摘 要：瞬變電磁勘探工作的主要目的是查明礦區(qū)范圍內(nèi)的采空區(qū)及采空區(qū)積水情況，為礦山災害防治提供參考，從而降低或者避免礦山事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：瞬變電磁法；隱蔽致災

目前瞬變電磁法有時間域電磁感應方法和頻率域電磁感應方法，本次介紹的是澳大利亞進口的SM24瞬變電磁采集系統(tǒng)，屬于時間域電磁感應方法。其探測原理是：在地面布設(shè)一回線，并給發(fā)送回線上供一個電流脈沖，在脈沖波后沿下降的瞬間，產(chǎn)生一個向地下傳播的一次磁場，在一次磁場的激勵下，地質(zhì)體將產(chǎn)生渦流，其大小取決于地質(zhì)體的導電程度，在一次場消失后，該渦流不會立即消失，它將有一個衰減過程。該衰減過程又產(chǎn)生一個衰減的二次磁場向地表傳播，由地面的接收裝置接收二次磁場，該二次磁場的變化將反映地下地質(zhì)體的電性分布情況。如按不同的延遲時間測量二次感應電動勢V（t），就得到了二次磁場隨時間衰減的特性曲線。如果地下沒有良導體存在時，將觀測到快速衰減的過渡過程；當存在良導體時，由于電源切斷的一瞬間，在導體內(nèi)部將產(chǎn)生渦流以維持一次場的切斷，所觀測到的過渡過程衰變速度將變慢，從而發(fā)現(xiàn)地下導體的存在。

一般情況下，如果采空區(qū)充填空氣，所觀測的二次感應電壓信號弱，衰減數(shù)據(jù)變化較快；如果采空區(qū)充填水，則所觀測的二次感應電壓信號較強，衰減相對較慢。如果測區(qū)水系不發(fā)育，且礦層頂?shù)装甯羲院?，則由采空區(qū)所引起。如果測區(qū)水系發(fā)育且頂?shù)装逋杆詮姡瑒t由采空區(qū)所引起的電性異常主要表現(xiàn)為低電阻特性。在一定情況下可能會導致地面變形或者蹋陷。斷層接觸帶多充填破碎角礫巖，會形成導水通道。當?shù)貙优c構(gòu)造含水時，由于地下水的流動性及電離作用，電阻率呈現(xiàn)低阻特征。分析對比電阻率參數(shù)，區(qū)分物性差異，尋找低阻異常區(qū)可以劃分含水范圍。在橫向上，沉積地層的電性正常情況下是均一的或變化不大。在三維空間上具有一定規(guī)模時可改變縱向電性的變化規(guī)律，表現(xiàn)為局部的、區(qū)域性的電性異常。采空區(qū)的視電阻率主要取決于它們的塌陷及其充水程度，塌陷的采空區(qū)與未塌陷的采空區(qū)電性上有一定的差異，充水的采空區(qū)視電阻率則小于未充水的采空區(qū)，這是瞬變電磁探測采空區(qū)分布，并進行積水情況評價的地球物理推斷依據(jù)。

測點定位工作采用天寶GXT3000GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，精度為亞米級，儀器各項精度指標正常、性能良好。施工前在礦區(qū)的控制點進行相應系數(shù)校正和儀器的常規(guī)檢驗，施工過程中嚴格執(zhí)行相關(guān)測量規(guī)范和規(guī)程，西安80坐標系統(tǒng)和85國家高程基準，按照測網(wǎng)中每條測線每個測點的實際坐標，測量人員緊密配合，移動測量，及時記錄班報并保存每個測點的坐標和高程，同時用紅布條或紅塑料袋為每個測點做好標記，測量成果按時整理并交項目組及時驗收，驗收合格后方可使用，如數(shù)據(jù)不合格需及時重測，測量合格率要求達到100%，優(yōu)良率不低于95%。

在野外觀測時，及時處理不合格的觀測曲線。為了保證第一手觀測資料的質(zhì)量，每個觀測點上都重復觀測一次。對于整個工區(qū)，布置了大于總工作量5%的數(shù)量的檢查觀測點。檢查點在全區(qū)均勻分布或者在異常部位布置。瞬變電磁法嚴格工作按照《地面瞬變電磁法技術(shù)規(guī)程》及設(shè)計書要求進行。正式開展工作前，首先對儀器進行試驗標定以確定儀器處于良好的工作狀態(tài)。對全區(qū)的瞬變電磁數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查點做了誤差統(tǒng)計計算。

在工作過程中，對所使用設(shè)備和導線等經(jīng)常檢查，發(fā)射線框大小保持一致，線框大小誤差保持在3%以內(nèi)。對每一個觀測數(shù)據(jù)實時監(jiān)視衰減曲線和并查看數(shù)據(jù)情況，對畸變點及時進行重復觀測，杜絕了非預期數(shù)據(jù)的取得。

將野外儀器采集的原始數(shù)據(jù)資料，按照工區(qū)、線號、點號以及采集日期用統(tǒng)一的TEM格式及時保存并記錄班報，當天回到室內(nèi)整理歸總；數(shù)據(jù)處理采用國外進口的瞬變電磁處理軟件Maxwell軟件進行處理；經(jīng)濾波等一系列數(shù)據(jù)處理計算后Maxwell軟件會生成一個相應的網(wǎng)格數(shù)據(jù)（.grd格式），并將該網(wǎng)格數(shù)據(jù)導出，最終采用surfer 11軟件繪制視電阻率等值線斷面圖、視電阻率等值線平面圖。礦層視電阻率等值線平面圖采用所有測線全部測點對應礦層的標高視電阻率值及其測點平面坐標進行網(wǎng)格繪制而成。

礦山采空區(qū)存在積水采空區(qū)或不積水采空區(qū)，由于受礦區(qū)地層，礦區(qū)構(gòu)造的影響以及礦山開采方式、開采規(guī)模、開采時間、開采深度、礦井排水方式等的不同，積水程度亦有很大的差異，所反映的視電阻率值及等值線形態(tài)差異明顯。充水的采空區(qū)視電阻率值較低，非充水的采空區(qū)視電阻率值較高。礦層采空，巷道及采區(qū)廢棄后，部分區(qū)段有可能出現(xiàn)頂板垮落，從而導致上覆地層出現(xiàn)局部或整體的冒落、沉陷填埋巷道現(xiàn)象，地層穩(wěn)定性發(fā)生變化，積水條件發(fā)生變化，其電性特征表現(xiàn)為明顯的異常，本次探測對采空區(qū)的推斷解釋方法為：

不同的巖層及含水性具有不同的導電性，是電法類物探工作的理論基礎(chǔ)和物理前提，也是電法類物探工作進行地質(zhì)解釋的依據(jù)。瞬變電磁法由于對低阻地質(zhì)體或含水地層反應靈敏，同時因本次工作地層的視電阻率有明顯電性差異，為物探工作提供了充分物性條件，因此具有良好電磁法探測物性基礎(chǔ)。

受地形、房屋、高壓線影響，瞬變電磁工作方法、工作原理、工作量及本身瞬變電磁分辨率和多解性等限制，在使用過程中應結(jié)合水文地質(zhì)等資料使用。由于該技術(shù)方法探測的局限性，存在淺部無電性數(shù)據(jù)，因此淺部探測存在盲區(qū)，故在視電阻率等值線斷面圖中上部為空白區(qū)。

老窯、采空區(qū)突水對礦山安全的隱患較大，開采過程中要隨時警惕老窯、采空區(qū)突水，在開采過應注意觀察透水預兆，采取超前探放水等必要的安全防范措施。對推斷解釋的采空區(qū)就算富水情況較差，也要注意垮塌等因素造成的安全隱患。

作者簡介：徐金鵬（1982.10- ），本科，研究方向：地質(zhì)礦產(chǎn)勘查、地質(zhì)災害治理設(shè)計與評估。