高密度电法在地下煤矿采空区探测中的应用.pdf

2008年第8期 西部探矿工程 l47 高密度电法在地下煤矿采空区探测中的应用 李军锋，李生路 (河南省有色金属地质矿产局第七地疑大队，河南安阳455000) 摘 要：论述了高密度电阻率法的工作原理、装置形式和异常特点，同时列举一煤矿矿区实例，说明高 密度电法对其地下采空区的探测效果，通过地电影像的图象显示，使得断面异常形态清晰明了。 关键词：高密度电法；采空区；探测效果；地电断面影像 中图分类号：P631．3 文献标识码：B 文章编号：1004--5716(2O08)O8一Ol47一O4 高密度电法是2O世纪8O年代提出来的一种电法 ～ bcm 。 勘探新技术，其原理是以常规直流电阻率法为基础，在 从地质资料看，该区煤层赋存于灰岩之中，并有两个 探测剖面上同时布置多个电极(60或 120个)，由人工 赋存标高，分别为50~65m、86~105m，煤层总体呈缓倾斜 向地下发送电流，使地下形成稳定的电流场，通过自动 状。地下采空区多数是追索煤层向前推进，回采后即废 控制转换装置对所布设的剖面进行自动观测和记录的 弃，运煤的平巷其断面尺寸一般为2．0mX2．0m。 一 种物探方法。可进行二维地电断面测量，兼具剖面法 该区采用高密度电阻率法测量的物性前提，是利用 和测深法的功能，是进行地层划分、探测隐伏断层构造、 组成地下介质层间的电性差异：采空区和巷道为特高 岩溶空洞以及地质滑坡体等的一种有效手段。相对而 阻，灰岩层为高阻，煤层呈中到相对高阻，灰岩层和未开 言，高密度电法具有测点密度大、信息量大、工作效率高 采煤层横向较均匀且分布范围一般很大，充水的巷道呈 等特点，测量过程中，通过转换装置控制电极间的不同 低阻但范围很小。地表通过不同电极距的布设可采集 排列组合，能够实现直流电法勘探中的各种装置形式的 到反映地下不同点、不同深度的视电阻率值，而视电阻 探测，如温纳、偶极、施贝和微分等，可以提供更多的地 率值即蕴含着各种地质体的分布信息，采用计算机对数 电断面信息，有利于对比分析，因此充分发挥了物探技 据进行处理、影像成图和综合分析解释，即可确定出地 术在勘查中的优势。 下采空区和巷道的大小、形状、分布范围以及在地表的 通过采用DUK一2型高密度电法仪，对某煤矿的 投影位置。 地下采空区以及采煤巷道的有效探测，成功地圈定出测 2 高密度电法仪的仪器设备、方法选择和测线布置 区内新老采坑、巷道的具体位置和分布范围，探讨了高 野外测量采用重庆地质仪器厂生产的DUK一2型 密度电法在工程地质勘查中的应用效果。 高密度电法仪测量系统，该仪器由多路电极转换器 1 测区地质概况及地球物理特征 DUK一2和多功能直流电法仪DZD--6共同组成，观测 测区是位于一村庄和煤矿矿井之间(见图1)，煤矿 参数为视电阻率ps。野外测量时将剖面上电极一次性 开采是不断地向村庄方向掘进的，不同标高、不同时间 布好，设置好仪器的采集参数和装置参数，则可自动进 开采的采空区比较混乱，其中许多地段地下回采后已经 行断面视电阻率值的测量和存储记录工作；室内将仪器 坍塌(井中巷道和采空区的位置已无法控制测量)，造成 内的数据回放至微机，用专用的成图软件将断面上的视 地表农田里多处出现连续的裂缝和沉降坑。由于距离 电阻率值转换成地电影像图，异常形态清晰明了。视电 村庄较近，为了确保安全，决定利用物探方法确认地下 阻率断面图是研究沿测线方向的断面上视电阻率ps值 采煤坑道是否已经越界开采(自村庄