瞬变电磁法在探测煤矿采空积水区的应用.pdf

2 0 0 9 年第9 期 中州煤炭总第1 6 5 期 睦园瞬变电磁法在 探测煤矿采空积水区的应用 周韬1 ’2 ，张开元1 ’2 1 ．中国地质大学 武汉 地球物理与空间信息学院，湖北武汉4 3 0 0 7 4 ；2 ．河南省煤田地质局物探测量队，河南郑州4 5 0 0 0 9 摘要探测煤矿采空积水区通常较难，但可以充分利用瞬变电磁法对低阻地质体反应灵敏和分辨率高的特 点，通过精细处理和分析研究．从而有效地探测采空积水区。以吉林某煤矿和山西某煤矿采空积水区探测为 例，介绍了瞬变电磁法在探测煤矿采空积水区中的应用及效果。 关键词瞬变电磁法；采空区；煤矿采空积水区；电阻率 中图分类号P 6 3 1 文献标识码A文章编号1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 0 9 0 9 0 0 5 l 一0 2 A p p l i c a t i o no fT r a n s i e n tE l e c t r o m a g n e t i cM e t h o di nP r o s p e c t i n g W a t e r ．a c c u m u l a t e dA r e ai nC o a lM i n eG o b Z H O UT a 0 1 一．Z H A N GK a i ．y u a n l ，2 1 ．I n s t i t u t eo fG e o p h y s i c s 河南省煤田地质局,物探 测量队,河南,郑州,450009 刊名 中州煤炭 英文刊名ZHONGZHOU COAL 年，卷期2009，9 被引用次数0次 参考文献4条参考文献4条 1.牛之琏 时间域电磁法原理 1992 2.郭文波.宋建平.曹捷 回线源瞬变电磁法在地质灾害调查中的应用[期刊论文]-物探与化探 200604 3.刘继东.史建涛 瞬变电磁测深法在煤矿工程勘察中的应用[期刊论文]-西安工程学院学报 199902 4.蒋帮远 实用近区磁源瞬变电磁法勘探 1998 相似文献10条相似文献10条 1.期刊论文 王俊茹.张吉恒.许柏青.WANG Jun-ru.ZHANG Ji-heng.XU Bai-qing 瞬变电磁法在高速公路采空区勘测 中的应用 -物探与化探2007,314 应用瞬变电磁勘探方法对青岛至兰州高速公路采空区进行勘察,介绍了瞬变电磁法野外数据采集技术,并对采空区、地层塌陷处的瞬变电磁法电阻率 异常特征进行了分析和研究,查明了采空区的分布位置和埋深,取得了有价值的结论瞬变电磁法勘察效果的好坏主要取决于装置类型及其他技术参数的选 择,如根据测区电阻率、最小和最大探测深度,确定最小和最大延时;进行解释时,掌握测区可能出现的地层,找准采空区和围岩所处的电阻率范围非常重要 ,特别注意区分采空区与陷落柱的电阻率差异.在本勘测区,采空区表现为高阻,陷落柱表现为低阻,这已由钻探所证实. 2.期刊论文 李成友.刘洪福.LI Cheng-you.LIU Hong-fu 多层采空区调查中瞬变电磁法的应用 -物探与化探 2007,31z1 有些煤层存在2层或2层以上的采空区,目前很多方法只能有效地探测最顶层采空区.针对这一情况,根据多层采空区的地球物理特征,利用瞬变电磁法 ,通过分析多测道电压剖面图和拟视电阻率断面图,准确地探测出了多层采空区的位置.结果表明,根据多层采空区地球物理特征,利用瞬变电磁法准确探测 多层采空区的位置划清责任是形之有效的方法. 3.期刊论文 郭彦民.冯世民.Guo Yanmin.Feng Shimin 利用三维地震及瞬变电磁法探查老窑、采空区 -中国煤田地 质2006,184 煤矿采空区富含水或瓦斯而对煤矿安全生产构成事故隐患,三维地震勘探技术可查明落差5m以上的断层、直径大于20m的陷落柱,控制采空区边界,其 平面位置误差不大于20m,是探测煤层采空区边界行之有效的手段.瞬变电磁法可查明含水地质体如岩溶洞穴与通道、煤矿采空区、深部不规则水体等.利 用三维地震结合瞬变电磁法探查显德旺矿老窑、采空区破坏范围及积水情况,取得了可喜的成果. 4.期刊论文 李金花.LI Jin-hua 瞬变电磁法在检测采空区注浆效果方面的应用 -山西建筑2007,339 介绍了瞬变电磁法的勘探原理及其野外工作参数,并对瞬变电磁法数据的处理内容进行了阐述,指出瞬变电磁法不仅能有效的探查采空区,而且能有效 的检测采空区的注浆效果,勘查实例说明该检测方法效果良好,值得推广应用. 5.期刊论文 康文献.张东阔.李海晓.KANG Wen-xian.ZHANG Dong-kuo.LI Hai-xiao 瞬变电磁法在采空区勘察中的 应用 -中州煤炭20094 煤矿采空区对工程建设项目有不良的地质影响,应采用有效勘探方法准确判定采空区的位置,并采取相应的治理措施,以减少采空区的危害.根据采空 区的岩体和地球物理特征,认为瞬变电磁法是采空区勘察技术中的有效方法,它观测的是纯二次场,分辨率高.对某高速公路下方呆空区进行探测.探测结果 呈现高阻扭曲异常和低阻异常特性,勘察成果经由钻探证实,取得了良好的效果. 6.期刊论文 郭崇光.田卫东 瞬变电磁法在山西采空区探测中的应用 -煤2004,131 简要介绍了瞬变电磁法的工作原理、探测采空区的地球物理前提及其装置的选择,通过实例说明该方法探测采空区的有效性,结合十几个采空区探测 项目的应用效果,总结该方法在探测采空区中的应用体会. 7.学位论文 张晓峰 瞬变电磁法探测煤田采空区的应用研究 2007 在煤矿生产过程中，随着煤层的被开采挖掘，地下会形成越来越多的采空区。采空区的垮塌会造成地面下沉、裂缝，毁坏耕地、建筑物等设施，破 环生态环境。故有效而经济地利用物探方法对采空区域进行勘探和评价，并提出适宜的防治措施有着良好的经济效益和社会效益。近年来众多物探工作 者对其进行了研究，取得了很多实用性的成果。但总体来讲，采空区的勘探研究还处于发展阶段，勘探手段和理论均不完善。国内外在此方而的成功经 验和资料积累大体包括收集资料和调查访问、钻探、室内试验、数值模拟等。 首先，本文简要介绍了瞬变电磁法的发展概况及主要工作装置，总结了该方法技术的主要优点，较详细地分析了均匀半空间，电磁场的特征，推导 了早期、晚期及全期道视电阻率ρτ公式以及高阻围岩中局部导电体的瞬变电磁响应和相应的ρτ公式。探讨了TEM附加效应的产生原因及识别方法、消 除或削弱途径；总结了同点装置物理模拟异常剖面曲线特征。从影响瞬变电磁法几种主要因素入手，探讨了压制地质噪声的途径，明确了回线边长与探 测深度、供电电流与信噪比的关系。 其次，讨论了不同方式采煤所形成的不同类型地下采空区及地电特性的关系，认为煤矿机械化程度高或规范开采所形成的采空区，对上覆岩层的破 坏程度大，产生的裂缝数量多且塌陷面积广，其电性特征是视电阻率值低且分布范围大，规律性明显，易分辨。而煤矿机械化程度低或不规范开采所形 成的采空区，对上覆岩层的破坏程度较小，也可形成规模不等的裂缝和塌陷范围，其电性特征是视电阻率值变化幅度大，呈不规则状，分辨率较低；对 于以巷道式开采为主的煤矿古采空区，由于采空区内充填物复杂，其视电阻率值可高于、也可低于正常地层的电阻率，在解释上要加以注意。 然后，总结出了采空区未塌陷和完全塌陷的地电模型并对该模型进行正演计算，分别对瞬变电磁法在探测高阻采空区和低阻采空区的异常反应能力 进行了探讨。同时较详细的分析了瞬变电磁法在探测煤田采空区的深度和精度问题。 最后，以重点工区的应用成果为例，阐述了该方法技术的有效性。结合工作实践总结了瞬变电磁法在探测煤田采空区的优点及注意事项，并就我们 目前的应用现状，以及国内外的发展对该方法做出了展望。 8.期刊论文 海四洋.张晗.白登海 瞬变电磁法在采空区水探测中的应用 -中州煤炭20086 瞬变电磁法TEM具有简便、快捷、对低阻体敏感等优点,在寻找地下水、查明采空区、探测岩溶发育等方面有着广泛的应用.以TEM法在广东兴宁 “8.7“矿难采空区积水探测的应用为例,分析了其探测区内积水采空区的位置和大致范围,为矿难抢险提供了重要的水文地质依据. 9.会议论文 花育才.夏双力.艾劲松.孟红星 瞬变电磁法在探测小窑采空区中的应用效果 2003 在煤矿生产中,小窑采空区积水,对安全生产构成极大威胁,另外小窑无序开采,越界开采,造成民用建筑物裂缝等问题日益突出,查明小窑采空区位置 ,是摆在物探技术人员面前的一个难题.本文介绍了采用瞬变电磁法,探测小窑采空区位置,效果良好. 10.期刊论文 封绍武.刘文增.杨晓东.FENG Shao-wu.LIU Wen-zeng.YANG Xiao-dong 强干扰区瞬变电磁法勘查采空 区效果 -物探与化探2010,342 利用瞬变电磁法勘察采空区,当存在较强电磁干扰时,常规测量方式无法取得准确的测量数据.在北京房山区采空区勘查中,使用了一种具有抗干扰能 力强的“8“字型测量方式,取得了较好的效果.通过剖面勘查以及相应的时间域电阻率成像资料处理法,获得了较高分辨率的电阻率剖面,推断出了采空区的 空间分布特征,为在强干扰区勘查采空区提供了一种新的技术方法,也为治理和防止地面塌陷的进一步发生提供了科学依据. 本文链接 授权使用中南大学zndx，授权号01f7cd1b-d9b1-4f76-b68f-9ea000c8ff54 下载时间2011年3月8日