矿井瞬变电磁法在杨村煤矿底板富水体探测的应用
矿井瞬变电磁法在探测煤矿顶板富水性中的应用

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瞬 变 电磁 法 ( T i m e d o m a i n E l e c t r o m a g n e t i c Me t h o d , 简称 T E M) 是利 用 电 磁感 应 进 行探 测 的 时 间域 电磁 法 , 遵 循 电 磁感 应 原 理 。导 电 介质 在 阶跃 变 化 的 电磁 场 激 发下 而产 生 涡 流场 效 应 , 即利 用 一 个 不接 地 的 同线 或 电极 向 地 下 发 送 脉 冲式 一 次 电磁 场 ( 习惯 上 成 为 次场 ” ) . 大 地 或探 测 目标体 在 激 发 场 的作 用 下 , 其 内部 会 产 生感 生 涡流 , 利 用 专 门仪 器 观测 这 种 涡 流 产 生 的 电磁 场 ( 称为“ 二次场” )
科技创新与应用 I 2 0 1 7 年 第5 期
科 技 创 新
矿井瞬变电磁法在探测煤矿顶板富水性中的应用
宋 林 君 翟培 合
( 山东科技 大学 地质科 学与_ T - 程 学院, 山东 青岛 2 6 6 5 9 0 )
摘 要: 介 绍 了矿 井 瞬 变 电磁 法 的 基 本原 理 和 该 方 法在 探 测 煤 矿 巷道 顶板 富水 性 中的 原理 、 技 术、 方 法和 应 用 , 并 通 过 实例 应 用 验 证 了矿 井瞬 变电磁 法在 煤 矿 顶 板 富 水性探 查 中的 有 效性 , 为 井下 瞬 变 电磁 法勘 探 工 作提 供 了 实例 参 考 关键 词 : 矿 井 瞬 变电磁 法 ; 硕板 ; 富 水性
前 言
煤 炭 是我 同的 主体 能 源 , 存 国民 经 济 中有 着 重 要 战略 地 位 。煤 矿水 害 是 矿 山生 产 建设 中的 主 要灾 害 之 一 ,矿井 水 害 时 有 发生 , 造 成 的经 济 损失 和 人 员伤 亡 极 为惨 重 。 矿井 瞬 变 电磁 法 勘探 和其 他 物 探方 法 比较有 着 成 本较 低 、 工 作 效 率高 、 横纵 向分 辨 率 高 、 能 穿 透 高 阻覆 盖 层 和对 低 阻 反应 灵 敏 的优 势 。 l瞬 变 电磁 法探 测 技 术原 理
瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用

瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用煤矿采空区是指煤矿开采后形成的地下空间,这些空间往往与地表和地下水联系紧密,形成采空区水体不断积聚的问题。
采空区水体的积聚涉及到煤矿安全和环境保护问题,因此对采空积水的探测成为煤矿企业非常关注的问题。
本文将介绍瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用。
瞬变电磁法原理瞬变电磁法是一种地球物理勘探方法,它是利用强烈的电磁脉冲在地下产生感应电流,并通过探测电场及其时序变化来推断地下的导电体等地质体。
在瞬变电磁法中,探测器用极短脉冲电流激发地下材料中的感应电流,产生高频电场和磁场。
由于瞬变电磁法的短脉冲和高频电场,它具有深度浅、分辨率高、探测速度快和适用多种地质体的特点,尤其适用于采用非平衡电磁场的高频瞬变电磁法技术。
因此,瞬变电磁法在采空积水探测中得到了广泛的应用。
应用瞬变电磁法探测采空积水,其探测目标是采空区和采空区周边的断层、裂隙和孔隙等导电体,因此,需要分析采空区的地质情况和地下水分布情况。
在瞬变电磁法探测中,需要设置探测器和发射器,通过收集电磁数据,来分析煤矿采空区的地质结构和水文情况。
采用瞬变电磁法探测煤矿采空积水时,需要对探测区域进行分网,利用瞬变电磁法仪器对每一个网格进行探测,得到探测数据,然后通过数据处理和像面反演算法得出区域内水文结构的分布情况和地质构造的形态。
通过对得到的数据进行反演,可以获取探测区域的电阻率剖面图,用来研究采空区周围岩体的电阻率分布情况,从而判断采空区周围是否存在破碎带或水呈漏斗状的地质条件。
瞬变电磁法探测数据还可以用来分析采空区的水分布情况,并获取水位、水压力和水的流动速度等水文参数。
对于采空区的水分布情况,瞬变电磁法主要是通过测量电阻率来分析不同深度和不同位置处的地下水的存在情况和水的运移规律。
通过反演得到的数据进行分析,可以获得采空区水文结构和水文特征参数,如水位、地下水流的分布特征、水文缓冲区等重要信息,为煤矿采空区的管理和安全生产提供了有力的技术支持。
瞬变电磁法在杨涧煤矿水害防治中的应用

瞬变电磁法在杨涧煤矿水害防治中的应用【摘要】近年来煤矿突水事故成为了煤矿重大安全事故的主要类型之一,因此,探明开采区域内的水文地质构造是保证安全生产的重要前提。
而随着近年来物探技术的飞速发展,其在煤矿水害防治中的应用的也逐渐成熟。
本次勘探,结合杨涧煤矿的实际情况,利用瞬变电磁法反应灵敏,探测效率高的特点,基本查明了我矿90101工作面9号煤层含(导)水构造,圈定了导水构造区域,为我矿安全高效开采提供了有力保障。
【关键词】突水;物探;瞬变电磁法;导水构造一、概述杨涧煤矿井田内现开采4、9号煤层,直接充水含水层为山西组、太原组砂岩风化裂隙含水层,属弱富水性。
据该矿开采情况,整个矿井涌水量不大,4号煤层矿井涌水量700m3/d,雨季最大约900m3/d;9号煤层矿井涌水量300m3/d,雨季最大约500m3/d。
每天排水5~8h。
该井田奥灰水位标高为1048.00~1051.00m,井田内4号煤层底板与奥陶系灰岩之间有较厚的泥岩、砂质泥岩作为相对隔水层存在,泥岩等效厚度为119.28m,9号煤层与奥陶系灰岩之间泥岩等效厚度为44.78m。
二、矿井瞬变电磁法基本原理矿井瞬变电磁法基本原理与地面瞬变电磁法基本原理相同。
所不同的是,矿井瞬变电磁法是在井下巷道内进行,瞬变电磁场呈全空间分布,全空间效应成为矿井瞬变电磁法固有的问题。
煤层一般情况下为高阻介质,电磁波易于通过,所以煤层对tem来说就没有像对直流电场那样的屏蔽性,故接收线圈接收到的信号是来自发射线圈周围全空间岩石电性的综合反映[1-3]。
因而在判定异常体空间位置时,需根据线圈平面的法线方向并结合地质资料加以综合分析确定。
由于特殊的井下施工环境,矿井瞬变电磁法与地面瞬变电磁法以及其它的矿井物探方法有很大的不同,主要有以下几方面的特点:(1)受井下巷道施工空间所限,无法采用地表测量时的大线圈(边长大于50m)装置,只能采用边长小于3m的多匝小线框,因此与地面瞬变电磁法相比具有测量设备轻便,工作效率高,成本低等优点,可用于其他矿井物探方法无法施工的巷道(巷道长度有限或巷道掘进迎头超前探测等)。
矿井瞬变电磁法在煤矿底板富水性探测中的应用

1 6 0 1 1采面 风巷里 段 , 测 点 间距 5 m, 测 线 探 测 方 向
为垂直 底板 。测 线 5 : 风巷 采 面里 段 , 测 点探 测 方 向
为顺 巷 道掘进 方 向与迎 头前 方底板 下 4 5 。 。
3 . 2 数 据处 理与 资料解 释
3 . 2 . 1 数据 处理
变 电磁探 测方 法是 近年 来发 展起来 的应用 于矿井 的
板 充水 的 间接含 水 层 _ 2 。 ; 溶隙、 裂 隙含 水 组 主要 包 括 中奥 陶统 马家 沟组 白云质 灰岩 , 上寒 武统凤 山组 、 长 山组 、 崮山组 白云质灰 岩 、 泥质条 带灰 岩和 中寒武 统 张夏 组 、 徐 庄组 中上部 石 灰岩 、 鲕状灰 岩等 岩溶含
诚 德 煤矿 井 田范 围位 于基 岩 半 裸 露 区 , 基 本 全 被新 生界 所覆 盖 。根 据 钻 孑 L 揭露 , 区 内地 层 由老 到 新依 次发 育有 寒 武 系 上统 崮 山组 、 长 山组 、 凤 山组 ;
石 炭系上 统本 溪组 、 太原 组 ; 二叠 系下 统 山西 组 和下 石 盒子组 、 上 统上 石 盒 子组 和 石 千 峰组 及 新 生 界 第
水层。
2 矿 井 瞬 变 电磁 法概 述
由于 矿井 瞬变 电磁 法 勘探 环 境 的 限制 , 测 量线
圈大小 有 限 , 其勘 探深 度一 般在 1 0 0 m 左右 , 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 , 矿 井 瞬变 电磁法 具有 数据采 集工 作量 小 、 测 量 设 备轻 便 、 工作效率高等优点 ; 由于 采 用 小 线 圈测 量, 点距 更密 ( 一般 为 2~ 2 0 m) , 能 降低体 积效 应 的 影响 , 提 高勘 探分 辨 率 , 特 别 是 横 向分 辨 率 ; 井 下 测
瞬变电磁法在探测富水区的应用分析

体反 应灵敏等特性 , 可分 辨 出地 下 规 模 较 小 的不 均 匀体 , 明显 反 映 出 富水 区的低 阻 特 性 。 结 合 实 例 介 绍 了 瞬
变 电磁 法在 煤 矿 采 空 区 、 矿 井 涌 水 通 道 等 富水 区探 测 中 的 应 用 情 况 。 关键词 : 瞬 变 电磁 法 ; 富水 区; 视 电阻 率 中 图分 类号 : P 6 3 1 . 3 文献 标 志 码 : A 文章 编 号 : 1 0 0 3— 0 5 0 6 ( 2 0 1 3 ) 0 1— 0 0 2 3— 0 3
状, 视 电阻率 值越 低 , 富水 性越 强 ; 平 面 图上 , 富水 地 段视 电阻率 等值 线 一 般呈 封 闭 圈状 , 视 电 阻率 值 越
低 的封 闭圈 , 其 富水性 越强 。
敏等 特性 , 可 分辨 出地 下规 模 较小 的不 均匀 体 , 能 明
显反 映 出富水 区的 低 阻特 性 … , 从 而 为煤 矿 安 全 生
煤矿 突 水 一 直 是 困扰 煤 矿 安 全 生 产 的 主 要 问
中的具体 位 置 。对 于 富水 区 的分 析 解 释 , 其 在 断
面 图上 , 视 电阻率 等值 线会 发 生波 动 , 呈 凸起 或 凹陷
瞬变电磁法在探测煤矿富水区中的应用

瞬变电磁法在探测井下顶板富水性中的应用

瞬变电磁法在探测井下顶板富水性中的应用瞬变电磁法具有对低阻敏感的特点,在地面物探中应用比较广泛。
矿井水害作为煤矿五大灾害之一,严重危害着煤矿安全。
文章利用瞬变电磁法在煤矿中的应用实例,简述了瞬变电磁法探测顶板富水性的过程,结果表明瞬变电磁法在井下探测中具有比较好的效果。
标签:瞬变电磁法;顶板;富水性前言在煤层开采过程中,地应力会重新分布造成隔水带破坏,引起顶板突水事故。
因此。
必须采取合理的物探手段提前探测顶板岩层的富水性,做好预防预报工作,是保证煤矿安全生产的前提。
瞬变电磁法具有对低电阻敏感的特点,这是其他物探手段所不能比拟的。
我们选择合适的装置将瞬变电磁法应用于矿井下。
1 瞬变电磁法原理瞬变电磁法是一种时间域的电磁探测方法。
[1]时间域电磁法中的瞬变场,是指那些在阶跃变化电流作用下,地中产生的过渡过程的感应电磁场。
瞬变电磁场状态的基本参数是时间。
这一时间依赖于岩石的导电性和收-发距。
由此可见,研究瞬变电磁场随时间的变化规律,可探测具有不同导电性的地层分布,也可发现地下赋存的较大良导矿体。
矿井瞬变电磁法的基本原理与地面瞬变电磁法原理基本一致,不同的是矿井瞬变电磁法是在地下几百米深度的岩层或煤层巷道内进行,为全空间瞬变响应,这种瞬变响应是来自于回线平面上下(或两侧)地层,视电阻率为全空间岩层电性特征的综合响应。
[2]2 井下瞬变电磁工作方法本次测量使用PROTEM47型瞬变电磁仪,其是加拿大Geonics公司研制生产的时间域电磁仪。
为了使探测范围能够全部或基本全部覆盖3306综放工作面顶板岩层,满足探测地质任务的要求,根据3306综放工作面实际采掘条件,在上下顺槽完成2个探测方向,即垂直方向和近45度方向,共完成4条测线、255个物理点。
确定本次施工参数如下:多匝数小回线发射装置回线边长:2m×2m;回线匝数:64;接收线框的面积:31.4m2;同步模式:同步电缆;重复频率:选择30门,可以在5个不同重复频率下工作,采样最小频率为25Hz;增益:本次增益选择6档;噪音:仪器自动检测井下噪音,进行滤波;发射电流:2.0A左右;关断时间:200μs;测量装置类型:偶极测量装置,发射线框与接收线框的距离为10m。
瞬变电磁在探测富水区煤层中的应用

瞬变电磁在探测富水区煤层中的应用摘要国不少煤矿发生过透水事故。
重大透水事故造成人员重大伤亡和财产严重损失并导致煤矿停产。
煤矿透水事故原因各异,防止透水事故发生的有效方法,是事先探测出水患源头或储水构造的位置然后再注浆处理。
关键词瞬变电磁富水煤层应用探测探测地下储水构造的最佳方法是瞬变电磁法,因为瞬变电磁法在各种电法和电磁法中分辨率最高,对含水低阻体最敏感。
当然,在地面也可以探测地下储水构造,但如果在井下探测则分辨率更高,更准确。
因为井下的外界电磁干扰很小,观测数据质量高,探测装置离目标体近,准确度高,避免了井下透水事故的发生。
一、工作面概况23405回采工作面总体位于一单斜构造之上,煤(岩)层倾向约303°,倾角在3--10°左右。
所采煤层为3、4#合并层煤属二叠系山西组下段顶部煤层,该煤层区内稳定,结构复杂,含二—四层厚约0.02—0.3米的深灰—黑色碳质泥岩、泥岩夹矸层。
区内煤层倾角3—10°,平均6°。
该工作面走向长1138.5米,倾斜长158.1米,斜面积为179997 m²,煤厚3.25米,容重1.39t/m3,工业储量813136吨,回采率按95%计算,可采储量772479吨。
3、4#煤顶板以中粒灰白色长石石英砂岩为主,分选磨圆中等,钙质胶结,抗压强度27.1Mpa,抗拉强度3.1Mpa,裂隙发育;局部发育有灰-黑灰色泥页岩伪顶,团块状,节理发育,未充填,松软,含植物化石;泥岩、砂质泥岩为主要隔水层。
3、4#煤底板至L5或L4灰岩之间岩层称作结构性隔水层组,为泥岩砂岩互层。
隔水层组厚度25~30m,泥岩类比例超过50%,泥岩为不透水岩层但强度较低,遇水碎裂膨胀,据测试资料,砂质泥岩单向抗压强度为33MPa,抗拉强度为0.7MPa,抗剪强度为6.14MPa。
其间砂岩为弱透水岩层,但强度较高。
二、瞬变探测任务、目的及工作原理1、物探探测任务及目的1)本次工作面探测布置测线共4条,每条测线117个物理点,总计468个物理点。
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第**卷第*期V ol.**No.* 2010年*月***,2010矿井瞬变电磁法在杨村煤矿底板富水体探测的应用张继岭,尚衍峰,狄艳丽(兖矿集团杨村煤矿,山东兖州,272118)摘要:运用矿井瞬变电磁法探测兖矿集团杨村煤矿六采区6601工作面底板含水异常体,划分了五个富水体异常区域,结合工作面底板布置的两个放水孔,综合论证了底板富水异常区域划分的准确性,并得到了位于安全可采区内工作面工业性回采成功的验证,为煤矿底板富水异常体的探测方法提供了思路。
关键词:矿井瞬变电磁法;底板富水异常区;放水孔1 引言华北石炭二叠系煤田下组煤位于含水丰富的奥陶系石灰岩含水层和太原群十四灰岩含水层以上,经常发生底板灰岩突水,据不完全统计,有60%的煤矿不同程度地受到底板岩溶承压水的威胁,85%左右突水事故的水源来自于灰岩岩溶水,受水害的面积和严重程度均居世界各主要采煤国家的首位。
据资料统计,1949~2004年山东省共发生水害事故96起,其中老空水水害事故61起,承压含水层水水害事故23起。
1992年1月,杨村煤矿北邻矿井杨庄煤矿二采区2604面中顺槽掘进迎头发生奥灰突水,突水量为5213 m3/h,淹没矿井;2010年8月,南邻矿井田庄煤矿西翼-256m水平8602中顺槽掘进工作面揭露断层奥灰突水,突水量900m3/h,造成全矿井停产。
煤矿突水事故频繁,造成的经济损失巨大,如何防治底板突水水害是下组煤安全开采的首要考虑问题。
岩溶含水层的富水性是决定底板突水水量大小和突水点是否持久涌水的基本条件,因此查明煤矿底板富水异常区是防治底板突水水害的先决条件,目前,矿井瞬变电磁法探测煤矿富水异常区中发挥的作用越来越大,但在实际探测过程中,巷道空间、变化多样的支护条件及家属体对矿井瞬变电磁场的分布规律产生较为复杂的影响,由于这些规律认识不清,使得矿井瞬变电磁法的探测精度大为降低,因此,为了提高矿井瞬变电磁法在探测含水异常体上的精度,在杨村煤矿六采区6601工作面底板布置了两个放水孔,综合确定底板富水异常区域,并得到了位于安全可采区内工作面工业性回采成功的验证,为煤矿底板富水异常体的探测方法提供了思路。
2 杨村矿区6601工作面地质及开采条件6601工作面北到北许庄村庄保护煤柱,南至田庄村庄保护煤柱,西邻6602工作面(设计),东靠六采区皮带集中巷。
工作面主采16上煤层。
工作面走向长706m,倾斜宽150m,巷道标高:-190~-243m,对应地面标高:+41.20~+42.32m。
6601工作面对应地面北到北许庄村庄保护煤柱,南至田庄村庄保护煤柱,西邻6602工作面(设计),东靠六采区皮带集中巷。
该面煤层厚度变化为1.09~1.72m,平均1.28m,为暗亮煤,煤层结构复杂,含夹石1~2层,夹石岩性为炭质泥岩、黄铁矿结核层,厚度0.02~0.44m 。
可采性指数为1,煤厚变异系数为16.69%,属于稳定可采煤层。
6601工作面为单斜构造,地层走向NE ~SW ,倾向SE 。
煤岩层产状较平缓,倾角5~14°,平均8°,断层影响地段最大为14°左右。
根据三维地震勘探资料与实际揭露,6601工作面主要构造为下巷FIV-5(H =0~5m)正断层,该面地质条件中等。
3 矿井瞬变电磁法工作原理瞬变电磁法是在发射回线电流的作用下,周围地质介质中产生了过渡过程的感应电磁场(一次场),该场在良导介质内产生涡旋的交变电磁场(二次场),其结构和频率在时间与空间上均连续地发生变化,通过所接受的地质信号研究这一变化规律,可以了解沿探测方向地层介质的变化情况。
即在导电率为σ、导磁率为μ的均匀各向同性大地表面敷设面积为S 的矩形发射回线,在回线中供以阶跃脉冲电流,⎩⎨⎧≥<=000)(t t I t I (1) 在电流断开之前(0<t 时),发射电流在回线周围与大地空间中建立起一个稳定的磁场,见图1;在t=0时刻,将电流突然断开,由该电流产生的磁场也立即消失。
一次磁场的这一剧烈变化通过导电介质传至回线周围的巷道围岩中,并在围岩中激发出感应电流以维持发射电流断开之前存在的磁场,使空间的磁场不会即刻消失。
由于介质的欧姆损耗,这一感应电流将迅速衰减,由它产生的磁场也随之迅速衰减,这种迅速衰减的磁场又在其周围的地下介质中感应出新的强度更弱的涡流(二次场)。
这一过程继续下去,直至矿井巷道围岩的欧姆损耗将磁场能量消耗完毕为止。
这便是矿井中的瞬变电磁过程,伴随这一过程存在的电磁场便是矿井的瞬变电磁场。
事实上,矿井瞬变电磁法基本原理与地面瞬变电磁法基本原理相同。
所不同的是,矿井瞬变电磁法是在井下巷道围岩内进行,瞬变电磁场呈全空间分布,见图2。
4 装置介绍及现场数据采集目前,矿井瞬变电磁法经常使用的工作装置形式主要有重叠回线和偶极—偶极两种。
重叠回线装置形式地质异常响应强、施工方便,但线圈间存在较强的互感,一次场影响严重;偶极—偶极装置收发线圈互感影响小,消除了一次场影响,但二次场信号弱,不易于地质异常体识别。
本次矿井瞬变电磁法勘探采用重叠回线装置,采用多匝2m×2m矩形回线,发射线框40匝,接收线框60匝。
采样时窗为:1 34,叠加次数:64,时间采用标准时间序列。
4.1 装置参数的设计矿井瞬变电磁法在井下巷道中采用多匝数、小回线测量装置,参数选择是否合理直接影响测量结果。
其装置参数主要有:回线边长大小、回线匝数、叠加次数、终端窗口和增益等。
回线边长与匝数的选择由地质探测任务决定。
线圈边长越小,其体积效应也越小,纵、横向分辨率也愈高;但边长太小,就会影响到发射磁矩,使得勘探深度大大降低。
由于井下施工空间有限,回线边长不能太大,否则不便于施工。
信号的强弱可通过选择中心探头的档位和调整发送电流的大小进行控制。
在回线边长确定的情况下,回线匝数愈多,发射磁矩愈大,接收回线感应信号也愈强,相应探测深度加大,但会增加装置移动的难度。
叠加次数、终端窗口、增益等其它参数,正式工作前可通过试验加以确定。
总之,矿井瞬变电磁法在实际测量中,可根据探测任务的要求和井下实际人文设施情况,选择合理的回线边长大小和回线匝数,既能有效完成探测任务,又能够提高实际探测的工作效率和减小测量中的劳动强度。
4.2 测点布置及勘探工作量矿井瞬变电磁法在煤矿井下巷道内进行,测点间距2~20m之间。
根据多匝小线框发射电磁场的方向性,可认为线框平面法线方向即为瞬变探测方向。
因此,将发射接收线框平面分别对准煤层顶板、底板或平行煤层方向进行探测,就可反映煤层顶、底板岩层或平行煤层内部的地质异常,见图3。
其线框所在平面与顶底板夹角视探测要求与煤层倾角而定。
图3 瞬变电磁法探测方向示意图探测测点布置于6601工作面的上巷与下巷,测点点距10m ,探测方向分别为D1、D3(探测装置与底板成60°角)、D2、D4(探测装置与底板成30°角)方向,见图4。
6601工作面上巷、下巷进行了底板方向的探测,如图4中D1、D2方向,发射与接收装置均与底板成D1(60°角)以及D2(30°角)两个方向的探测,实现了对6601工作面底板赋水性探测,完成物理测量点146个,数据采集点292个。
探测完成物理测量点总计146个,数据采集点总计292个。
图4 瞬变探测D1(60°)方向、D2(30°)方向示意图5 探测成果分析5.1 划分富水异常区的依据矿井瞬变电磁法视电阻率值的影响因素主要是:勘探体积内岩石的电阻率、探测系统与异常体的相对位置及周围人文设施的干扰等。
而岩石电阻率的大小主要与岩石性质及其含水性有关,相同岩石在含水情况下其电阻率可减小数倍。
考虑到工作面小范围内岩性横向变化较小且排除了人文设施(如铁轨、锚网、皮带架等)影响,则视电阻率值的大小及横向变化即可认为是岩层含水性的反映。
6601工作面底板主要含水层为十下灰岩含水层、十三灰岩含水层、十四灰岩含水层及奥陶系灰岩含水层,灰岩在不含水的情况下电阻很高,而当灰岩充含水时电阻值将急剧下降,通过断面图的横向对比分析,并参考以往探测经验,可以确定富水异常区。
对每个异常区的富水性进一步确定,还应综合考虑到异常区的范围大小、视电阻率最小值大小、地质构造及水文地质条件等因素,把那些异常范围大、视电阻率值很低及发育断层构造带的异常定为强富水区;把那些异常范围小、视电阻率值较低及无构造的异常定为弱富水区;介于中间的异常区定为中等富水区。
5.2 异常区的划分6601工作面底板的主要含水层为十下灰岩含水层、十三灰岩含水层、十四灰岩含水层和奥灰含水层,其中十三灰岩含水层距工作面底板30m,十四灰岩含水层距工作面底板46m,奥灰含水层距工作面底板50m,据此分别在距底板30m、40m、50m位置为本次探测做水平切片,图5为在距底板30m、40m、50m位置的水平切片的视电阻率等值线图。
经过对瞬变电磁原始数据的处理分析,得出图5视电阻率成果图。
根据各巷道底板探测视电阻率等值线断面成果图本身横向对比及不同巷道之间的平面对比分析,结合水文地质资料,剔除人文干扰后本次探测主要存在5处低阻异常区,见图5。
从工作面停采线到切眼依次编号为1~5,分析如下:异常区Y1:图5中650~710m范围内的低阻区域表明,在上巷660~700m,下巷670~710m(此处距离为距切眼的距离,下同)之间,在存在富水区域,纵向分布为30~80m左右,图5 距底板30m、40m、50m位置的水平切片的视电阻率等值线图主要对应的充含水层为十三灰岩、十四灰岩、奥陶系灰岩。
该富水区由上而下范围逐渐扩大,为中等富水异常区;异常区Y2:图5中520~570m范围内的低阻区域表明,在上巷520~540m,下巷550~570m 之间,存在富水区域,纵向分布20~40m左右,主要对应的充含水层为十三灰岩、十四灰岩,为中等富水异常区;异常区Y3:图5中350~420m范围内的低阻区域表明,在上巷370~390m,下巷340~380m 之间,存在富水区域,纵向分布30~100m左右,主要对应的充含水层为十四灰岩、奥陶系灰岩。
该富水异常区范围由上而下逐渐变大,为中等富水异常区;异常区Y4:图5中100~160m范围内的低阻区域表明,在上巷100~140m,下巷100~180m 之间,存在富水区域,纵向分布30~80m左右,主要对应的充含水层为十三灰岩、十四灰岩、奥陶系灰岩,该异常区为中等富水异常区。
异常区Y5:图5中0~40m范围内的低阻区域表明,在上巷20~50m 之间,存在富水区域,纵向分布30~80m左右,主要对应的充含水层为十三灰岩、十四灰岩、奥陶系灰岩,该富水异常区为弱富水异常区。
6富水异常区论证矿井瞬变电磁法确定了6601工作面五个富水异常区,为了论证其探测含水异常体上精度在6601工作面底板布置了两个放水孔6601-2与6601-3(如图6所示,其中图中的3个区域A、B、C为矿井瞬变电磁法预测的部分富水异常体)。