大地电磁法在某煤矿地下水探测技术中的应用

大地电磁法在某煤矿地下水探测技术中的应用

(四川省西南大地工程物探有限公司,610000)

摘要:近年来,水资源紧缺问题日益严重,地下水资源的开采力度也不断加大。但在具体探测过程中,需要重视探测方法的使用。基于此,本文将重点阐述大地电磁法在具体煤矿地下水探测技术中的应用。

关键词:大地电磁法;煤矿;地下水资源;探测技术

引言

某地域的地下水资源较多,但煤层结构相对复杂,因此在具体实施时会面临较多的不确定因素。尤其是地下水的存在,导致整体性发生破坏,使用大地电磁阀在地下水探测过程中会起到一定的作用。在使用电磁法进行探测时,需要及时捕捉电性变化,从而为该区域的水文地质情况提供了条件。

1、大地电磁法概述

对于大地电磁法而言,主要会应用到电磁波理论、雷达探测技术以及感应系统,因此在地质勘探、地下水探测过程中具有非常大的应用价值。对于煤矿地下水的探测,需要就测量的原理、模型的构建、数据的分析以及使用情况和分析过程中进行研究,从而明确探测的实际情况。

1.1测量的原理

在煤矿地下水探测过程中,使用的大地电磁法是一种常用的方式,主要是通过地面探测的方式对地下的天然电磁场进行研究。大地电磁波主要是改变电磁波的频率实现电磁感应,通过对收集信息的研究,捕捉地下的地质信息。这种测试本身会按照频率的高低进行排序处理,从而由浅至深分析地层的电性结构。

1.2正演模型和反演

采用正演模型进行探测主要是对地质体的电导率结构进行研究,通过对电阻率的分析,获得不同地质影响因素的模型。对于地球物理而言,需要确定数理模型的边值和初值问题。

对于大地电磁法的应用最重要的就是反演工作,需要通过对捕捉到的数据的研究,从而反推出产生数据的内在系统信息。在探测到地球响应之后,需要对电阻率、相位以及表面阻抗进行研究,通过反演出模型,定量研究不同电性介质在地下的分布情况。

1.3使用条件

大地电磁法本身是一种天然的物探方法,主要是利用电磁法对地下组成情况进行研究。优点主要体现在不受高电阻屏蔽、高导分辨率低、施工成本低、工作方便等方面。采用反演的方式进行数据处理主要优势体现在反演的非唯一性比较强,因此可以通过计算机技术的辅助作用,不断提升工作效率。因此这种方式也在矿产勘探以及地下水勘探和构造探查等领域发挥作用。

2、矿井地质特征和测线的布置情况

某煤矿的南翼断裂较发育,煤层深度在500米左右。南翼存在两个较大的断层,并且包含部分次生小构造,井田的水文地质条件相对复杂,并且潜水含水层与下联河有一定的的联系。通过对表现场的实际关系和矿井生产布局选择对电磁数据进行收集,并确定观测点的个数。

使用大地电磁法进行煤矿地下水探测时,需要做好现场的调研工作,由于不同的区域对于探测技术的要求有所不同,因此在技术的应用上本身也存在差异,对于大地电磁法而言,需要充分认识不同区域的差异性,并通过采取针对性的测试方案,获取具有价值的数据,从而对地下水的情况进行分析与评估。不同类型的地下水分布对于煤矿的开采意义重大,合理进行控制不仅可以提升勘探的安全性,还会避免发生不必要的污染,在这一过程中,大地电磁法发挥着重要的作用。

3、探测结果的分析

通过对实际的数据进行分析,并利用计算机进行可视化开发,从而获取反演的效果图,从而及时了解地质异常区域的实际情况。这种方式在应用过程中,可以相对准确的对未知的异常情况进行校准,从而进一步确定异常的原因,并确定采空的范围。利用测线对探测结果进行分类,从而确定高阻异常区的实际情况,并对各种异常情况进行逐一分析:

第一,测线的低阻异常区域的平均范围控制在300-400米,并将深度控制在200-250米之间,由于区域的电阻值相对于周边介质较低,因此会形成相对闭合的环形区域,需要利用电磁法理论以及相关的经验进行进一步的判断,初步推断该区域处于水富区域。

第二,高阻异常的另外一个区域的水平范围在80--150米,深度大概在50-110米之间,巷道的底埋深度在100米左右。

第三,高阻异常的下一个异常区域大概在0-140米左右,深度经测量在190-260米之间,异常区域范围相对较多,通过进一步研究确定煤层的位置,大约在埋深220-270米之间,确保数据与探测结果的一致性,推断高阻异常区域的位置。

第四,高阻异常区域的另一个位置水平范围控制在320-400米,深度在90-120。通过测线靠近勘探线,并及时将测线范围与煤层的垂直。将测线投影在勘探线上,测线范围与水平范围叠加后,标记标高,煤层地板标高确定采空的影响区域。

第五,最后一个高阻异常区域的平均范围控制在240-400米之间,并将深度控制在120-180米之间,测线同样靠近勘探线上,这种测线在勘探线的剖面位置以及探测的具体煤层位置,通过相关的测试可以进一步得出,地面的标高位于480米左右,计算出煤层深埋110-240米左右,通过研究可以发现与探测结果吻合,推测高阻异常区域的位置。

4、结语

综上所述,大地电磁法主要是通过电磁理论,通过利用先进的地下水探测技术对地下情况进行勘探,这种技术对于获取的数据而言,由于具备不唯一性的特点,因此测量相对准确,在进行数据分析的过程中,通过利用计算机技术可以提升数据分析的效率。在煤矿地下水的探测过程中,利用大地电磁法可以取得较好的效果。

参考文献

[1]何国丽,王光杰,周超,严小丽,李红领.音频大地电磁法在探测地下水中的应用——以湛江南木水为例[J].地球物理学进展,2019,34(01):304-309.

[2]于超,刘永芳.大地电磁法在煤矿地下水探测技术应用[J].同煤科技,2018(02):28-30.

[3]万玲.地下水磁共振与瞬变电磁联合反演方法及探测系统研究[D].吉林大学,2013.

作者简介:岳云宝(1984.10-),男,黑龙江绥化人,职务:工程师,方向:大地电磁探测。

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