电法找水在临涣矿区奥灰水勘测中的应用
煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术探讨

煤矿奥灰水带压开采水害探查及治理技术探讨随着我国煤炭工业的不断发展,煤矿的开采水害问题也日益突出。
奥灰水带压开采是指在煤矿开采中,由于煤层下部存在高压水系,导致煤层底部的水文地质条件复杂,使得开采水害更加突出的一种开采方式。
探查和治理奥灰水带压开采水害已成为当前煤矿生产中亟待解决的技术难题。
一、奥灰水带压开采水害的成因奥灰水带压开采水害主要由以下几个方面的因素引起:1. 水系条件复杂:奥灰水带压开采通常发生在煤层下部岩溶地质区域,地下水位较深,地下水流动规律复杂,导致煤层底部水文地质条件复杂,易发生水害。
2. 采矿工作面开采规模大:奥灰水带压开采多发生在采煤工作面规模相对较大的煤矿,由于开采规模大,挖掘范围广,导致大量地下水被破坏从而充实到矿井中。
3. 围岩条件较差:奥灰水带压开采区域的围岩条件一般较差,地下水体储量丰富,如遇到地下水体,易引发水害。
以上这些因素都对奥灰水带压开采水害起到了重要的作用。
为了对奥灰水带压开采水害的情况进行及时的探查,目前采用的主要技术手段有:1. 地质雷达技术:地质雷达技术可以快速、准确地探测地下水体的位置、深度和体积等信息,为矿井开采提供科学依据。
2. 地震勘探技术:地震勘探技术可以获取地下水体及围岩的地震反射、折射信息,通过解释反射波和折射波的速度和幅度变化,来判断地下水体的位置、形态和体积等信息。
3. 井下水文地质观测:井下水文地质观测是指通过在矿井井下实施水文地质勘探,获得矿井井下水位、水压、水质和水文地质条件等信息。
以上这些技术手段可以快速、准确地探查奥灰水带压开采水害的情况,为治理提供依据。
1. 地下水文地质条件分析:对奥灰水带压开采区域的地下水文地质条件进行全面分析,了解地下水位、水压和水质等情况。
2. 井下水封隔堵技术:对已发生的地下水体进行封堵,防止地下水体进入矿井和煤层中,减少开采水害的发生。
3. 井下排水技术:采用井下排水技术将地下水体排出井下,减少地下水影响矿井生产的程度。
双频激电法在新疆戈壁滩找水中的应用_柳建新

CHINESE JOURNAL OF ENGINEERING GEOPHYSICS
Vol.10,No.6 Nov.,2013
文 章 编 号 :1672—7940(2013)06—0745—07
doi:10.3969/j.issn.1672-7940.2013.06.001
作 者 简 介 :柳 建 新 (1962 - ),男 ,湖 南 岳 阳 人 ,博 士 ,教 授 ,主 要 从 事 电 磁 法 理 论 与 应 用 研 究 工 作 。E-mail:ljx6666@126.com 龚 露 (1988 - ),女 ,湖 北 咸 宁 人 ,在 读 硕 士 研 究 生 ,主 要 从 事 电 (磁 )方 法 正 反 演 、工 程 地 球 物 理 勘 查 的 学 习 与 研 究 。 E-mail:1291698221@qq.om
4 个 探 水 孔 ,总 出 水 量 2160 吨/天 ,并 且 水 质 较 好 。 因 此 该 方 法 解 决 了 当 地 工 业 和 生 活 用 水 问 题 。
关 键 词 :双 频 激 电 法 ;找 水 ;三 极 激 电 测 深
中 图 分 类 号 :P631
文 献 标 识 码 :A
收 稿 日 期 :2013-08-06
双频激电法在新疆戈壁滩找水中的应用
柳 建 新1,2,3, 龚 露1,2,3, 刘 海 飞1,2,3, 麻 昌 英1,2,3, 曹 创 华1,2,3
(1.中南大学 有色金属成矿预测教育部重点实验室,湖南 长沙 410083; 2.中南大学 地球科学与信息物理学院,湖南 长沙 410083; 3.中南大学 地质调查研究院,湖南 长沙 410,气候干燥炎热,降 水 稀 少。区 内 地 表 水 主 要 接 受 大 气 降 水 补 给 ,其 次
电法勘探方法在水文和工程地质中的应用

高新技术2016年10期︱33︱电法勘探方法在水文和工程地质中的应用李官锋浙江省浙中地质工程勘察院,浙江 金华 321001摘要:在水文和工程地质中,电法勘探得到了广泛的应用,其有利于促进水文和工程地质建设。
而且其具有自身的性能优势,得到了行业的认可。
经过几十年的发展,电法探勘也得到了较快的发展,理论不断更新,技术也逐渐完善,目前其 应用的范围越来越广。
电法勘探可以分为多种多这样的方法,而且每种方法各有优劣。
本文阐释了电法勘探常用的方法,并分析了电法勘探在水文和工程地质中的应用。
关键词:电法勘探;方法;水文;工程地质;应用中图分类号:P624 文献标识码:B 文章编号:1006-8465(2016)10-0033-01矿山建设以及地质工程项目施工建设过程中,均需提前对水文地质环境条件进行全面勘察和研究,这样能够为后续制定合理的设计方案,提供有效的参考。
在现代科技条件下,电法勘探技术和方法得以长足发展,其技术和基础均有进步,尤其在当前的时代背景下,电法勘查技术应用更为广泛。
随着社会的发展,电法勘探技术也逐渐成熟,其有利于促进水文和工程地质的建设。
1 电法探勘常用的方法 (1)高密度电法 高密度电法将电剖面法和电测探法紧密结合,和普通电阻率法具有相同的原理,唯一不同的时,在观测的过程中,设置了高密度观测点。
从二十世纪以来,我国逐渐对高密度电法和应用技术进行研究,并不断完善理论和技术。
电密度电法在野外测量时,会将全部电极安放在剖面上,通过对操作微机工程电测仪,则可以快速采集不同电极排列形式的数据。
较之于普通的电阻率法,高密度电法的应用优势更为明显,比如可以实现电极优化布设,避免出现各种故障问题,对于工作效率的提高,具有非常重要的作用。
在实际测量过程中,可采用多元化的方式进行排列,这有利于帮助工作人员及时准确的获取电断面资料。
对采集野外数据信息过程中,采用高密度电法能够有效实现自动或者半自动化,从而提高数据信息采集的有效性及其效率。
综合地面电法在煤矿防治水中的应用

1 电磁法找水基本原理问的的均匀地层,电阻率值变化相对稳定,其电性分层也较为明显(图1岩石电阻率对比图)。
电磁法找水理论就是基于稳定地层中寻找异常区。
同一地层内,富水异常区为相对低阻层。
其电性基础是相对均匀岩性下,当地层内出现充水裂隙、岩溶和采空区等良好导体时,地层水平方向均一性发生改变,视电阻率值发生明显变化,在地质空间上呈局部相对低阻区。
层位,富水异常区表现为相对高阻中的低阻异常区(见图2中75~78、84~86号点,3#煤层顶板富水异常区)。
(2)构造的发育程度及富水性是影响其电性反映的重要因素,如果构造不富水,你那么因为裂隙发育呈相对高阻及电阻率等值线稀疏反映,如果构造富水,因为其造成构造本身及周边地层变化,呈相对低阻区,其视电阻率值呈密集形态(见图2中64~68号点X1陷落柱富水区)。
(3)奥陶系灰岩为均匀的海相沉积岩层,如果无岩溶、断层、富水区等情况,呈相对后层稳定状态,如果岩溶发育且富水,则呈明显低阻区(见图2中74~77号点,岩溶发育区)。
图中如构造导水且带压开采,那么岩溶水会通过构造及构造裂隙进入开采煤层,导致矿井突水。
综合地面电法在煤矿防治水中的应用□ 杨立彪 山西汾西矿业(集团)有限责任公司地测处 山西介休 032000长期以来,煤矿水害始终为煤矿重点防治对象,其具有危险性大、不可预知性、突然性等特点,一旦发生突水,将造成工作面淹井,造成巨大的人员及财产损失。
矿井水害的类型很多,目前煤矿水患主要有巷道及工作面开采直接与采空区积水联系,造成涌水量突然加大;构造裂隙导通煤层与上下含水层造成突水。
目前国内外学者针对煤矿水害威胁采用瞬变电磁、直流剖面等进行过大量的探测实践及研究工作,取得了一系列成果。
图1 岩石电阻率对比图2 应用实例2.1 煤系地层主要含水层、奥陶系灰岩岩溶发育及构造富水性探测(1)煤系地层中,含水层为粗砂岩含水层、太原组灰岩含水层,其上下地层一般为中细砂岩层或者泥岩层,从电阻率值上分析为相对高阻区。
地下水勘察中综合电法的合理应用

地下水勘察中综合电法的合理应用摘要:近几年,随着地下水勘察技术水平的不断提高,应用大功率激电以及可控源音频大地电磁测探的综合点发在地下水勘查上应用非常普遍。
本文中以地下水勘查为例,介绍大功率激电以及可控音频大地电磁测探的综合电法的应用。
关键词:地下水勘察;综合电法;应用要点引言在一般的情况下,电池是研究和勘察地下水效果最好、应用最为广泛的方法。
最经常使用的包括:天然电厂法、电阻华法、充电法、激发极化法等。
不同的方法适用于不同的地区,并且各具特点。
本文分析了根据不同的地质条件,选择最合适的方法可以有利于提高勘探地下水的准确性。
1、水文地质勘察中地下水问题1.1 潜水位上升导致河流、水库、湖泊的潜水位上升的主要因素是水库修建在了水文地质勘察的范围附近,这种潜水位上升的情况对水文地质勘察工作存在较大影响,会带来一些潜在的安全问题:(1)软化地基,使岩土的强度降低,粘性土含水量上升,直接导致建筑物变形或沉降;(2)造成建筑物因地基的隆起或位移发生上浮,丧失稳定性;(3)降低岩土的体力学性能,使河岸和斜坡的临空面发生崩塌或者滑移的情况,破坏岩土的功能或无法正常使用;(4)导致土壤发生性质变化,逐渐变盐渍化、沼泽化,对建筑物的腐蚀性增加。
1.2 地下水位下降地下水位对工程造成的伤害主要体现在以下四点:(1)岩土密度会受到地下水位的直接影响,岩土会因水位的降低发生压密,使土地的承载力增强,土体面积随之增大,导致地面发生塌陷或沉降的现象。
例如,2015年,地下水问题对长三角地区造成了严重影响,形成杭州、芜湖和嘉兴加之苏州、常熟和无锡的三大区域性沉降中心,最大沉降值累积到1.08、0.82、2.63m;(2)地下水位发生下降,导致了干湿交替的土壤环境,这对木桩影响很大,极易造成木桩腐烂;(3)含盐地层的溶解主要为石膏层和钠盐层的溶解,使建筑物易发生大距离移动;(4)使膨胀性岩土发生不均匀的膨胀或变形,使岩土的膨胀收缩率增加,幅度加大。
直流电法在地下水勘察中的应用

第18卷第9期中国水运Vol.18No.92018年9月China Water Transport September 2018收稿日期:2018-04-18作者简介:程守金(1979-),男,山东莒南人,山东省临沂市水利勘测设计院高级工程师,工学学士,主要从事水文地质与工程地质工作直流电法在地下水勘察中的应用程守金(山东省临沂市水利勘测设计院,山东临沂276001)摘要:本文介绍了物探方法中的直流电法地下水勘察过程中的实际运用。
该方法已经多次使用且通过后期成井的验证,方法快捷有效探明地下水的埋藏深度,估测水量及区分淡、咸水。
关键词:直流电测深;对称四极复合剖面法;激发极化法中图分类号:P641.72文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2018)09-0092-02一、测区水文地质条件泗县地处安徽淮北平原东北部低山丘陵区的黄泛边缘,地形较为平坦开阔,测区下伏基岩主要为震旦纪灰岩,其次为砂岩或泥质砂页岩。
第四纪厚度呈东北薄,西南厚的变化规律,且第四纪地层较厚,下部往往孕育着砂层,而砂层则是地下水的富积区。
因此,物探找到砂层越厚、颗粒越粗、夹粉质壤土越少,也就找到了丰富的地下水源地(系指淡水)。
由于城关镇供水需求量大,其基岩震旦纪灰岩为相对贫水地层,所以该测区主要是寻找古河床或沉积较厚的砂层等为饮用水源地。
但地下水的形成受不同地质时期的气候、温度、地质成因和地下水互相连系等因素制约,形成不同成份的地下水,例如咸水等。
所以本次寻找比较富裕地下淡水含水层以及分布范围,对于有咸水层发育的区域,查清平面及空间位置,以便成井时进行封堵。
因此,复杂的水文地质条件,就必须做细致的水文地质物探勘测工作。
二、测区地质条件极地电特征测区地形平坦,地表为耕植粉质壤土,土壤较潮湿,电极接地条件好,利于物探工作开展。
耕植粉质壤土视电阻率一般为16~18Ω·m;细粉砂夹粉质壤土视电阻率一般为20~25Ω·m,细中砂夹粉质壤土视电阻率一般为26~30Ω·m,深部100~250m 高矿化度地下水地层视电阻率一般为6~10Ω·m,在测区分布较为广泛,其下伏岩体为高电阻率,这种天然的地电断面组合,具备了电法勘探工作条件,效果是良好的。
电法勘探方法在水文和工程地质中的应用(一)

⼀、引⾔ 电法勘探⽅法可以追溯到19世纪初P.Fox在硫化⾦属矿上发现⾃然电场现象,⾄今已有100多年的历史。
我国电法勘探始于20世纪30年代,由当时北平研究院物理研究所的顾功叙先⽣所开创。
经过70余年的发展,我国的电法勘探⽆论在基础理论、⽅法技术和应⽤效果等⽅⾯都取得了巨⼤的进展,使电法成为应⽤地球物理学中⽅法种类最多、应⽤⾯最⼴、适应性的⼀门分⽀学科。
同时,经过⼴⼤地球物理⼯作者不懈努⼒,在深部构造、矿产资源、⽔⽂及⼯程地质、考古、环保、地质灾害、反恐等领域,电法已经和正在发挥着重要作⽤。
限于篇幅,本⽂仅对其中⼏种主要⽅法,如⾼密度电法、激发极化法、CSAMT、瞬变电磁法和地质雷达等作简要介绍,并就这些⽅法在⽔⽂和⼯程地质中的应⽤进⾏阐述,供⼴⼤⽔⽂和⼯程地质、⼯程物探⼈员参考。
⼆、⾼密度电法 ⾼密度电法实际上是集中了电剖⾯法和电测深法,其原理与普通电阻率法相同,所不同的是在观测中设置了⾼密度的观测点,是⼀种阵列勘探⽅法。
关于阵列电法勘探的思想源于20世纪70年代末期,英国⼈设计的电测深偏置系统就是⾼密度电法的最初模式,20世纪80年代中期⽇本借助电极转换板实现了野外⾼密度电法的数据采集。
我国是从20世纪末期开始研究⾼密度电法及其应⽤技术,从理论⽅法和实际应⽤的⾓度进⾏了探讨并完善,现有中国地质⼤学、原长春地质学院、重庆的有关仪器⼚家研制成了⼏种类型的仪器。
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。
与常规电阻率法相⽐,⾼密度电法具有以下优点: 1电极布置⼀次性完成,不仅减少了因电极设置引起的故障和⼲扰,并且提⾼了效率; 2能够选⽤多种电极排列⽅式进⾏测量,可以获得丰富的有关地电断⾯的信息;3。
野外数据采集实现了⾃动化或半⾃动化,提⾼了数据采集速度,避免了⼿⼯误操作。
此外,随着地球物理反演⽅法的发展,⾼密度电法资料的电阻率成像技术也从⼀维和⼆维发展到三维,极⼤地提⾼了地电资料的解释精度。
常规电法勘探方法在贫水区找水的应用

2 实例 : 来安红层地 区找水
21 目的任务 .
来 安 县 为 解 决 大 型养 殖场 供 水 问题 , 安 县 水 利 局 委 托 本 来 单位物化探工程处在半塔罗庄~ 杨郢红旗林场一带开展水文物
探工作 , 以了解测区水文地质条件 , 寻找相对富水地段 , 并依据 物探 资料确定水井孔位 。
1 54 广东科 02 技21 7第1 期 3
MN( i) l MN( x = 2 a r n = m、 ma) 1 m
激 电测深 ( 温纳测深 A = MN : B 5 )
AB( n : m、 mi) 3 AB( x ) 3 0 ma : 4 m
视 电 阻率 联 合 剖 面 法 :
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1 物 探 方 法 的确 定
11 要 以地 质为 依据 .
以地质 为根据 , 要充分利用地质资料 , 就 研究地质 资料 。同 时 , 对 掌 握 已 有 的 地 质 规 律 在 物 探 异 常 中 的 反 映 进 行 深 入 分 析, 目的地开展辅 助性地质 工作, 有 建立测区 内可 能有的几种 地质模型 , 为地质解释服务 。
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图 5 0 0点激 电测 深 曲线 1 8
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电法找水在临涣矿区奥灰水勘测中的应用
马安丽,郑贺祥
(安徽省煤田地质局水文地质勘探队,安徽宿州234000)
[摘 要] 使用对称四极电测深方法研究了淮北煤田临涣矿区奥灰水的分布特征,圈定了大田村和大朱家两个富水带。
并通过钻探验证,所圈定的富水带地下水较丰富,地下水径流较好,可作为地下水源地。
[关键词] 对称四极电测深;电法勘探;奥灰水;水文地质
[中图分类号] P631.3+22 [文献标识码] B [文章编号] 1004-1184(2007)05-0110-02
[收稿日期] 2007-06-17
[作者简介] 马安丽(1966-),女,安徽淮南人,助理工程师,主要从事水文地质与物探工作。
0 前言
淮北煤田是我国重要的煤炭基地,随着深部煤炭的逐年开采,底板奥陶系灰岩岩溶地下水对矿井的开采安全威胁越来越大。
同时矿区生产生活用水来自该区地下水,若将奥灰水抽放到地表生活用水池作为矿区的生活用水,既起到了疏水降压,降低奥灰底板水害威胁的作用,同时满足了矿区的生活用水,起到了供水井的作用。
本文使用对称四极电测深方法研究了临涣矿区奥陶系灰岩富水带。
1 电法找水仪器与方法
根据本区地形地物特点、水文地质特征、方法技术
有效性与经济性,选择对称四极电测深方法。
电测深仪器为DZD-4型多功能直流电法仪,供电电压360伏,该仪器能有效的压制干扰。
采用基本垂直区域主要构造走向或垂直于地层走向布线,全区共布设电法线61条,线距400m,测线长120.56km ,点距20m 。
A 、B 为供电电极,M 、N 为测量电极,O 为M N 中点,电极距的选择主要根据覆土的厚度、主要含水层段的埋藏深度确定,为取得明显的地质电性反映,采用极距AB/2=400m 观测。
电极系用密集15阶不等距排列,AB /2=60、80、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400m,MN 与AB 保持比例,取MN =1/10AB 。
2 电法找水的依据
灰岩地层与地下水有较大的电性差异,灰岩的电阻率极高,一般为数百至数千欧姆・米,而地下水电阻率一般在10欧姆以下,电性差异达数十至数百倍。
完整的灰岩地层为高阻地层(不含水),在电法勘探中视为无穷大电阻电性层(标志层),当灰岩在地应力作用下
裂开破碎,其空间充入水(含水),此时的灰岩地层电阻急剧下降,一般为数十欧姆・米至数百欧姆・米,含水与不含水灰岩地层所呈现的极大的电性差异,是电法勘探寻找灰岩中地下水的基本地球物理前提(或电性依据)[1~3]。
基岩中的地下水,其分布特征与地质构造、岩性紧密相关,因此含水层的结构、分布形态受控于地质构造特征,因而研究区的地质构造特征也是电法找水的重要依据。
3 电测深曲线解释
电测深曲线反映垂向地层结构、岩层电阻率的变化[2]。
在淮北地区,新生界下直接与奥陶系灰岩接触的电测深曲线,一般呈KH 型四层电性断面,左支K 型是新地层反映,尾支上升段(第四电性层),反映奥陶系以下高电阻地层,尾支上升角度一般为40~45°。
如果基岩中出现断层,裂隙岩溶等,则电测深曲线尾支往往表现出上升角度变缓、平直段、凹状、锯齿状等特征。
如图1。
图1 电测深曲线
3.1 电性断面图解释
将测线中各点电测深曲线数据输入计算机中,编绘出测线电性断面图,反映剖面二维电性变化特征[2],图中上部等值线密集带,是新地层中岩性变化反映,由砂层(含水段)变化到粘土层段,视电阻率曲线由高渐低;中间低值带为新地层与基岩地层的过渡段,基本反
110
2007年9月
第29卷 第5期 地下水
Gr ound w ater Sep.,2007
V ol.29 N O.5
映出新地层厚度;下部反映奥陶系地层,视电阻率逐渐增大。
若基岩中无断裂构造或含水体,下部等值线呈平行、等间距的水平线或斜线,可反映地层倾角变化。
反之则为不等距曲线或斜线段,如图2。
图2 连1线电性断面图
图3 临涣矿区某段电性平面图
3.2 电性平面图解释
将临涣矿区观测电剖面数据,按实测位置,绘制在平面图中,解释断层点的连接与富水带的圈定,如图3。
4 富水带的圈定
根据电测深资料,临涣矿区圈定了两个富水带,分别为大田村富水带和大朱家富水带。
以大田村富水带为例,面积约8km 2,该带的电性特征,观测 s 值高,数值变化大,剖面曲线出现锯齿状,凹形低值区,曲线突变段、不连续变化地段。
电测深曲线极小值低,低值区宽度大,尾支常出现上升角度变缓段,锯齿状,平直段等。
上述现象均属地层中构造和含水性特征,电性断面图中,基岩中的电性变化不甚明显,等值线比较均匀,没有突出电性异常,仅见局部等值线变宽(曲线尾支上升角度变缓所致)现象。
该地段即为裂隙岩溶发育。
从
DC 7孔、DC 7-1孔、DC 7-2孔测井曲线和井下电视
可见(如图4)。
岩层层间裂隙发育,表现各孔在测井曲线对应层均有低阻异常,井下电视也清晰地展示出这一特征,电视中还显示了较发育的垂向裂隙,并在垂向裂隙与岩层间裂隙交汇处,岩溶十分发育,岩溶洞可达数10cm 以上。
DC 7-3孔裂隙岩溶也较发育,并在井深200m 处见断层,但该孔裂隙、岩溶、断层破碎带均被粘土所充填,
孔中水量甚小。
图4 临涣矿区DC7孔钻孔柱状图
该富水带经DC7孔验证,地下水较丰富,地下水径流较好,可作为地下水源地。
DC7孔大口径抽水试验静止水位7.764m ,水位标高19.207m ,恢复水位7.994m ,水位标高18.977m ,水位降深1.73m/h,水量43.125L/s,单位涌水量q=24.928L/s ・m 。
5 结论
(1)使用对称四极电测深方法研究了临涣矿区奥灰水富水带的分布范围,圈定了大田村和大朱家两个富水带。
(2)大田村富水带经DC 7孔验证,地下水较丰富,地下水径流较好,可作为地下水源地。
(3)对称四极电测深法是一种体积勘探,因而要求被测目的层要有一定规模。
临涣矿区地形较为平坦,奥灰灰岩岩溶发育,因此,在电测深曲线上反映较好。
参考文献
[1]陈兆炎.煤田水文地质学[M ].北京:煤炭工业出版社,
1989.
[2]黄作华.煤田地球物理勘探[M ].北京:煤炭工业出版社,
1992.
[3]中国煤田地质总局.中国煤田水文地质学[M ].北京:煤炭
工业出版社,2001.
111
第29卷 第5期 地下水 2007年9月。