和F2逆斷層，視電阻率等值線在縱向上由煤系地層的較低阻至奧灰的高阻，在橫向上視電阻率基本呈水平層狀，反映了實際地層的特點。但在187～207段視電阻率曲線出現高阻繞曲特征，變化較雜亂，為X6陷落柱影響所致，且其不含水。在239～243段兩側視電阻率等值線發生明顯的變化，與正常地層電性特征不符，為F2逆斷層影響所致，分析其為局部含水斷層。在點號131～155段，等值線整體向下凹陷，相對右側呈明顯的低阻異常，結合地震資料可知，S1向斜的軸部穿過此區域，分析該異常范圍內含水層富水性較強。

通過以上斷面異常分析認為，隱伏地質構造（斷層、陷落柱、褶曲）在視電阻率斷面圖中電性異常反映較明顯，對其含水性可以得出定性的判斷，然后根據各層位視電阻率等值線平面圖并結合測區內已知地質資料對各種隱伏地質構造的導水性做出推斷。

4　結論

經過對山西某礦采用CSAMT法進行面積性勘探取得的成果研究和分析，有認識如下：

（1）CSAMT法勘探深度大、工作效率高、分辨率較高，受地形影響較小，對于在地形復雜的山區來說是一種行之有效的物探方法。（2）利用CSAMT法在煤田地質勘探領域探測中深部隱伏地質構造的含導水性是可行的，可以很好的解決隱伏構造含導水性的問題。

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劉江賓(1984—)，男，河北保定人，物探助理工程師，從事電法勘探工作。