直流电法勘探在赵城村找水中的应用

学学期《电法勘探原理与方法》

成都理工大学2014—2015学年 第一学期《电法勘探原理与方法》考试试卷 注意：所有答案请写在答题纸上，写在试卷上无效。 一 、名词解释（共5小题，每小题2分，总10分） 1、接地电阻 2、电磁波波数 3、正交点 4、视极化率 5、静态位移 二 不定项选择题（共20小题，每小题 1分，总20分） 1、影响视电阻率的因素有（ ） A 地形 B 装置 C 测点位置 2、利用自然电位法勘探某金属矿，在其上方中心处通常能观测到（ ） A 明显的正异常 B 明显的负异常 C 正负异常伴生 3、激发极化法可解决下列地质问题（ ） A 寻找浸染矿体 B 寻找水 C 寻找碳质、石墨化岩层 4 、电磁偶极剖面法中，哪些装置能观测纯异常（二次场）（ ） A （X ，X ） B （X ，Z ） C （Z ，Z ） 5、下列方法中受地形影响最小的方法是（ ） A 电阻率法 B 激发极化法 C 电磁感应法 得分 得分

6、本学期《地电学》课程实习“电阻率测深仪器及装置认识实习”过程中，采用电源电瓶最高供电压档位为（） A 63伏 B 90伏 C 120伏 7、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习“电偶极子场特征认识”过程中，实习要求中，要求同学们完成的图件有（） A 电位图 B 电阻率图 C 电场强度图 8、本学期《地电学》课程实习“电测深正演模拟”实习过程中， 给出地电模型是（） A 二层模型 B 三层模型 C 四层模型 9、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习过程中，学习了绘制二维电阻率异常剖面图的软件是（） A SURFER软件 B GRAPHER 软件 C GEOPRO 软件 10、本学期《电法勘探原理与方法》课程实习“仪器及装置认识实习”过程中，采用的装置有（） A 中间梯度装置 B 对称四极装置 C 偶极装置 11、中间梯度法理论上在勘探哪些电性和产状的矿体能产生明显的异常（） A 陡立低阻矿体 B 陡立高阻矿体 C 水平的高阻矿体 12、联合剖面法理论上在勘探哪些电性和产状的矿体能产生明显的异常（） A 直立的低阻矿体 B 直立的高阻矿体 C 水平的低阻矿体 13、下列方法能有效勘探产状较陡的良导矿体的有（） A中梯法 B联剖法 C 回线法 14、用联合剖面法工作时电阻率异常曲线能看到高阻正交点的有（）

直流电法仪物探报告

登封市慧祥煤业YDZ(A)直流电法仪探测报告 探测地点：12181巷道 探测日期：2007.10.23

本次YDZ(A)井下直流电法仪探测的地质任务是：12181掘进巷道前方地质含水结构 1、井下电法基本原理 矿井直流电法属全空间电法勘探。它以岩石的电性差异为基础，与地面电法不同，在全空间条件下建场，在地下巷道中进行电法测量工作，地下电流通过布置在巷道内的供电电极在巷道周围岩层中建立起全空间稳定电场，该稳定电场特征取决于巷道周围岩石的电性特征及其赋存状态，测量该电场的变化规律，使用全空间电场理论处理和解释，就可找到巷道周围岩石中引起电场变化的水文、地质构造等规律。 井下直流电法的方法技术很多，巷道迎头超前探测使用三点——三极探测法效果好； 该技术改变了传统的探测方法和解释方法，包括： （a）不使用传统容易的对数坐标，而使用难度较大的算术坐标，进行高密度采集数据； （b）改变过去单点解释方法，使用新的断面连续解释方法，能大大提高物探解释的准确性； （c）确定相应方法判断解释潜在突水通道的物探标准。 井下采集第一手资料是反映岩石电性特征的视电阻率，使用西安分院研制的具有国内先进水平的矿井电法专用软件进行处理和解释：（1）单独提取视电阻率中的含水信息——用于解释工作面巷道底板100m深度内的含水、导水规律，潜在的突水通道。 （2）单独提取视电阻率中的岩石电性分层信息——用于解释工作面底板隔水层厚度、含水层厚度、含水层原始导升高度。 （3）超前探测——井下巷道侧帮、迎头前方80米内的断层及含水、导水构造。

（4）立体成图——对工作面底板下不同深度进行类似“CT”成像的断面、平面切片，分离出电法含水异常区域，得到视电阻率低阻异常断面图、平面图，进行立体解释。 2、系统组成 YDZ(A)防爆数字直流电法仪（以下简称电法仪）是井下电法勘探仪器，也可用于地面进行电法探测地质构造。由9节1.8Ah锂电池组成5.4 Ah 10.8V电池组，逆变电路，整流滤波电路，极性变换发射输出，单片机控制电路，接收电路，显示、存储、通讯等电路组成。 电法仪的各功能板如图1所示，电池输出的直流电压经逆变升压电路产生70或100V的高压，经整流滤波、极性变换输出，通过AB 供入大地；同时通过MN接收大地的感应信号，经A/D转换器放大并转换成数字后送给单板机存入存储器。存储器中的数据通过RS232串行通讯口进行数据交换；供电时间有可选。供出的电流在显示器上显示。 电法仪的组成

YDZ(A)直流电法仪全说明

YDZ(A)直流电法仪全说明 YDZ(A)防爆数字直流电法仪 使用说明书 煤炭科学研究总院西安分院发布 井下电法基本原理 矿井直流电法属全空间电法勘探。它以岩石的电性差异为基础，与地面电法不同，在全空间条件下建场，在地下巷道中进行电法测量工作，地下电流通过布置在巷道内的供电电极在巷道周围岩层中建立起全空间稳定电场，该稳定电场特征取决于巷道周围岩石的电性特征及其赋存状态，测量该电场的变化规律，使用全空间电场理论处理和解释，就可找到巷道周围岩石中引起电场变化的水文、地质构造等规律。 1(井下高分辨直流电法技术 井下直流电法的方法技术很多，巷道迎头超前探测使用三点——三极探测法效果好;在工作面采用高分辨电测深法和电透法效果好。 高分辨电测深法是研究某一深度方向地层电性变化的规律，从而获得该深度方向上地层中各

井下电法探测原理示意图 板顶 煤层 A + M N B —电流线 底板 ρs 溶洞 实测视电阻率曲线 种地质信息的一种物探方法(参见原理示意图)。它是在同一点逐次增大供电电极距，使勘探深度由小逐渐变大，观测测量点附近沿深度方向由浅到深岩石电阻率的变化特征。它主要用于研究解决电性分层和水文地质问题。 该技术改变了传统的探测方法和解释方法，包括: (a) 不使用传统容易的对数坐标，而使用难度较大的算术坐标，进行高密度采集数据; (b) 改变过去单点解释方法，使用新的断面连续解释方法，能大大提高物探解释的准确性; (c) 确定相应方法判断解释潜在突水通道的物探标准。 井下采集第一手资料是反映岩石电性特征的视电阻率，使用西安分院研制的具有国内先进水平的矿井电法专用软件进行处理和解释: (1)单独提取视电阻率中的含水信息——用于解释工作面巷道底板50m深度内的含水、导水规律，潜在的突水通道。 (2)单独提取视电阻率中的岩石电性分层信息——用于解释工作面底板隔水层厚度、含水层厚度、含水层原始导升高度。 (3)超前探测——井下巷道侧帮、迎头前方50~60米内的断层及含水、导水构造。 (4)立体成图——对工作面底板下不同深度进行类似“CT”成像的断面、平面

电法勘探原理与方法

电法勘探原理与方法 教案 刘国兴 2003．5 总学时64，讲授54学时，实验10 绪论：（1学时） 绪论中讲5个方面的问题 1.对电法勘探所属学科及具体定义。 2.电法勘探所利用的电学性质及参数。 3.电法勘探找矿的基本原理。在此主要解释如何利用地球物理（电场）的变化，来表达找 矿及解决其它地质问题的原理。 4.电法勘探的应用。 1)应用条件 2)应用领域 3)解决地质问题的特点 4)电法勘探在勘探地球物理中所处的位置 第一章电阻率法 本章为电法勘探的常用成熟的方法，在地质勘察工作中发挥着重要作用，是学习电法勘探的重点之一。本章计划用27学时，其中理论教学21学时，实验教学6学时。 §1.1 电阻率法基础 本节计划用7学时，其中讲授5学时，实验2学时。本节主要讲述如下五个问题 一、矿石的导电性（1学时） 讲以下3个问题： 1)岩，矿石导电性参数电阻率的定义及特性。 2)天然岩，矿石的电阻率 矿物的电阻率及变化范围，岩石电阻率的变化范围。 3)影响岩，矿石电阻率的因素。 I.与组成的矿物成分及结构有关。 II.与所含水分有关。 III.与温度有关。 二稳定电流场的基本性质。 主要回顾场论中有关稳定电流场的一些知识，给出稳定电流场的微分欧姆定律 公式电流的连续性（克希霍夫定律）；稳定电流场是势场三个基本性质。 三均匀介质中的点源电场及视电阻率的测定 主要讲述三个内容： 1)导出位场微分方程（拉氏方程）及的位函数的解析解法。 2)点电流源电场空间分布规律。 3)均匀大地电阻率的测定方法。 电法勘探中测量介质电阻率的方法由此问题引出，开始建立电法勘探中“装量”这一词

的概念， 本节重点：稳定电流场的求法及空间分布；均匀大地电阻率的公式的导出及测定方法。 以上内容两学时 四非均匀介质中的电场及视电阻率（1学时） 阐述4个问题 1)什么是非均匀介质中的电场？特点，交代出低阻体吸引电流，高阻体排斥电流的 概念 2)非均匀电场的实质：积累电荷的过程。 3)什么是视电阻率？如何定义？ 4)视电阻率微分公式。（导出和用法） 五电阻率法的勘探深度问题（1学时） 由稳定电流场中电流随深度变化的特征来讨论，并导出电流密度随供电电极距的变化规律。即：AB何值时，h深度的电流密度最大。 由以上关系得出结论： ·决定电阻率法勘探深度的因素是供电极距 ·影响电阻率法勘探深度的因素是断面电阻率达分布。 §1.2 电阻率法的仪器和装备（2学时） 阐述电阻率法仪器的特点及发展，目前的情况，拟讲四个方面的内容： 一，对电测仪的要求。 二，具有代表性电测仪器的工作原理简介。 1，DDC－系列电子自动补偿仪的工作原理。 2，DWD－系列（北京地质仪器厂生产）微机电测仪的工作原理。 三，电阻率法主要装备 1，供电电极。2，供电电源。3，测量电极。4，导线和线架。 5，通讯设备。6，记录，计算用具。 §1.3电阻率剖面法 介绍什么是剖面法及剖面法特点。这部分内容是电阻率法中较重要的内容。 一，剖面法概述（1学时） （一）装置类型。二极，三极，联合三极等 视电阻率表达式：ksdflkasdf （二）装置间的关系 1，和三极之间的关系。（推导公式引出） 2，三极和四极之间的关系。 二，三极，联合三极，对称四极跑面法子各类地质体上的视电阻率异常（3～4学时）。（一）垂直接触面上三极，联合三极，对称四极的异常。 1 三极装置视电阻率表达式 用镜像法求出位函数表达式，沿剖面方向微分求出场强，进而求出视电阻率表达式。将AMN排列和MNB排列第視参数画在同一坐标便得到联合三极，过垂直接触面上的视电阻率异常。由联合三极与对称四极的关系便又可求出对称四极装置的视电阻率异常。 （二）球体上联合三极，对称四极大视电阻率异常。 1由点源场中的导电球体的场论问题，求出此问题的电位函数表达式，导出视电阻率表达式。 1讨论低阻球体和高阻球体的联合三极异常形态，给出“低阻正交点”和“高阻反交点”的概念。利用三极和四极大关系得出对称四极球体上的异常规律。 （一）脉状地质体上联合三极，对称四极视电阻率异常 1 直立情况与球体相似，曲线对称。 2 倾斜情况，要进行仔细分析，然后给出倾斜脉体的联合三极，对称四极大异常情况。 三、偶极剖面法（1学时） （一）球体上的偶极剖面法视电阻率异常 1 视电阻率解析表达式 求法类似于三极中的求法。

高密度电法勘探的装置选择和资料解释

高密度电法勘探的装置选择和资料解释 祁增云，任海翔，乔佃岳 （国家电力公司西北勘测设计研究院，甘肃兰州730050） 摘要：本文就高密度电法勘探做了一些综合性论述，重点就装置的选择、资料解释、限制因素以及高密度电法勘探后期展望做了一些探讨。 关键词：高密度电法；装置；解释 1 概况 高密度电法勘探的出现使得电法勘探的野外数据采集工作得到了质的提高和飞跃，同时使得资料的可利用信息大为丰富，使电法勘探智能化程度向前迈进了一大步。但高密度电法其核心只是实现了野外测量数据的快速、自动和智能化采集，它的工作实质依然是常规电法勘探原理，所以说它只是一种基于老原理的采集手段的提高，它并未脱离直流电法的框架，并算不得是一门全新的勘探方法。但是，由于其采集密度的增大、排列装置的增多，为传统电法带来了新的活力，同时也为技术处理带来了新的课题。 高密度电法勘探的装置选择、资料解释是两个关键环节。排列装置选择得合适与否，直接关系到是否测试出探测目的所反映出的异常。资料解释则是探测目的最终反映和探测效果最直接表达。 2 装置的选择 选择哪种装置取决于场地大小、地形起伏、探测任务以及探测精度等因素。 2.1 场地因素 如果场地开阔，一般都使用四极装置（α、α2），因为该方法会获得最大的测量电位。这对于节省外接电源，减少供电电压，特别是压制干扰，增强有效信号，有着重要的意义。如果场地不允许，那么最好使用三极装置（AMN、MNB），三极装置比四极装置将节省一半的场地。 2.2 地形因素 高密度电法勘探应尽力避免地形的起伏,然而事实常难随人意，这时候就得考虑哪种装置受地形的影响最小。在众多装置中，偶极装置受地形影响最为剧烈，它本身的电测曲线就已经复杂，如果加上地形的因素，其电测剖面形态会变得很难辨别。其次是三极装置，该装置遇到山谷或山脊时电测曲线会出现多个峰值，并且AMN和MNB两个装置的反映程度不均衡，故而判别起来困难较大。相对而言，四级装置受地形的影响较小，电测剖面形态比较好判断。 2.3探测精度因素 掌握探测精度(灵敏度)与装置的关系，是高密度电法中很重要的环节，也是众说纷纭，很难形成一个定论的问题。根据《高密度电法探测岩溶试验》结果，β装置灵敏度最高，γ次之，α最次，而据中国地质大学罗延钟教授研究，不等距偶极最灵敏，β次之，α再次之，γ最次，许多生产单位只单纯使用α一种装置。 Dr.M.H.Loke 认为: （1）α装置对于电性的垂向变化比水平向变化反映灵敏些。一般来说，此装置解决垂向变化（例如水平层状结构）问题比较有利，而去探测水平变化（例如狭窄垂向结构）就相对差一些。 （2）不等间距偶极装置对于电阻率变化有着最大的灵敏度，它对垂向电性变化十分灵敏而对水平变化相对不灵敏。

常用电法勘探的原理及优点分析

常用电法勘探的原理及优点分析 【摘要】随着世界矿产资源的需求，地球物理勘探技术越来越倍受世人关注，而有效、相对确切的勘探手段也是被许多学者研究，而电法勘探是应用地球物理学中方法种类最多、应用面最广、使用性最强的一门分支学科。文中简要介绍了三种电法勘探方法的实施方法及原理、数据处理及其优点概况，其中包括电阻率法、三维直流电法、瞬变电磁法和高密度电阻率法。 【关键词】电法勘探；岩土体；电阻率测试法；三维直流电法；高密度电法电法勘探是根据岩、矿石电学性质的电性差异来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法，也是勘探行业应用比较广泛的一种勘探方法。它是通过仪器观测人工、天然的电场或交变电磁场，分析、解释这些场的特点和规律达到找矿勘探的目的。 1.三种电法勘探的主要方法及特色 1.1岩土体电阻率测试技术 对岩土体电阻率的测试，可以采用多种方法。下面主要介绍直流电测深中的温纳装置在岩土体电阻率测试中的具体应用。根据试验研究和工程实测结果知该法具有快速、准确地测定岩土体电阻率，并对不同岩性层划分做出客观解释的优点。 实施原理：由于温纳装置是等比装置，且MN/AB=1/3，所以视电阻率与电位差及电流强度的关系式为：ρs=kΔUAM/I现场观测施工方法：AB供电极距逐渐加大，以增加勘探深度，可以测得不同电极距下的视电阻率ρs。采取处理与解释采用现场作图的方式，快速测定电阻率及划分岩性层位。以MN为横坐标，计算MN/ρs，并以MN/ρs为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制MN/ρs与MN的关系图。对各测深点依次作图解释，可求得各测点处分层的电阻率值，对获得的各层电阻率值进行数理统计，便可获得地层的平均电阻率值。物性层位的划分可以采用计算机数值模拟计算、量板法或其它手工解释方法。 该方法较传统的解释方法具有快速、准确的特点，相对于传统的解释方法而言更适合工程物探在解决地层划分和电阻率测试中的应用。另外，场地的岩土电阻率是工程设计接地装置的一个重要参数。它的确定对电流尽快地散入大地，达到足够小的接地电阻及接地装置地下部分的合理布局起到十分重要的作用，它沿地层深度的变化规律是选择接地装置型式设计的主要依据。 1.2三维直流电法 三维直流电法探测就是应用现有的直流电法仪器和勘探方法，在施工方法上优化改进，进行加密采样数据以取得三维数据体，然后采取电阻率层析成像技术进行资料处理和成图。该方法是传统直流电法的三维化，可使勘探精度得到很大提高，在原有仪器设备条件下提高了传统直流电法勘探的能力，其工作主体是测试工作，以“时间换取空间上的高分辨率”。 施工采取一次布极，多极距测量技术，本文主要介绍的三维直流电法勘探施工两极装置是：在勘探区域布置m条测线，每个测线布置n个测点（电极），测网密度根据探测对象及其探测深度而定，在城市建设和水利电力工程勘测中，一般选取测线距L=2～10米、测点距D=2～5米即可。 该法较传统直流电法勘探具有信息量大、精度高的优点，在工程勘察中有较好的应用效果，同时又拓展了老式电法仪的应用范围，延长了老式仪器的经济使

最新地球物理勘探重点总结

电法勘探概念：电法勘探是根据岩石和矿石导电性的差异，在地面上不断改变供电电极和测置电极的位置，观测和研究所供直流电场在地下介质中的分布，了解测点电阻率沿深度的变化，达到测深、找矿和解决其他地质问题的目的 场源稳定电流场：点电源电场、两异极性点电源电场、偶极子源电场。变化电流场：电磁场 装置类型：对称四极、三极、偶极 计算的电阻率，不是某一岩层的真电阻率，而是在电场分布范围内、各种岩石电阻率综综合影响的结果。我们称其为视电阻率，并用s 来表示: ) 1.3.5(I U K MN s

高密度电阻率法的测量过程 高密度电法野外工作方法: 1）测区的选择和测网的布设 2）装置形式及参数的选择 a装置的选择 b极距的确定 c测点的分布 高密度电法工作原理： 高密度电阻率法是集测深和剖面法于一体的一种多装置、多极距的组合方法，它具有一次布极即可进行多装置数据采集以及通过求取比值参数而能突出异常信息的特点。 自然电场：由地球表层内矿体、地下水和各种水系间的物理化学作用产生的电场。 自然电场的形成原因:

氧化还原：地下水溶液与矿石间的电化学作用。 过滤作用（吸附）：地下水的渗流和过滤作用。 接触扩散：矿化溶液的离子在岩石交界面上的扩散和岩石骨架对离子的吸附作用。 自然电场分类: 1、电化学活动形成的自然电场 2、过滤电场 3、扩散电场 激发极化法（简称激电法）是以不同岩、矿石激电效应之差异为物质基础，通过观测和研 究大地激电效应，来探查地下地质情况的一种分支电法。 电子导体的激发极化机理 电子导体（包括大多数金属矿和石墨及其矿化岩石）的激发极化机理一般认为是由于电子 导体与其周围溶液的界面上发生过电位差的结果。 离子导体的激发极化机理 双电层形变形成激发极化的速度和放电的快慢，决定于离子沿颗粒表面移动的速度和路径 长短，因而较大的岩石颗粒将有较大的时间常数（即充电和放电较慢）。这是用激电法寻找地下含水层的物性基础。 充电法：是以岩石电阻率为基础的一种直流电法勘探，根据充电体与围岩电性差异，向充电矿体充电，使充电体变为一等位体或似等位体，研究充电体和其周围电场 分布特征，从而解决充电体的形状、大小和产状等地质问题 充电法原理:充电法是在被勘探的矿体上或其它良导电性地质体的天然或人工露头接 上供电电极（A）进行充电（用直流电源，也可用交流电源），另一供电电 极(B)置于远离充电体的地方。供电时充电体为一等位体或似等位体，电流 由充电体流入围岩，形成稳定电流场，该电场的分布特征与充电体的形态、 大小和产状等因素有关。在地面、钻井或坑道中对其电场的空间分布进行 观测和研究，以了解矿体或其它良导体的赋存情况，获得所需要的地质资 料。

电法勘探实习报告

告习报探实电法勘 理学院名学院称地球物 与工程业专名称勘查技术 生学姓名 号学生学 导指教师 实习地点 习成绩实

2015.10.28 -- 2015.10.29 目录 目录 (2) 第1章联合剖面法 (1) 1.1 实习目的、要求 (1) 1.2 基本概念 (1) 1.3 实习原理 (1) 1.4 实习设备 (2) 1.5 实习步骤 (3) 1.6 实习成果解释 (4) 1.7 实习体会 (6) ?装置）.................................................. 和7 章高密度电阻率法（α，β第22.1 实习目的 (7) 2.2 高密度电阻率的基本概念 (7) 2.3 实习原理 (8) 2.4 实习设备 (8) 2.5 实习步骤 (9) 2.6 实习成果解释 (10) 3.7 实习体会 (12) 第3章大功率激发极化法 (13) 3.1 实习目的 (13) 3.2 激发极化法的基本概念 (13) 3.3 实习原理 (13) 3.4 实习设备 (14) 3.5 实习步骤 (16) 3.6 实习成果解释 (18) 3.7 实习体会 (20) 第1章联合剖面法 1.1 实习目的、要求 通过电阻率联合剖面法的学习，使尚未正式走上工作岗位的学生对地质工作中广

泛应用的电法勘探有个初步了解，同时也为学生在其后的工作中应用电法勘探打下基础。学习和掌握电法仪器的操作步骤及注意事项；学会电阻率联剖法的工作布置和观测方法；了解电阻率联剖法在矿体上的视电阻率异常特征；并要求学生自己动手完成电阻率联合剖面的数据采集和图件的绘制。掌握联合剖面法的测量方法和资料解释。 本次实习是在水槽中用不同的装置在良导板上做联剖法观测，装置的大小根据实习条件设计。需要注意的是：为了便于各种剖面法异常规律之间的对比，选择相同的良导板模型，其顶部埋深2-3厘米为宜；模型中心正上方定为坐标原点；电极入水深度约2-3厘米较合适。 1.2 基本概念 联合剖面法是电剖面法中最重要的方法。由于它实际上是由两个三极装置组合而成，因此提供了较为丰富的地质信息。此外，联合剖面法还具有分辨能力强，异常明显等优点。在水文及地质调查中获得了广泛的应用。但由于其有无穷远极，野外工作中有装置笨重，地形影响大的缺点。 1.3 实习原理 联合剖面装置由两个对称的三极装置联合组成，故称联合剖面装置。其中电源负极接到置于无穷远处，正极可分别接至A极或B极。 采用对称四极测深法：在水槽中的良导体上做对称四极测深法观测。分别将MN 中心定在模型上方和模型边缘两侧的3个测深点上，A、B供电电极同时向外移动，逐渐加大极距，具体的点距和极距的选择见参数设置部分 联合剖面法的装置线路连接简图如图4-1所示： 1

1 直流电法技术的原理

1 直流电法技术的原理 直流电法勘探是以煤、岩层的导电性差异为基础，通过人工向地下供入稳定电流，观测大地电流场拭目以待颁规律，从而确定岩、矿体物性（如贫、富水区域）的颁规律或地质构造（如断层、裂隙发育区）的特征。直流电法勘探是测定岩石电阻率的传统方法。它通过一对接地电极把电流供入大地中，而通过另一对接地电极观测用于计算岩石电阻率所必需的电位或电位差信息（见图1）。 2 直流电法技术的工作方法 根据探测目的不同，直流电法工作装置形式有多咱。井下通常应用对称四极测深装置、三极测深装置和单极偶极装置。 2.1 对称四极测深装置 工作布置方式为A-M-O-N----B，即以O 点为中心，两边对称布置A、M、N、B四个电极四个电极按比例由近及远同步移动。 2.2 三极测深装置 工作布置方式为A---M—O—N----B（*）。即以O点为中心，两边对称布置M]N 两个电极，A、M、N三极由近及远逐步移动，B极位于无穷远处。 上述两种装置中A、B、均为供电电极，用于向岩层供电；M、N均为测量电极，用于探测地电场电压，根据测出的电流、电压值结合装置系数就可以换算出地层视电阻率值。通过对不同地步、不同深度地层的视电阻率值进行全方位探测和综合分析，就可以达到探测岩性或构造的目的。 2.3单极偶极装置 主要用于巷道掘导师头超前探测，采用的工作布置方式为A1-----A2-----A3-----M-N-------B（#），基本A1、A2、A3、和B极为供电电极，位置固定不动（A1位于掘进头处），用于向岩层供电，B极位于无穷远处；M、N为测量电极，沿巷道移动探测地电场电压。井下采集的原始探测数据，经专用软件根据镜象工作原理处理后得到A1、A2、A3三条结果曲线的相似性进行对比并结合各供电电极的相对位置关系进行分析（即：掘井头正前方的低阻异常区在各条结果曲线上的位置反映关系应该与相应供电电极的位置关系具有一致性），即可得出物探结论。直流电法一般供电极距越长，供电电场颁范围越广，探测深度和两边辐射范围越大。 3 直流电法技术拭目以待优点和用途 直流电法技术具有理论成熟、方法灵活、仪器简便、抗干扰能力强的优点，可用于探测巷道掘进头前方断裂破碎带和富水区（体）范围、查找巷道周围隐伏构造破碎带位置、划分顶底板岩层贫富水区域、确定放水孔位置及工作面回采时的易突水地段、评价工作面回采时的水害安全性等。 它是通过采集人工地震波所携带的地下信息来分析地层结构，目前有两种方法，瑞利波探测概括一种是面波变频探测法，亦称稳态法，这种方法由于激振器

直流电法数据处理技术

2 直流电法数据处理技术 2.1直流电法勘探的基本原理 电法勘探是以研究地壳中各种岩、矿石电学性质之间的电学差异为基础，观测和研究电场（天然或人工）空间和时间上的分布规律来勘查地质构造和寻找有用矿产的一类物探方法。其研究的电学性质为导电性（电阻率ρ）、激电性（极化特性参数）。常用的直流电法方法有电阻率法（电测深法、电剖面法、高密度电阻率法）、自然电场法、充电法，不稳定场有激发极化法。主要用于寻找金属、非金属矿床，勘查地下水资源和能源，解决某些工程地质及深部地质问题。 地壳是由不同的岩石、矿体和各种地质构造所组成，它们具有不同的导电性、导磁性、介电性和电化学性质。根据这些性质及其空间分布规律和时间特性，人们可以推断矿体或地质构造的赋存状态（形状、大小、位置、产状和埋藏深度）和物性参数等，从而达到勘探的目的。电法勘探具有利用物性参数多，场源、装置形式多，观测内容或测量要素多及应用范围广等特点。电法勘探利用岩石、矿石的物理参数，主要有电阻率（ρ）、导磁率（μ）、极化特性（人工体极化率η和面极化系数λ、自然极化的电位跃变Δε）和介电常数（ε）。 （1）大地中的稳定电流场基本规律 ①稳定电流场的基本规律 ⅰ、稳定电流场满足欧姆定律的微分形式[1][44]：微观欧姆定律 σρ == E j E (2.1) 由于电流是在电场力作用下形成的，某处电流密度j 的方向与该处电场强度E 的方向相同，电流密度j 与该处的电场强度E 和电导率σ成正比，而与该处媒质的电阻率ρ成反比。 ⅱ、连续性方程[1]：散度公式 d i v 0=j (2.2) 在稳定的情况下，电流线是连续的，即穿进闭合面的电流一定等于穿出的电 流。 ⅲ、势场特征 g r a d U =-E (2.3) 0rot =E (2.4) 场强E 等于电位梯度的负值，梯度U ?的方向为电位增加的方向，式中负号表示E 的方向指向电位减小的方向。 ②均匀各向同性半无限介质点电流源电场 ⅰ、点电流源的电流场 全空间：假设在电阻率为ρ的均匀各向同性的无限介质中，有一点电流源A ，其电流强度为I ，在距A 点的距离为R 的M 点处的电位，由拉普拉斯方程求得为

高密度电法找水物探小结

紫金县瓦溪镇新龙村水源地 水文地质勘查 高密度电法测量小结 广东建安勘测设计有限公司 二〇一九年八月

目录 一概况..................................................................................................... - 2 - 二实施本次高密度电法找水测量工作采用高密度温纳装置。 ........ - 2 - 三实施本次高密度电法找水测量工作采用DUK-2A电法仪器 .......... - 2 - 四测线布设............................................................................................. - 4 - 五完成工作量......................................................................................... - 4 - 六结论与建议......................................................................................... - 5 - 1、结论................................................................................................. - 5 - 2、建议................................................................................................. - 5 -

电法勘探实习报告

电法勘探实习报告 学院名称地球物理学院 专业名称勘查技术与工程 学生姓名 学生学号 指导教师 实习地点 实习成绩 2015.10.28 -- 2015.10.29

目录 目录 (2) 第1章联合剖面法 (1) 1.1 实习目的、要求 (1) 1.2 基本概念 (1) 1.3 实习原理 (1) 1.4 实习设备 (2) 1.5 实习步骤 (3) 1.6 实习成果解释 (4) 1.7 实习体会 (6) 第2章高密度电阻率法（α，β和 装置） (7) 2.1 实习目的 (7) 2.2 高密度电阻率的基本概念 (7) 2.3 实习原理 (8) 2.4 实习设备 (8) 2.5 实习步骤 (9) 2.6 实习成果解释 (10) 3.7 实习体会 (12) 第3章大功率激发极化法 (13) 3.1 实习目的 (13) 3.2 激发极化法的基本概念 (13) 3.3 实习原理 (13) 3.4 实习设备 (14) 3.5 实习步骤 (16) 3.6 实习成果解释 (18) 3.7 实习体会 (20)

第1章联合剖面法 1.1 实习目的、要求 通过电阻率联合剖面法的学习，使尚未正式走上工作岗位的学生对地质工作中广泛应用的电法勘探有个初步了解，同时也为学生在其后的工作中应用电法勘探打下基础。学习和掌握电法仪器的操作步骤及注意事项；学会电阻率联剖法的工作布置和观测方法；了解电阻率联剖法在矿体上的视电阻率异常特征；并要求学生自己动手完成电阻率联合剖面的数据采集和图件的绘制。掌握联合剖面法的测量方法和资料解释。 本次实习是在水槽中用不同的装置在良导板上做联剖法观测，装置的大小根据实习条件设计。需要注意的是：为了便于各种剖面法异常规律之间的对比，选择相同的良导板模型，其顶部埋深2-3厘米为宜；模型中心正上方定为坐标原点；电极入水深度约2-3厘米较合适。 1.2 基本概念 联合剖面法是电剖面法中最重要的方法。由于它实际上是由两个三极装置组合而成，因此提供了较为丰富的地质信息。此外，联合剖面法还具有分辨能力强，异常明显等优点。在水文及地质调查中获得了广泛的应用。但由于其有无穷远极，野外工作中有装置笨重，地形影响大的缺点。 1.3 实习原理 联合剖面装置由两个对称的三极装置联合组成，故称联合剖面装置。其中电源负极接到置于"无穷远"处，正极可分别接至A极或B极。 采用对称四极测深法：在水槽中的良导体上做对称四极测深法观测。分别将MN中心定在模型上方和模型边缘两侧的3个测深点上，A、B供电电极同时向外移动，逐渐加大极距，具体的点距和极距的选择见参数设置部分联合剖面法的装置线路连接简图如图4-1所示：

地电法勘探

电法勘探是以研究对象和围岩之间的电性差异为基础，利用物理学原理，通过观测和分析天然及人工电磁场的空间和时间分布规律，查明地质构造和寻找矿产的一种地球物理方法。 2 电法勘探简史 电法勘探的发展历史并不长，真正利用地电场进行电法勘探的时间，大致始于19世纪末和20世纪初。 其中，在天然场源方面：1835年英国学者福克斯(R.W.Fox)首先用自然电场法发现了一个硫化矿床；20世纪初开始将大地电流法用于矿产资源勘探；20世纪50年代前苏联学者吉洪诺夫和法国学者卡尼亚(L.Caniard)建立了探测地球深部电性结构的大地电磁测深法。 在人工场源方面：19世纪末提出的电阻率法到20世纪初已趋成熟；1920年由法国学者施伦贝尔热(c.Schlumberger)发现的激电效应，后经各国学者的深入研究于20世纪50年代形成了激发极化法；电磁剖面法始于1917年，于1925年首次获得找矿效果。 20世纪80年代以来，随着经济建设的迅猛发展和科学技术的不断进步，人工源频率测深法和瞬变测深法在前苏联学者考夫曼(A.A.Kofman)和美国学者凯乐(G.V.Keller)共同建立的理论基础上发展较快，与此同时由加拿大学者D.W.Strangway和M.A.Goldstein提出的可控源音频大地电磁法以及由德国最早提出的探地雷达法和由日本率先实现的高密度电阻率法等方法，在资源、工程、环境等方面都得到了迅速发展与应用。 此外，由前苏联于20世纪70—80年代研究提出的压电法和震电法，近年来已取得一定进展，有望能用于矿产资源勘查和地质灾害的预报中。 电法勘探在我国的发展： 我国的电法勘探始于20世纪30年代。1936年丁毅在安徽当涂铁矿进行了电法勘探工作。1939到1942年顾功叙在云南东川汤丹、易门铜矿开展了自然电场测量等电法工作。 系统的电法勘探主要是在新中国成立后才逐步发展起来，并在深部构造、固体矿产、石油、水文和工程以及环境等各个领域的勘测调查中发挥了重要作用。 早在20世纪50年代末，我国就开始了激发极化法的实验研究，当时是以直流(时间域)激电法为主，发展了短导线测量和近场源激电法等。 到20世纪70年代开始研究推广交流(频率域)激电法，主要是变频法。为了适应我国金属矿区地形复杂、交通不便的情况，中南工业大学何继善等提出了双频激电法。它是对变频法的重要发展，目前已在全国推广，并在国外开展了工作。除了金属矿之外，激电法用于寻找水资源，也发挥了重要作用，取得了显著经济和社会效益。 我国于上个世纪80年代初开始频谱激电法的理论研究和仪器研制。在方法的物理化学基础、模拟相似准则、复杂条件下三维体的激电和电磁模拟以及由视谱直接反演真谱参数等方面的研究成果，均具有较高理论水平和实用价值。在野外数据采集方法和数据处理与解释软件方面也都达到规范化的要求。我国在20世纪80年代中期开始开展CSAMT法的试验和生产工作，并取得良好的地质效果。我国学者(罗延钟，1995)利用迭代法和数值逼近法建立了新的近场校正方法，并且建立的双极源CSAMT法一维正、反演算法，取得很好效果。 随着研究的深人和实际工作的需要，以及计算机技术和计算方法的进步，电法成像近年来发展很快。我国在这一领域中的理论和方法也取得许多成果。其中井间无线电波透视开展最早，并在勘查金属盲矿体和岩洞等方面取得实际效果。在石油勘探方面也取得很好的实验效果。采用阵列观测方式的直流电阻率成像方法，是电法近年来发展的一个方面。我国在仪器制造、正反演理论研究和实际应用等方面都达到较高水平。

常用电法勘探的原理及优点分析_马胜胜

科技论坛常用电法勘探的原理及优点分析 马胜胜 (黑龙江省第四地质勘察院,黑龙江哈尔滨150030) 摘要：随着经济的发展科学的进步，矿物资源越来越得到大家的重视，矿物产品的价值也在不断上涨。对于相关产业的重视度也上升，例如对于矿物资源的勘探技术。准确、有效的关于矿物资源勘探的技术也是众多学者研究的对象。因为资源与人们的生活联系的最为紧密。电法勘探原理的讨论和相关的技术研究就显得非常重要。本文所提及的三种电法勘探的主要方法也是非常典型的技术。本文提到了电法勘探的方法和原理、优缺点以及以后的发展情况并提出了一些建议与方法。 关键词:原理；物理勘测；技术方法；实施原理；优点分析 电法勘探（electrical prospecting）是根据不同岩土体之间电磁性质的差异，利用仪器探测人工产生或自然界本身存在的电场与电磁场，并对其特点和变化规律进行规律分析研究的地球物理勘探方法之一。电法勘探的有效性取决于稳定的电磁场和极点的稳固性，还取决于周围信号的干扰和数据提取时的颜色的充填比例等。 1常用电法勘探的主要原理及特点 1.1岩土体电阻率测试技术的方法及原理 对于岩土体电阻率的测试，是可以采用很多种方法的。下面介绍的则是其中的一部分，是根据试验研究和工程的实测结果来计算的。通过直流电测深中的温纳装置在岩土体电阻率测试中的具体应用，来达到对岩土体电阻的测试。这样测试的结果有很高的准确度。 按工程建设的阶段，工程地质勘查一般会分为规划点至选址的工程地质勘查、初步设计工程质地勘查和施工图设计工程地质勘查。工程地质勘察的方法有很多，常用的有地质测绘、工程地质勘探、实验室或现场试验、长期监测等。点法勘探的理想导体是电阻率为零的导体，理想导体与充电点无关，只与充电电流、导体形状、周围介质电性分布情况有关。 实施原理：由于温纳装置是等比装置，且M N/AB=1/3，所以视电阻率与电位差及电流强度的关系式为：ρs=kΔUAM/I现场观测施工方法：AB 供电极距逐渐加大，以增加勘探深度，可以测得不同电极距下的视电阻率ρs。采取处理与解释采用现场作图的方式，快速测定电阻率及划分岩性层位。以M N为横坐标，计算M N/ρs，并以M N/ρs为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制M N/ρs与M N的关系图。对各测深点依次作图解释，可求得各测点处分层的电阻率值，对获得的各层电阻率值进行数理统计，便可获得地层的平均电阻率值。物性层位的划分可以采用计算机数值模拟计算、量板法或其它手工解释方法。 岩土体电阻率测试技术和传统的勘测是有区别的。它更加的快捷、相对更加精准。岩土体电阻率测试技术是通过快速测试电阻率与划分岩层层位作为基础来得出一系列的相应数据。通过勘查了解岩层的情况，可以很大程度的提高地质解释的质量。岩土工程勘测是建设工程的必要程序，要学会综合气象、水文条件、岩土力学、地质情况、化学、工程学、环境学等学科进行深入的研究。要根据制图的标准来解决实际发生的问题，使结果更加的精确。在这个测试技术中温纳装置起着很重要的作用。 1.2三维直流电法的具体内容 三维直流电法探测就是应用现有的直流电法仪器和勘探方法，在施工方法上优化改进，进行加密采样数据以取得三维数据体，然后采取电阻率层析成像技术进行资料处理和成图。该方法是传统直流电法的三维化，可使勘探精度得到很大提高，在原有仪器设备条件下提高了传统直流电法勘探的能力，其工作主体是测试工作，以“时间换取空间上的高分辨率”。 施工采取一次布极，多极距测量技术，本文主要介绍的三维直流电法勘探施工两极装置是：在勘探区域布置m条测线，每个测线布置n个测点（电极），测网密度根据探测对象及其探测深度而定，在城市建设和水利电力工程勘测中，一般选取测线距L=2～10米、测点距D=2～5米即可。 该法较传统直流电法勘探具有信息量大、精度高的优点，在工程勘察中有较好的应用效果，同时又拓展了老式电法仪的应用范围，延长了老式仪器的经济使用寿命；但又具有施工量大的缺点，性价比决定其适合于小区域的工程勘察。 1.3高密度电法的具体内容 高密度电法其实就是集中了电剖面法和电测深法，它是一种阵列勘探方法。它的原理与普通电阻率法相同，即以岩石、矿物的电性差异为基础，通过对目标的观测和研究人工建立的电流场在大地中的分布的规律，解决水文、环境和工程地质一些问题，所不同的是在观测中设置了高密度的观测点。 高密度电法野外测量时将全部电极（几十至上百根）置于剖面上，利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。现场测时，只需将全部电极布置在一定间隔的测点上，然后进行观测。 高密度电法的优点在于能够经济而迅速的探测较大范围，减少了工作的盲目性，提高了精准度。缩短工程，减低成本，提高效率。充分应用了科学技术以及科学原理，这样大大的节省了勘测所需要的时间。数据非常准确，可以为以后的工作提供了非常有利的基础条件。而且这一方法非常具有实用性，可以减少人员的配备。在设计和技术实施上，高密度电测系统采用先进的自动控制理论和大规模集成电路，使用的电极数量多，而且电极之间可自由组合，这样就可以提取更多的地电信息，使电法勘探能像地震勘探-样使用覆盖式的测量方式。 高密度电法勘探的前提条件是地下介质间的导电性差异，和常规电法一样，它通过A、B电极向地下供电（电流为I），然后测量M、N极电位差△U，从而求得该记录点的视电阻率值ρs=K*△U/I。根据实测的视电阻率剖面进行计算、处理、分析，便可获得地层中的电阻率分布情况，从而解决相应的工程地质问题。 电极排列布置在工作中最优先选用的是四极装置，它是公认的最稳妥的装置，虽然需要的场地开阔，但是能获得最大的测量电位，对节省外接电源，减少供电电压，特别是压制干扰，增强有效信号，有着重要意义，而且四极装置受地形的影响较小，电测剖面形态比较好判别。 高密度电法广泛应用于城市建筑等工程物探中，由于受场地范围、地形起伏的局限，高密度电法多选用AM N和M NB的三极装置，如同常规电法的三极装置一样在电性界面附近，因ρs电流密度呈现非线性变化，造成M N极的电位差的阶跃，从而使ρs出现规律性的畸变。对于三极装置在方法上可按照联合剖面的工作方法进行，即把测得的值作对称四极装置化处理。 2结论 总而言之，常用的电法勘探的技术是三维直流电法探测技术、岩土体电阻率测试技术和高密度电法，都是常用的技术方法。它们具有准确度高、精细度好、信息量大等特点，是我们在生产生活中非常便利使用的方法。对于矿产的勘测和研究都有着很大的价值。但是要想达到更加精致的水平，就要不断的在此基础上进行创新，有创新才能有进步。要提高相关工作人员的素质，和科学文化知识的水平。要将这一技术更加深入的推广到其他行业的领域范围内，这样才能有更好的发展空间。要在认清一项技术的本质规律、优点以及不足的情况下做出进一步的优化创新，使之更好的为国家和企业创造出更大利益。 参考文献 [1]傅良魁.电法勘探教程[M].北京：地质出版社，1990. [2]李金铭.电法勘探方法发展概况[J].物探与化探，1996，20（4）. [3]许新刚，等.三维直流电法勘探在地下人防工程勘察中的应用[J].物探与化探，2004（2）. [4]张赛珍，王庆乙，罗延钟.中国电法勘探发展概况[J].地球物理学报，1994，37（增刊1）. [5]董浩斌，王传雷.高密度电法的发展与应用[J].地学前缘（中国地质大学）2003，10（1）. [6]底青云，石昆法，王妙月等.CSAMT法和高密度电法探测地下水资源[J].地球物理学进展，2001，16（3）. [7]祁明星，白军会.高密度电法勘察地下防空洞的效果[J].石油仪器，2008，22（6）：56-59. 12··

直流电法、高密度和瞬变电磁法简介

矿井直流电法勘探涵盖了巷道顶底板电测深法和矿井高密度电阻率法这两种方法，两者属于频率域，而矿井瞬变电磁法则为时间域的方法。 1直流电法技术的基本原理 直流电法勘探是测定岩石电阻率的传统方法。它通过一对接地电极把电流供入大地中，而通过另一对接地电极观测用于计算岩石电阻率所必需的电位或电位差信息（见图1）。 图1 电法勘探工作原理示意图 一个点电源O 在均匀介质中的电场形态为球形(见图2) ，每个球壳为一个等电位面，不同等电位面上A、B 两点会产生电位差，电位差的大小与其通过的介质的导电性(电阻率)有关。 此时通过直流电法仪测得A、B 两点的电位差，即可计算出介质的视电阻率。 A' j电流线 图2点电源在均匀介质中的电场形态 矿井直流电法勘探在井下巷道内安放物理场源和接收装置，因测点位置靠近勘探对象，缩短了目标体的探测距离，许多在地表无法探测到的较小规模地电异常体，在井下可获得较强异常响应，为提高电法勘探应用能力创造了有利条件。 巷道顶底板直流电测深法装置形式 固定MN法（施伦贝尔装置）

工作布置方式为A---M-O-N---B ，即以 O 点为中心，两边对称布置A 、M 、N 、B 四个电极四个电极按比例由近及远同步移动。 三极装置（常用于井下迎头超前探测） 工作布置方式为A---M — O —N----B （*）。即以 O 点为中心，两边对称布置M 、N 两个电极，A 、M 、N 三极由近及远逐步移动，B 极位于无穷远处。 图2 三极测深法示意图 上述两种装置中A 、B 、均为供电电极，用于向岩层供电；M 、N 均为测量电极，用于探测地电场电压，根据测出的电流、电压值结合装置系数就可以换算出地层视电阻率值。通过对不同深度地层的视电阻率值进行全方位探测和综合分析，就可以达到探测岩性或构造的目的。 矿井高密度电法 巷道顶底板电测深法由于受其观测方式的制约，不仅测点稀，工作效率低信息量小，而且更难从多种电极排列去研究地电断面的特征、结构与分布。因此，所提供的关于地电断面的地质信息贫乏，资料解释存在相当困难。为了克服上述困难与不足，更好的发挥物探在工程勘察中的优势，便发展出了高密度电阻率这项新的勘探技术。 其在原理上属于电法勘探中电阻率法的范畴，它是以岩土体的电性差异为基础，以研究在施加电场的作用下，地下传导电流的变化分布规律，它是在常规电法勘探基础上发展起来的一种新的勘探方法。高密度电法集中了常规剖面法和电测深法两者的特点，不仅可以观测地下一定深度范围内横向电性变化情况，同时还可以观测垂向电性的变化特征，总体而言具有以下优点：