CSAMT法探測(cè)煤礦構(gòu)造含導(dǎo)水性的效果與分析

劉江賓,趙　輝,孫　偉（陜西省煤田地質(zhì)局物探測(cè)量隊(duì),西安 710005）

CSAMT法探測(cè)煤礦構(gòu)造含導(dǎo)水性的效果與分析

劉江賓,趙輝,孫偉
（陜西省煤田地質(zhì)局物探測(cè)量隊(duì),西安 710005）

我國(guó)許多煤礦開(kāi)采時(shí)間較長(zhǎng)，隨著煤礦開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)能力大大提高，淺部煤炭資源已開(kāi)采殆盡，中深部資源的開(kāi)采勢(shì)在必行。但中深部地質(zhì)情況復(fù)雜，因此，中深部地質(zhì)構(gòu)造含導(dǎo)水性的探測(cè)顯得尤為重要，探測(cè)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(zhì)勘探中的技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用實(shí)例，總結(jié)了隱伏地質(zhì)構(gòu)造在CSAMT法中的電性反映特征。

中深部資源；隱伏地質(zhì)構(gòu)造；CSAMT法；煤田地質(zhì)勘探

1　引言

近年來(lái)，隨著淺部煤炭資源的開(kāi)采殆盡，煤礦開(kāi)采深度不斷增加，但中深部的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，對(duì)構(gòu)造的含導(dǎo)水性探測(cè)準(zhǔn)確性較低，地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)可靠性較差，從而在開(kāi)采過(guò)程中造成嚴(yán)重的水害事故，給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了重大的損失，也嚴(yán)重制約著煤炭工業(yè)的發(fā)展。因此，提高中深部隱伏地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)的準(zhǔn)確性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，地面探測(cè)地質(zhì)構(gòu)造含導(dǎo)水性的手段大致有三種：鉆探方法直觀、準(zhǔn)確，但其效率低、成本高，探測(cè)結(jié)果具有局限性和盲目性；直流電測(cè)深法雖然理論成熟，施工簡(jiǎn)單，但也存在效率低、受高阻屏蔽等缺點(diǎn)，尤其對(duì)深部構(gòu)造的探測(cè)工作量勞動(dòng)強(qiáng)度更大；瞬變電磁法對(duì)水體反映敏感，但其體積效應(yīng)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(yīng)較小等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于地?zé)峥碧?、金屬礦探測(cè)等領(lǐng)域，并取得了較好的地質(zhì)效果。但在煤田地質(zhì)勘探中大面積的應(yīng)用CSAMT法進(jìn)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(zhì)勘探中的應(yīng)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(nèi)進(jìn)行了大量的CSAMT工作，通過(guò)資料的反演解釋，對(duì)比分析了CSAMT法在探測(cè)中深部隱伏地質(zhì)構(gòu)造方面的效果。

2　CSAMT方法原理及其技術(shù)特點(diǎn)

CSAMT法使用可控制的人工場(chǎng)源，測(cè)量參數(shù)為電場(chǎng)和磁場(chǎng)之比所得出的視電阻率。探測(cè)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(shí)現(xiàn),故深山陡谷或狹小的區(qū)域內(nèi)都可進(jìn)行探測(cè)。此方法在不同頻率范圍進(jìn)行測(cè)量時(shí)，CSAMT法還具備良好的深穿透能力，可從地表達(dá)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(qiáng)，工作效率高。

CSAMT法使用的是交變電磁場(chǎng)，因而可以穿過(guò)高阻層，特別是高阻薄層。有些用直流電法無(wú)法探測(cè)到的高阻薄層下的地質(zhì)體，用CSAMT法能很好解決這一問(wèn)題。

3　實(shí)例分析

采用美國(guó)Zonge公司生產(chǎn)的GDP-32Ⅱ型多功能電法工作站，標(biāo)量裝置進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)參數(shù)為Ex和Hy，40m×40m的二維網(wǎng)度布設(shè)。從圖1中可以看出，該斷面發(fā)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(shí)際地層的特點(diǎn)。但在187～207段視電阻率曲線出現(xiàn)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(cè)視電阻率等值線發(fā)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?dāng)鄬印Ｔ邳c(diǎn)號(hào)131～155段，等值線整體向下凹陷，相對(duì)右側(cè)呈明顯的低阻異常，結(jié)合地震資料可知，S1向斜的軸部穿過(guò)此區(qū)域，分析該異常范圍內(nèi)含水層富水性較強(qiáng)。

通過(guò)以上斷面異常分析認(rèn)為，隱伏地質(zhì)構(gòu)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(duì)其含水性可以得出定性的判斷，然后根據(jù)各層位視電阻率等值線平面圖并結(jié)合測(cè)區(qū)內(nèi)已知地質(zhì)資料對(duì)各種隱伏地質(zhì)構(gòu)造的導(dǎo)水性做出推斷。

4　結(jié)論

經(jīng)過(guò)對(duì)山西某礦采用CSAMT法進(jìn)行面積性勘探取得的成果研究和分析，有認(rèn)識(shí)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(duì)于在地形復(fù)雜的山區(qū)來(lái)說(shuō)是一種行之有效的物探方法。（2）利用CSAMT法在煤田地質(zhì)勘探領(lǐng)域探測(cè)中深部隱伏地質(zhì)構(gòu)造的含導(dǎo)水性是可行的，可以很好的解決隱伏構(gòu)造含導(dǎo)水性的問(wèn)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。