直流电法勘探原理
网络并行电法
网络并行电法一、网络并行电法探测原理直流电法探测是以探测区域的电性差异为基础的，由于构成基岩的岩石与其上的松散层介质存在较大的电性差异，因此可以采用电法探测技术划分出测线下方基岩界面的展布情况。
传统电法勘探有电测深、电剖面和高密度电法技术，本次探测中采用的是网络并行电法技术。
并行电法是在高密度电法勘探基础之上发展起来的一种新技术。
它既具有集电测深和电剖面法于一体的多装置、多极距的高密度组合功能；同时，还具有多次覆盖叠加的优势，大侧向探测距离为电极控制段的长度。
由于采用网络并行技术，在数据采集时具有同时性和瞬时性，使得电法图像更加真实合理，大大提高了视电阻率的时间分辨率。
二、网络并行电法在仰峰水库渗漏探测中的应用1、工程概况仰峰水库集雨面积2.4km2，总库容22.4万m3，相应水位为127.25m，正常库容17万m3，相应水位为126.0m。
是一座以灌溉为主的小（二）型水库。
大坝为粘土心墙砂壳坝，最大坝高12.88m，坝顶宽4m，坝顶长145m。
溢洪道位于坝左侧，为正槽宽顶堰，进口净宽25.5m，堰顶高程为126.0m。
水库于1964年11月开始清基动工兴建，至1965年5月完工。
水库建成后第二年在右坝头、坝身及坝址均发现渗漏，1986年在右坝头进行钻孔灌浆处理，后又进行套井回填处理，1993年在大坝中段和左坝头又发现漏水，1994年春进行套井回填处理，1995年大坝中部坝址和左坝头菜园山坡下漏水，1997年冬进行水泥灌浆处理，1999年对大坝坝基进行灌浆处理。
2013年，对溢流堰堰基及与左坝头接触部位进行了灌浆处理。
经过数次除险加固措施后大坝坝基渗漏范围有较明显的减少，现状大坝下游马道左坝脚及消力池位置坝脚存在明显渗漏点。
大坝下游马道左坝脚渗漏点表现为库水位较低时不明显，当库水位较高时出现漏水，2013年灌浆后漏水量明显减少。
消力池位置坝脚渗漏带经年有水渗漏，经过现场量测，该渗漏带漏水量约为0.832（L/S）。
直流电法在矿井水文地质勘探中的应用
直流电法在矿井水文地质勘探中的应用直流电法在矿井水文地质勘探中的应用摘要：通过对直流电法探测原理、施工方法以及应用中应注意的问题进行总结，结合煤矿井下巷道大距离超前探测实例表明井下直流电法理论成熟，分辨率高，探测距离较大，是一种预报巷道前方地质构造的重要手段。
关键词：直流电法；地质勘探；应用煤田开采过程中工作面及巷道涌水严重威胁着煤矿财产和人身安全，因此煤田水文地质调查是煤田地质勘探工作中的一项重要任务【1】。
据不完全统计全国煤矿遭受水害威胁的储量高达250多亿吨，煤矿水害造成人身伤亡上万人，由此可见，矿井水害是煤矿的致命灾害，严重威胁煤矿的安全生产，因此，查明矿区复杂的地质构造尤其是水文地质条件，以便及时采取防治措施，防患于未然，保证安全采煤已成为大水矿区等待解决的首要问题。
目前，应用于水文地质勘探工作的物探方法很多[2-3]，主要有，电法勘探、地震勘探、EH-4、直流电法等，其中直流电法具有理论成熟、方法灵活、抗干扰能力强的优点，应用于煤矿水害防治的多个方面。
如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等。
因此直流电法勘探是一种在矿井防水害方面行而有效的方法。
一、直流电法超前探测的基本原理1.装置方式选择井下直流电法勘探通常采用单极偶极装置、对称四极探深装置和三级探测装置。
单极偶极装置主要应用与巷道侧帮和掘进工作面超前探测。
其缺点是测量电极间浅层物性不匀，对探测结果的影响较大，一次场信号往往较弱，信躁比较低，易受干扰影响。
对称四极探深装置的的优点是采集到的信号强，信噪比高，稳定性好，探测曲线的异常形态较为简单，易解释。
缺点是施工人员较多，在巷道端点布线受限制，造成端点处存在一定的盲区。
三极测深装置的工作布置方式为A-M-O-N-B(∞)【4】。
其优点是探测灵敏度高，所需人员较少，井下施工方便，布置方式灵活，特别适于较短巷道内施工。
缺点是采集到的信号稍弱，探测曲线的异常形态相对复杂。
电法勘探原理与方法
电法勘探原理与方法
电法勘探原理与方法简述
电法勘探是一种基于电磁现象的地球物理勘探方法，通过在地下通入电流，并测量由地下产生的电场和磁场信息，来获取地下物质的分布情况。
电法勘探常用于地下水资源、矿产资源、地质构造等方面的探测。
电法勘探的原理是根据地下不同物质对电流的传导能力的差异，来推断地下的物质性质和分布情况。
一般来说，导电能力高的物质（如矿石、含水层等）对电流的传导能力较好，而电阻较高的物质（如岩石、土壤等）对电流的传导能力较差。
电法勘探中常用的方法包括直流电法、交流电法和自然电场法。
直流电法通过在地下通入恒定电流，并测量地表上的电位差来进行勘探。
交流电法则使用交变电流，通过测量地下电磁场的强度和相位信息，来推算地下物质的分布状态。
自然电场法则是通过测量地表上的自然电场强度和方向来进行勘探。
在进行电法勘探时，需使用电极将电流引入地下，并使用测量电极来测量地下的电位差和电磁场信息。
通常使用的测量电极包括接地电极、测量电极和参考电极。
通过在地表布设不同位置的电极，在地下电势差数据的基础上，进行数据处理和解释，得到地下物质的分布情况。
电法勘探是一种非破坏性的地球物理勘探方法，具有较高的分辨率和可靠性。
它在水文地质、矿产勘探、环境工程等领域都
有广泛的应用。
然而，也需要注意电流的深度侵入限制以及地下导电性的不均匀性等问题，以提高电法勘探的精度和解释能力。
直流电法超前探测
一、直流电法超前探测直流电法：直流电法（direct current electric method）是电法勘探的一大类方法。
其共同特点是研究与地质体有关的直流电场的分布特点和规律来进行找矿和解决某些地质问题。
直流电法利用的场源有人工的和天然的。
利用的电性差异有岩石矿石的电阻率差异和极化率差异。
测量的参数有视电阻率（Ps）和视极化率（ns）等。
利用人工场源的直流电法包括有电阻率剖面法、电阻率测深法、充电法、直流激发极化法等。
利用天然场源的直流电法有自然电场法等。
直流电法超前探测理论依据：将电测深、电剖面融为一体，适用于矿井巷道深部岩层富水性探测和煤层底板突水预测。
其中三点——三极超前探测方法应该效果很好，其突出特点是能避免掘进头后方巷道、及层状地层电性变化的影响，突出巷道前方的地质异常，避免了仅使用原始视电阻率曲线人为判断解释造成的许多缺点，大大提高了解释准确度。
二、地震超前探测地震波勘探原理：地震波勘探是由震源激发的地震波在向下或向前传播时，遇到不同的波阻抗界面时，在界面处会发生反射，透射（折射）等现象，这些在不同波阻抗界面发生反射、透射（折射）的地震波可被排列于震源附近的检波器所接收，从而形成可用于地震解释的原始数据。
1.TSP（隧道地震超前预报系统）采用回声测量原理，通过分析反射地震波信号的运动学和动力学特征，对断层，岩石破碎等不良地质体的位置、规模、产状及岩石力学参数进行计算与界面提取成图。
2.TRT（真反射层析成像）它采用的是空间多点接收和激发系统，检波器和激发的炮点呈空间分布，布置在巷道迎头、顶板及两个侧帮上，以充分获得空间波场信息，提高对前方不良地质体的定位精度。
该方法对岩体中反射界面位置的确定、岩体波速和工程类别的划分等都有较高的精度。
3.ISIS（综合地震成像系统）它是将三个相互垂直状态的检波器，利用粘固剂固定在锚杆上，按一定间距安装在隧道的墙面上。
并利用TBM作为震源激发地震波，从而接收地震记录。
直流电法勘探部分小结
2009.4
中国矿业大学
电阻率法概述
2、电阻率装置系数计算 、
A UM =
Iρ 2πAM
A UN =
Iρ 2πAN
Iρ 2πBN
中国矿业大学
B UM =
Iρ 2πBM
B UN =
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电阻率法概述
3、视电阻率基本概念及其影响因素 、
视电阻率与真电阻率 视电阻率 真电阻率在概念上有本质的不同，决定视电阻率 真电阻率 值大小的因素有： 1） 不均匀体的电阻率及围岩电阻率； 2） 不均匀地质体的分布状态（形状大小、深浅及产状等）； 3） 供电电极和测量电极间的相互位置； 4） 工作装置和地质体的相对位置
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中国矿业大学
充电法
1、充电法的基本理论 充电法是在被勘探的矿体上或其它良导电性地质体的天 天 充电法 然或人工露头接上供电电极（A）进行充电（用直流电源， 然或人工露头 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 一等位体或似等位体，电流由充电体 充电体流 一等位体或似等位体 充电体 入围岩，形成稳定电流场 稳定电流场，该电场的分布特征与充电体的形 稳定电流场 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。
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地质雷达
4 雷达图像的增强处理
2）道内均衡 ） 雷达数据经处理后，通常浅层能量很强， 雷达数据经处理后，通常浅层能量很强，深层能量很 弱，这给信息输出显示造成困难，为了使浅、中、深层都 这给信息输出显示造成困难，为了使浅、 能清晰显示，道内平衡能解决个问题。 能清晰显示，道内平衡能解决个问题。 能解决个问题 道内均衡的基本思想是把各道中能量强的波相对压缩 道内均衡的基本思想是把各道中能量强的波相对压缩 一定的比例，把相对弱的波增大一定的比例， 一定的比例，把相对弱的波增大一定的比例，使强波和弱 波的振幅控制在一定的动态范围之内。据此，将一道记录 波的振幅控制在一定的动态范围之内。据此， 的振幅值在不同的反射段内乘上不同的权系数即可。 的振幅值在不同的反射段内乘上不同的权系数即可。
井下电法基本原理
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。
电法勘探的原理及应用
电法勘探的原理及应用1. 什么是电法勘探电法勘探是一种利用地下电阻率差异揭示地下地质体结构及构造的地球物理勘探方法。
它通过测量地下电阻率的变化，获得地下地质体的结构信息，并进一步研究地下资源的分布情况。
2. 电法勘探的原理电法勘探基于地下地质体的电阻率差异，利用电流在地下的传播以及产生的电位差进行测量和分析。
通常，勘探者在地面上或井下放置电极，通过施加电流使地下发生电场，并测量电位差。
根据测量数据，可以计算得到地下地质体的电阻率，进而分析地下结构。
3. 电法勘探的应用电法勘探在地质勘探、矿产资源勘查、水文地质调查、环境工程、地下水资源评价等领域有着广泛的应用。
以下列举几个常见的应用场景：3.1 矿产资源勘查电法勘探在矿产资源勘查中起到重要的作用。
通过测量矿区地下的电阻率差异，可以发现矿体的存在以及矿体与围岩的边界情况。
这对于确定矿体的规模、形态以及储量估算都具有重要意义。
3.2 水文地质调查电法勘探在水文地质调查中也得到了广泛的应用。
通过测量地下不同地层的电阻率差异，可以揭示地下含水层的分布和性质。
这对于确定水资源的储量、流向以及开采潜力都具有重要意义。
3.3 环境工程电法勘探在环境工程中的应用越来越广泛。
通过测量地下结构的电阻率差异，可以评估地下储存物质的位置、分布以及迁移路径，为环境污染的治理和地下储存设施的选择提供重要参考。
3.4 地下水资源评价电法勘探在地下水资源评价中也是一种常用的方法。
通过测量地下地质体的电阻率，可以揭示地下地质体的结构和性质，进一步评价地下水储量、水质以及地下水动态变化，为合理开发和管理地下水资源提供依据。
4. 电法勘探的优势和局限性4.1 优势•非破坏性：电法勘探无需在地下进行钻探等破坏性操作，可以有效避免对环境的破坏和人员安全的威胁。
•高效快速：电法勘探操作简便，数据采集和分析速度较快，能够快速获取地下结构信息。
•成本较低：相比其他地球物理勘探方法，电法勘探设备和操作成本相对较低，具有较高的经济性。
测绘技术中常见的地电测量方法
测绘技术中常见的地电测量方法地电测量是现代测绘技术中常见的一种方法，通过对地球的电性质进行测量分析，以获得地下的物理和地质信息。
地电测量方法在地质灾害预测、地下水资源调查、矿产资源勘探等领域都有着广泛的应用。
本文将介绍地电测量中几种常见的方法和其应用。
一、直流电法直流电法是地电测量中最常用的方法之一。
该方法是通过在地下埋设电极，通过加电流产生电场，然后测量地下的电位差来推断地下的电阻性质。
直流电法适用于对一些电阻率差异较大的地层进行测量，如地层的开裂带或岩石的裂隙、溶洞等。
直流电法不仅可以用来勘探地下水资源，还可以用于寻找矿藏。
二、交流电法交流电法是一种通过在地下埋设电极，应用交流电流来测量地下电性质的方法。
由于地下的电性质会随频率的改变而改变，所以交流电法通常会在一定范围内改变电流的频率，以获取更准确的地下电性质信息。
交流电法适用于勘探地下水层、寻找岩矿体、探测土壤的渗透性等。
交流电法具有高分辨率和较大深度侦查范围的优点。
三、自然电场法自然电场法是一种不需要外加电流，通过测量地表产生的自然电场来推断地下电性质的方法。
地球自然电场是由太阳光直接和间接引起的地球表面和大气层之间的电荷分布不均匀所产生的。
通过对地球自然电场的测量和分析，可以获得地下的电阻率和导电性分布情况。
自然电场法适用于勘探各类地下深部结构，如断层、岩石裂隙以及砂砾层等。
四、瞬变电磁法瞬变电磁法是一种通过产生短脉冲电流和测量感应电磁场来获取地下电导率和介电常数分布情况的方法。
该方法适用于浅层的地下勘探，如寻找地下的水层、岩矿体等。
瞬变电磁法能够在较大的深度范围内进行探测，并具有较高的分辨率和精度。
五、地电雷达法地电雷达法是一种通过测量电磁波在地下传播的速度和衰减情况来获取地下物质分布的方法。
地电雷达法通过发射高频电磁波，利用地下物质的反射和散射来获取地下物质的分布情况。
该方法适用于地下水层调查、建筑物下部结构识别等应用。
综上所述，地电测量方法在测绘技术中有着重要的应用。
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L 砂岩 10-100 火成岩、变质岩 1000-100000
S I
常用电阻率
粘土、泥岩 1-10 石灰岩、砾岩 100-10000 煤 10-1000
勘探原理
ρ ρ
A
0 1
A
B
B
点电源
jmn s mn j0
超前探测实例
超前探测实例
超前探测实例
超前探测实例
超前探测实例
超前探测实例
超前探测实例
超前探测实例
超前探测实例
超前探测实例
物理探测仪器
YDZ(A) 直流电法仪
YDZ(A)直流电法仪
功能指标：
本质安全型 重量4.5公斤 体积31×24×16cm3 最大电压90V 最大电流70mA 探测深度100米 超前探测距离80米
YDZ(A)直流电法仪
用途 1. 巷道顶板、底板及侧邦100m内的富水 构造探测(断层、破碎带 、陷落柱等) 2. 底板隔水层厚度、导升高度及分布范围 3. 掘进头超前预测含水构造
矿井直流电法勘探
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，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。
分
类
电测深法 电剖面法
人工电场法 自然电场法 直流电法 交流电法
电 阻 率法 直流电法 充 电 法
激发极化法 自然电场法
电阻率的主要影响因素
勘探深度
视电阻率
矿井直流电法勘探方法
四极勘探 三极勘探 a.高分辨勘探 b.超前探测
对称四极
A
M
N
B
对称四极勘探原理示意图
均匀场
对称四极勘探现场布置图
AB/2的长度
测深点（桩号）
AB/2的长度
对称四极勘探成果图
探测巷道底板富水区
14 -5 -15 -25 -35 -45 -55 -65 -600 -560 -520 -480 -440 -400 -360 -320 -280 -240
50
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
-200
-160
-120
-80
图 例
28 视电阻率 物探测点号 异常区 等值线
对称四极勘探成果图
探测巷道底板富水区
三极勘探原理示意图
A极为点电源
忽略无穷远极B
三极测深示意图
A
M
N
B
超前勘探原理示意图
A
超前探现场施工图
超前探测实例
探测掘进头前方含水断层带