基于高密度电阻率法和瞬变电磁法的岩溶塌陷综合探测应用

为了查明贵州黔南某矿区5号塌陷坑是否对地面村民房屋存在威胁,采用高密度电阻率法与瞬变电磁法两种物探手段进行了综合探测。比较了两种物探方法探测地下溶洞及岩溶发育带的成果;证实了这两种物探手段可以相互补充、相互印证,能有效地探测地下溶洞发育位置和分布空间,综合运用能够提高探测精度。探测结果认为,民房下方存在一处溶洞,为后期地质灾害治理提供了依据。最后,采用真空吸蚀理论及其数学模型解释了该地面塌陷发生的机理和原因。     

采掘工作面顶板含水构造应用矿井瞬变电磁探查技术

一、引言长期以来,采煤工作面内和巷道掘进前方的地质构造异常、顶（底）板突水灾害等问题一直困扰着煤矿安全生产．而其中的水害是影响矿井安全生产最多的重大灾害,由于矿井突水迫使工作面停产、搬迁．造成人员伤亡的事故屡见不鲜。目前,直接探测矿井各种突水构造的物探方法主要有矿井直流电法勘探方法、无线电波透视法、音频电透视法、瑞雷波法、矿井地质雷达法和矿井瞬变电磁法等,矿井瞬变电磁法凭借其对低阻异常体反应灵敏,方向性强,体积效应小、横向分辨率高、工作效率高和成本低等优点．在探测隐伏含（导）水构造、充水钻孔、采空区积水等方面取得了很好的应用效果,因此矿井瞬变电磁法应用于井下探测是一种很有发展前途的电磁探测方法。     

顶峰山矿区水文地质特征与防治水措施

 顶峰山矿井地下水系统包括第四系孔隙含水岩组、煤系基岩裂隙含水岩组、栖霞灰岩裂隙-岩溶含水岩组和老空水;矿井充水水源有大气降水、含水岩组、断裂构造带和老窑积水,其中对矿井有突水危险的主要是导水性断层和老窑积水;由于矿井内发育的导水性断层为岩溶水进入煤系提供了通道,防治水的重点工作是探查导水性断层和老窑积水区,导水性断层的探查主要采用高分辨率三维地震勘探和瞬变电磁法相结合的探测方法;防治方法可根据实际情况采用留设防隔水煤（岩）柱、截流堵水、疏水降压和注浆加固等措施;老窑积水主要分布在F5断层以北地区,采取钻探与物探相结合的方法进行探查,主要防治方法为留设防水煤岩柱和探放水。     

基于瞬变电磁法的采空区含水体分布探测

为探明采空区含水体层次结构、展布范围以及富水状况,以黑龙江省鸡东县某矿为例,根据不同赋存状态下岩层、煤层、采空区及其含水层电阻率的差异,采用PROTEM瞬变电磁仪进行地面探测,分析采空区含水体的二次场变化情况,捕捉低阻异常体,进而反演成像。结果表明：测区内局部地段塌陷裂隙、断层发育明显;1、3号异常区为采空区含水体,2号异常区为断层裂隙含水体。瞬变电磁法探测结果与现场钻探结果一致。该方法为煤矿防治水工作、煤矿水害事故应急救援及煤炭资源整合提供了可靠的技术支持。     

地面瞬变电磁法对采空区赋水情况的应用研究

为了研究地面瞬变电磁法探测煤矿采空区的响应特征及探测效果的可行性,根据测区的地球物理特征以及工程要求,运用TerraTEM瞬变电磁仪在山东甘霖煤矿矿界内探测采空区范围及采空积水性方面进行了应用。根据地面瞬变电磁法对低阻体响应十分敏感的特性,并结合试验选取的工作参数,较准确地查明了采空区的位置及赋水性情况。实践证明,地面瞬变电磁法在施工过程中能够有效避免井下空间限制及周围金属支架等的干扰,对于低阻体位置的圈定及定性解释,地面瞬变电磁法可作为一种有效的探测手段。     

瞬变电磁法在勘探中的应用

应用瞬变电磁法探测确定了勘探区域内F1023和F23（古交断层）的位置,并根据电法低阻异常体划定了地下水富水区。     

基于电磁场合矢量的陷落柱三维模拟及其探测

为了了解瞬变电磁场在含水陷落柱中的传播过程及电磁场响应特征,为瞬变电磁法超前探测掘进头前方的含水区提供理论支撑。建立矿井全空间含水陷落柱的地球物理模型,采用基于Yee网格的三维时域有限差分算法,模拟了电磁场的扩散过程,分析了在含水陷落柱影响下的全空间瞬变电磁场的时空分布特征,对电磁场某一方向上的分量进行了分析,并首次基于电场合矢量进行了详细描述,分析了电场合矢量的传播规律及响应特征,最后通过数值模型算例以及实际应用来验证瞬变电磁法探测含水陷落柱的有效性和适用性。结果表明：数值模拟采用适合瞬变电磁场计算的CPML(卷积完全匹配层)边界进行求解,可以减弱截断边界对计算结果的影响;模拟过程中含水低阻体能够显著地影响瞬变电磁场扩散过程,随着感应电场向上下空间不断地扩散,由于电场EX、Ey和Ez至少有两个极值的存在,若电场的畸变较小时,变化情况容易被淹没,一定程度上影响了异常体位置的准确判定,说明仅利用单一方向场量不利于分析低阻异常体的确切范围;而用合矢量来描述电磁场的扩散过程,感应电场合矢量仅有一个极大值,位于图形中心,感应电场此时已经到达低阻陷落柱内部,电场的分布受到陷落柱的的显著影响,用合矢量来描述电磁波的扩散情况,可精确分析出异常体的位置,更能体现低阻体的电性、形态、位置等特征;实际应用也表明瞬变电磁法不仅可以探测到掘进头前方的含水陷落柱,还可以确定其方位和距离,说明数值模拟和实际应用都表明瞬变电磁法是探查含水陷落柱的有效方法之一。     

瞬变电磁法在岩溶隧道超前地质预报中的应用——以七家营隧道为例

针对隧道超前地质预报工作中岩溶问题的特殊性,运用瞬变电磁法探讨了溶洞、溶隙以及陷落柱等非层状体系的电阻率响应特征。现场试验表明,岩溶不发育的完整岩体质量较好,ρs值可达100~250Ω;充满地下水的岩溶裂隙,其ρs值普遍低于背景值(5~10Ω),约0~5Ω;而无水溶洞的ρs值则高于背景值,为15~20Ω;陷落柱的ρs值异常不明显,需采用其他物探手段探测。结合七家营隧道工程对上述成果进行了验证,为我国南方岩溶隧道的超前预报方法和电磁地质解译提供了范例。     

可控源大地电磁法在地质灾害勘察中的应用研究

基于石膏矿产的物性特征,根据断层(破碎带及含水裂隙)和矿体上覆的淋滤灰岩富含水特性差异,在视电阻率曲线上呈现良导电的低电阻率反映,推断和解译矿体周围岩体含水性分布情况及断层位置,取得了较好的地质效果。实践证明,可控源大地电磁法是一种可靠的、理想的矿山地质灾害勘察物探手段。     

徐庄煤矿7199综放工作面突水分析

为实现7199工作面在高水压突水条件下安全回采,通过对徐庄煤矿水文地质条件分析、水质化验及工程验证确定突水水源,采用瞬变电磁探测法和巷道地震共偏移法探测技术探测7199工作面顶板含水层区域,通过工作面两巷及切眼数据综合计算,得到工作面面内及周边和顶板方向上下的相对低阻异常区域的分布情况.结果表明:较大低阻异常区域主要集中在工作面近溜子道一侧;7199工作面突水水源为顶板砂岩水和分界砂岩水,存在底含和侏罗白垩水间接补给;主要的导水通道为采动导水裂隙带.     

声呐探测法在桩底岩溶探测中的应用分析

昆明至倘甸高速公路多段穿越岩溶发育区，在建设阶段，岩溶是桩基工程的主要工程地质问题.岩溶区桩基施工中采用声呐探测法对桩底岩体完整程度及岩溶进行探测，声呐探测法将声呐技术应用于地质勘探中，利用桩孔中的泥浆作为声波传播和耦合的介质，探测桩底的溶洞发育情况，能有效地判断桩底以下10 m范围内岩溶发育情况，分析判断溶洞顶板的稳定性，并针对性的对桩长进行调整，可确保桩基的稳定.通过施工验证表明，该探测方法的准确性较高，具有检测周期较短、成本低的优点，可在岩溶发育地区桩基施工中发挥重要的作用，具有推广应用的价值.     

瞬变电磁法在隐伏断层探测中的应用

瞬变电磁法——小线框大电流的瞬变电磁法,瞬变电磁法技术由于其具有抗干扰能力强、横向分辨率高、勘探深度大,工作方便等特点。除了用于金属矿勘探和地下水的探测外,还可以应用于工程地质勘察。本文以实例说明小线框大电流的瞬变电磁法技术在隐伏断层探测中的成功应用。     

瞬变电磁法定量评估河流流域开采区富水性技术

为了查明河流下渗对露井联采采空区和回填区影响的范围及程度,采用瞬变电磁法对鄂尔多斯呼和乌素沟与乌兰木伦河附近井工开采采空区及露天开采回填区进行探测试验,根据距离河流的远近不同从"线、面、体"等角度全方位分析电性响应特征情况,并结合物探区域内钻探抽水试验结果,探讨瞬变电磁法定量探测富水性的可行性。结果表明:瞬变电磁法可精确勘查河流流域露井协采煤矿浅埋深地质异常体(埋深不超过150 m)富水范围及强度,河流附近不含水(或弱含水)采空区高阻特征明显,而河流附近含水回填区低阻特征明显;附近河流对回填区影响较大,横向可达500 m,回填区呈现明显的富水"漏斗",横向影响范围随深度增加缩小,富水强度随深度增加也减弱,基本与露天剥离回填空间范围相吻合,而附近河流对采空区及上部岩层影响较小,横向不超过80 m,纵向主要影响采空区上部含水层,对采空区补给较少,采空区基本不含水(或弱含水);尝试建立钻孔单位涌水量与视电阻率之间的关系式,并用瞬变电磁法定量探测区域单位涌水量从而确定富水性等级。     

瞬变电磁法在腾升煤矿探放水中的应用

在河南省郑州登封腾升使用矿井瞬变电磁法探测洲区内采空区积水范围及采空区边界、探查测区内断层的含导水性情况以及工作面底板富水构遗，取得了较好的效果。     

高密度电法在岩溶勘察中的应用

随着高速公路建设的快速发展,岩溶作为一种典型的不良地质现象在施工建设中的危害越来越明显.该文简要介绍了高密度电阻率法所基于的静电场理论和工作特点,应用该方法在某高速公路建设中的岩溶勘察进行了探测,获得了测区部位的视电阻率二维成像图;通过对视电阻率二维成像图异常形态、高低阻等特征的分析,推断出地下岩溶、溶洞的分布范围、大小和埋深.经钻探资料证实,推断结果与实际情况相吻合.     

物探方法在找水工作中的应用

本次物探找水应用音频大地电位法通过在地表测量和分析某些频段组合场Ef的信号特征,区分出异常电场,达到探测低电阻异常区。低频率曲线反映深部电阻率信息,高频率曲线反映浅部电阻率信息。甚低频电磁法测量某些参数的畸变,发现地下的良导体或磁性感应体的存在。圈定矿体、岩溶发育带,地下河,含水或矿化断裂带,隐伏构造,以及进行快速电阻率填图。电阻率测深法采用不同极距的视电阻率对应于不同深度电阻率值,由各测深点的不同极距视电阻率值,绘出断面等值线图,判断低阻带的空间分布及倾向特征,结合水文地质资料,推断含水区位置。     

深部矿井底板隐伏含水构造瞬变电磁探测应用

介绍了瞬变电磁法视电阻率计算和时-深转换基本原理;根据现场地质水文资料,并结合实际巷道工作面操作环境,应用PROTEM EM-47HP系统,对12051工作面底板开展隐伏含水构造探测,印证了该系统对低阻异常体敏感、定向性好、精度高的特点;利用BETEM后处理软件分析数据,经正-反演处理得到底板地层视电阻率断面图和顺层剖面图,初步确定了存在突水危险的隐伏含水构造异常区,为下一步钻孔查证提供了依据。     

瞬变电磁法在矿井水害预测防治中的应用

通过对山东某矿3702工作面底板岩层富水性的探测,介绍了瞬变电磁法在矿井水害预测防治中的应用效果。探测结果与钻探验证结果基本吻合,为井下水害预报和防治提供了可靠的技术支持和安全保障。说明瞬变电磁法在矿井掘进巷道顶底板、前方或旁侧的含水构造及岩层的含水性探测等方面具有重大的实用价值。为井下水害预报和防治提供可靠依据。     

瞬变电磁法在煤矿构造水害探测中的应用

介绍了瞬变电磁法的工作原理,利用矿井瞬变电磁技术对顶底板和迎头前方进行探 电磁法具有较好的方向性、较高的分辨率等特点,是探测矿井井下含水构造及其富水性的有 预测提供科学依据。     

瞬变电磁法在广昆铁路牧羊村2号隧道岩溶水害治理中的应用

瞬变电磁法具有对低阻体非常敏感的特点，应用较广，适用于隧道富水岩溶管道的探查.广昆铁路牧羊村2号隧道为可溶岩傍山隧道，处于地下水的季节变动带，运营以来雨季渗涌水突出，岩溶水害严重，对铁路运营安全影响很大.通过采用多断面瞬变电磁法查清了隧道主要排水岩溶管道特征，并针对性的打设集水孔，将涌入隧道的岩溶水拦截引排至泄水洞，解决了岩溶水害问题.既有铁路隧道岩溶水害治理中最重要的是过水岩溶管道位置的准确确定，在隧道中采用多断面瞬变电磁法可有效查清过水岩溶管道的空间特征.