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1、 湖南省耒阳市兴田煤业有限公司振兴煤矿物探实验报告编制人：宁小洪操作人：宁小洪参加人员：刘功文、周立荣、谢阳升施工地点：+43水平运输大巷离车场300米上山开门处（侧帮）施工单位：耒阳市煤炭局探测时间：2013-7-23湖南省耒阳市兴田煤业有限公司振兴煤矿物探实验报告侧帮瞬变电磁法物探实验报告前言在巷道适当位置采用矿井瞬变电磁探测技术进行探测，依据矿井水文地质地质资料，侧帮瞬变电磁法探测100m范围内含水情况，为布置探防水钻孔设计提供依据。 一、物探勘探任务及目的：1）基本测线2条，斜上方45度、顺煤层方向，每条测线10个物理点，总计20个物理点。2）探测迎头低阻体异常及分布范围。3）分析测区
2、内含水构造形态、水力联系。4）对测区内煤层开采或水害治理提供物理探测技术依据。5）为布置探防水钻孔设计提供依据。 探测位置示意图二、矿井瞬变电磁（TEM）的原理及特点矿井瞬变电磁和地面瞬变电磁法的基本原理的一样的，理论上也完全可以使用地面电磁法的一切装置及采集参数，但受井下环境的影响，矿井瞬变电磁法与地面的TEM的数据采集与处理相比又有很大的区别。由于矿井轨道、高压环境及小规模线框装置的影响，在井下的探测深度很受限制，一般可以有效解释200m左右。另外地面瞬变法为半空间瞬变响应，这种瞬变响应来自与地表以下半空间层，而矿井瞬变电磁法为全空间瞬变响应，这种响应来自回线平面上下（或两侧）地层，这对确
3、定异常体的位置带来很大的困难。实际资料解释中，必须结合具体地质和水文地质情况综合分析。具体来说矿井瞬变电磁法具有以下特点：1受矿井巷道的影响矿井瞬变电磁法只能采用边长1.5m的多匝回线装置，这与地面瞬变电磁法相比数据采集劳动强度小，测量设备轻便，工作效率高，成本低；2采用小规模回线装置系统，因此为了保证数据的质量、降低体积效应的影响、提高勘探分辨率，特别是横向分辨率；3井下测量装置距离异常体更近，大大的提高测量信号的信噪比，经验表明，井下测量的信号强度比地面同样装置及参数设置的信号强很多；4地面瞬变电磁法勘探一般只能将线框平置于地面测量，而井下瞬变电磁法可以将线圈放置于巷道底板测量，探测底板一
4、定深度内含水性异常体垂向和横向发育规律，也可以将线圈直立于巷道内，当线框面平行巷道掘进前方，可进行测；当线圈平行于巷道侧面煤层，可探测工作面内和顶底板一定范围内含水低阻异常体的发育规律；5矿井瞬变电磁法对高阻层的穿透能力强，对低阻层有较高的分辨能力。在高阻地区如果用直流电法勘探要达到较大的探测深度，须有较大的极距，故其体积效应就大，而在高阻地区用较小的回线可达到较大的探测深度，故在同样的条件下TEM较直流电法的体积效应小得多。三、矿井瞬变电磁法地球物理特征在探测富水区的位置及其分布范围等方面，瞬变电磁法是目前最有效的方法之一，其物理基础是富水区相对于周围地层有明显的电性差异。理论上讲，干燥岩石
5、的电阻率值很大，但实际上地下岩石孔隙、裂隙总是含水的，并且随着岩石的湿度或者含水饱和度的增加，电阻率急剧下降，即赋水性的不均匀程度在瞬变电磁参数图件上反映为电阻率的高低变化；当岩层完整时其电阻率较高，受构造运动或地下水作用的影响，部分地段岩层破碎或裂隙发育，破碎程度及其含水的饱和度越大（砂岩、灰岩富水性增强），岩石的导电性会显著增强，地层电阻率会明显降低，断面图上会有明显的低阻异常反映。正常情况下，各层位电性在横向上是相对均一的。当存在局部低阻异常体（裂隙带、富水区等）时，在断面上就会出现局部低电阻率异常区，当岩层富水时，其电阻率会降低，和围岩相比较形成低阻反映。为以导电性差异、电性感应差异作
6、前提的瞬变电磁法探测技术的运用提供了良好的地球物理前提。四矿井瞬变电磁工作仪器现场仪器使用的为武汉地大华睿地学技术有限公司生产的TEMHZ75矿用瞬变电磁仪，这套矿用瞬变电磁仪对低阻充水破碎带反映特别灵敏、体积效应小、纵横向分辨率高，且施工快捷、效率高等优点，既可以用于煤矿前方，也可以用于巷道侧帮、煤层顶、底板等探测，为煤矿企业在生产过程中水患和导水构造的超前预测预报提供技术手段。五、工作布置与工作量、技术措施及质量评述1本次矿井瞬变电磁法勘探试验施工布置与工作量，布置测线2条（斜向上45、顺层方向），通过移动发射接收线圈，形成2条测的实测剖面。2施工技术措施，矿井瞬变电磁法勘探装置类型采用重
7、叠回线组合装置，边长1.5m的激发和接收正方形线圈，激发线圈匝数16匝，接收线圈匝数40匝。供电电流档为2.5A，供电脉宽10ms，采样率16S。每个测点至少采用30次叠加方式提高信噪比，确保了原始数据的可靠性。3质量评述本次矿井瞬变电磁法勘探试验数据采集，严格按瞬变电磁法技术规程电阻率测深法技术规程，保证了本次试验的数据采集，从而保证了施工质量。六矿井瞬变电磁法勘探资料处理与解释1矿井瞬变电磁法勘探资料处理与解释基础本次物探资料的解释工作是在条件试验基础上，采取由已知到未知，由点到线，由线到面，由简单到复杂的解释原则。首先对探测数据进行地下半空间和地形较正，消除地形对采集数据的影响。其次对地
8、质不均匀体进行较正，消除不确定地质因素对所采集数据的影响。通过数据处理，给出了每条测线探测的等视电阻率剖面图。最后结合地质资料，把物探异常转化为地质异常。仪器采集的原始数据为归一化电位值即电位对电流的比值。将数据室内回放，原始数据打开后呈现如图7所示的两部分曲线，纵坐标表示某个测点的实测V/I值，从上到下依次为132道，可以选择更多道数。多测道视电阻率剖面图分别表示值为10-2到104，以对数方式显示，横跨六个数量级，单位为“微伏/安培”；横坐标表示该记录的若干个测点记录，即实际采集了多少个采样点；“x”表示第几个测点记录，“y”表示该测点某测道的实测V/I值。图例右侧表示多测道时间的标注，时
9、间从400微妙开始到60ms结束，中间分32个测道，不同测道用不同颜色标注。从这个剖面图上可以简单的横向分析出测区的电性大致分布趋势，峰值越大表示该区域地下的导电性较好，视电阻率就越趋于小，相对显示低阻异常。这是在后续的数据处理及异常区判断一个原始根据。纵向可从多测道图的疏密程度来分析不同深度视电阻率的高低，曲线密集处表示该区域地下的导电性好，视电阻率小；曲线稀疏处表示该区域导电性差，视电阻率高。经过相关计算可以得出每个测点的视电阻率值，然后用作图工具成图可以结合地质及水文地质情况直观地判断测区岩层的电性分布特点。七、异常性质判断成果图中共出现三种颜色分别为蓝色、黄色和红色。蓝色代表富水性相对
10、较强；黄色及红色代表不含水。造成“蓝色”成因一般有5种：1、裂隙发育 2、含水断层 3、含水陷落柱4、积水老巷 5、顶板淋水造成“红色“成因一般有4种1、不含水断层 2、不含水陷落柱3、不含水老空巷 4、岩性变化八、矿井瞬变电磁法勘探资料处理与解释1）+43水平运输大巷离车场300米上山开门处（侧帮）斜上方45（巷道指定位置0-30米）等视电阻率剖面图资料解释2）、+43水平运输大巷离车场300米上山开门处（侧帮）斜上方45，图中蓝色区域为低阻异常区，横坐标为探测巷道位置，从矿上指定区域为起始点，每3米间距沿回巷道向内走探测30米，纵坐标为探测深度。蓝色区域为低阻异常，资料解释：低阻异常区域位
11、于巷道730米之间，距离侧帮深度方向约37100米处。他于顺层水平方向垂直高度为26.16米。3）、+43水平运输大巷离车场300米上山开门处（侧帮）顺层水平方向（巷道指定位置0-30米）等视电阻率剖面图资料解释4）、+43水平运输大巷离车场300米上山开门处（侧帮）顺层水平方向，图中蓝色区域为低阻异常区，横坐标为探测巷道位置，从矿上指定区域为起始点，每3米间距沿回巷道向内走探测30米，纵坐标为探测深度。蓝色区域为低阻异常，资料解释：低阻异常区域位于巷道2030米之间，距离侧帮深度方向约63100米处。十、结论与建议1. 根据“物探先行，钻探跟进、化探跟进”的精神，物探报告作为钻探设计的重要依据，建议矿方结合物探资料进行相应的钻探验证，避免造成意外水害事故。2. 本次探测蓝色区域为低阻异常区，从图上总体看出出现低阻异常在14 -30米横向巷道方向区域明显，可能是存在一定的富水性，离侧帮深度的距离在37米到100米之间，请矿方结合地质条件进行判断，应该引起矿方的重视和注意，有必要进行地质推断和钻探验证。9
