成　磊（太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院,太原　030024）

直流電法物探低阻解釋分析

成磊
（太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院,太原030024）

摘要:對煤礦地區(qū)需要對地下物體進(jìn)行技術(shù)方法的提前探測，目前采用比較多的方式為直流電法物探對于地下情況進(jìn)行了解，主要的解釋內(nèi)容是保證直流電法測定的低阻區(qū)的解釋來進(jìn)行預(yù)報。采用直流電法在解釋過程中，解釋結(jié)果的準(zhǔn)確度直接影響后期各項工作的開展，因此必須保證工程技術(shù)方法解釋的準(zhǔn)確性，保證該技術(shù)的應(yīng)用廣泛度。筆者通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)解釋過程對比實際情況，其中存在的差異位置進(jìn)行全面的分析，總結(jié)出一套新型的資料解釋方法，有效的降低在解釋過程中出現(xiàn)的種種問題，在實際生產(chǎn)過程中，結(jié)合直流電法的常規(guī)解釋能夠有效的保證解釋的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞:直流電法；物探；低阻；解釋分析

0　引言

礦井直流電法預(yù)測技術(shù)常規(guī)模式是采用三點三極的方法對煤礦巷道的基本情況進(jìn)行初步了解，礦井直流電法是在“三點源發(fā)”的基礎(chǔ)不斷的總結(jié)和完善實現(xiàn)的，勘探方法比較簡單，對于水資源的勘察準(zhǔn)確度比較高，并且探測深度大，因此在應(yīng)用過程中比較廣泛。

三點三極探測法在應(yīng)用過程中采用的理論支撐是點源電流場和球體交匯理論。點源電流場理論是根據(jù)球?qū)ΨQ原理而發(fā)展的，利用測量電極MN測量巷道底板過程中，測量的主要內(nèi)容為三個點所合成的球心，兩者間距為MN長度的球殼體積內(nèi)整體的電阻率變化情況，實現(xiàn)一次測定3組視電阻率取值。在解釋過程中能夠結(jié)合所得三組視電阻率值和球體交匯原理來校正所得數(shù)據(jù)，將干擾因素逐步排除，提升整體解釋數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

電源電流場以及球體交匯理論可以在廣義來描述地下巷道前方的基本情況，但是在詳細(xì)的資料數(shù)據(jù)解釋處理過程中，消除測量階段獲取的干擾波形的難度較大，在具體位置的確定上準(zhǔn)確度也有待提升。

1　均值曲線法資料解釋技術(shù)

在目前我國應(yīng)用的比較多的方法中直流電法物探技術(shù)對于低阻區(qū)解釋軟件都是結(jié)合surfer來進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)等值線填充工作的，在操作過程中不需要復(fù)雜的人為操作，并且圖像的形成效果比較良好，不足之處在于解釋精度不足，一般情況只能達(dá)到60%左右。

本文的主要研究內(nèi)容是避免從純數(shù)據(jù)的角度對問題進(jìn)行分析，而是選擇與均值差值類似的模式來處理相關(guān)的數(shù)據(jù)和資料，取得的工程使用效果良好，本文將其稱之為均值曲線法資料解釋技術(shù)，主要的步驟為以下四個：

第一，首先將3個電極中獲得的探測數(shù)據(jù)劃分為3個組別，分別畫出視電阻率曲線分布圖，將橫坐標(biāo)采用測量點距離1號供電電極的距離作為標(biāo)準(zhǔn)，縱坐標(biāo)為視電阻率的值。

第二，將3條不同的視電阻率曲線獲得的同一探測距離處的視電阻率求得均值，得到相應(yīng)的均值曲線，均值曲線表示的含義是在不同距離下視電阻率均值，與之前相同，在該坐標(biāo)系中，橫坐標(biāo)為視電阻率均值與電極的距離，縱坐標(biāo)為電極在不同距離處的視電阻率值。

第三，比較第一步和第二步獲得的視電阻率曲線，如果原始的視電阻率值與均值視電阻率值相對出現(xiàn)前者小于后者的情況，則說明該位置為低阻異常區(qū)。為了有效的進(jìn)行對比，筆者將相對完整的其他兩條曲線等間距的平移，使其能夠在同一坐標(biāo)系中顯示相應(yīng)的視電阻率曲線。

第四，通過上述步驟的處理，能夠?qū)D像中的低阻異常區(qū)找出來，大致標(biāo)注出相應(yīng)的位置，然而由于本身直流電法技術(shù)采用的是“點源電流場”作為自身的支撐理論來逐漸進(jìn)行地質(zhì)體的解釋，在測量過程中，極點在測量時能夠夠在巷道底板處進(jìn)行相應(yīng)的測量工作，將供電極作為球心，厚度指標(biāo)為測量電極間距中體積范圍內(nèi)的介質(zhì)電阻率值。如果在巷道中存在一定的影響巷道頂?shù)装咫娏骰蛘邆?cè)向有低阻異常體的情況，將會對地下真實情況造成影響，這時應(yīng)當(dāng)結(jié)合采用球體交匯的原理來去除相應(yīng)的干擾影響。

2　交集資料解釋法

通過分析大量的實際工程數(shù)據(jù)與解釋結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)采用均值直流電法在數(shù)據(jù)處理上準(zhǔn)確度嚴(yán)重不足，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在解釋過程中，如果相同的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時，無論采用哪一種方法來進(jìn)行處理最終的結(jié)果都存在比較大的誤差，而研究人員發(fā)現(xiàn)，摒棄原本的均值法，采用取交集的方法，即對于出現(xiàn)差異的位置確定存在異常，而是對于兩個解釋判斷都存在異常的情況才判定為異常區(qū)。

利用河北某礦區(qū)的勘探資料進(jìn)行說明，現(xiàn)場的基本情況如下：巷道采用下山掘進(jìn)進(jìn)行，迎面存在的絕大部分內(nèi)容為浮煤以及煤泥，這樣的實際情況對于直流電法測量結(jié)果造成一定的不利影響。

通過分析的資料可知，在該巷道內(nèi)電極前方20m左右位置存在低阻異常區(qū)，顯示在巷道內(nèi)電極前方20m和50m左右的位置都存在一定的低阻異常區(qū)，根據(jù)取交集的方法，兩組曲線都指向相同的20m位置處的低阻異常區(qū)，而50m處位置的異常為假異常，最終工程技術(shù)措施驗證，在前面24m處巖層的頂板已經(jīng)破碎，并且在錨桿處還有水的存在，這是導(dǎo)致低阻異常的真實原因，而在50m處沒有發(fā)現(xiàn)實際地質(zhì)體造成異常。

3　結(jié)束語

直流電法物探在實際應(yīng)用過程中憑借本身簡單易操作的特點被廣泛的應(yīng)用礦山巷道前方預(yù)測工作中，但是由于本身的工程資料信息受到的影響因素比較多，在解釋過程中可能導(dǎo)致一定的誤差。采用取交集資料解釋的方法能夠有效的處理低阻解釋過程中的問題，將假異常區(qū)排除，更準(zhǔn)確的對巷道前方情況進(jìn)行評價，提升解釋準(zhǔn)確度。

參考文獻(xiàn)：

[1]王志剛.井地直流電法三維數(shù)值模擬及異常規(guī)律研究[J].工程地球物理學(xué)報,2006(02):39.

[2]藍(lán)馬.礦井直流電法超前預(yù)報資料解釋方法研究[J].煤炭技術(shù),2015(04):57.

[3]張剛.直流電法電位測量中提高計算精度的方法技術(shù)研究[J].現(xiàn)代地質(zhì),2012(06):18-19.

[4]李冰.直流電法超前探測技術(shù)在含水?dāng)鄬訕?gòu)造探測中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2015(03):10-12.