【摘要】新疆大多數(shù)礦井為厚煤層，厚層煤區(qū)則表現(xiàn)為相對高阻區(qū)，礦井在斷層等含水構(gòu)造及積水采空區(qū)、及工作面后方巖層內(nèi)的富水區(qū)，通常表現(xiàn)為低電阻率值區(qū)。而瞬變電磁探測法對相對低電阻率值區(qū)比較敏感，而礦井一旦存在含水構(gòu)造及外界擾動，都將打破地層電性在縱向和橫向上的變化規(guī)律。這種變化特征的存在，為以電性差異為應(yīng)用物理基礎(chǔ)的瞬變電磁探測的實施提供了良好的地球物理前提。

【關(guān)鍵詞】瞬變電磁；富水性探測；數(shù)據(jù)處理于分析；平面圖

1、引言

新疆地區(qū)大多數(shù)地層沉積序列清晰，地層相對穩(wěn)定，正常地層組合條件下，在橫向與縱向上都有固定的變化規(guī)律等地層電性特點(diǎn)，當(dāng)斷層、裂隙和陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育時，無論其含水與否，都將打破地層電性在縱向和橫向上的變化規(guī)律。這種變化規(guī)律的存在，表現(xiàn)出巖石導(dǎo)電性的變化。當(dāng)存在構(gòu)造破碎帶時，如果構(gòu)造不含水，則其導(dǎo)電性較差，局部電阻率值增高；如果構(gòu)造含水，由于其導(dǎo)電性好，相當(dāng)于存在局部低電阻率值地質(zhì)體，解釋為相對富水。同樣如果有采空區(qū)，若采空區(qū)不積水，則其導(dǎo)電性較差，局部電阻率值增高；如果采空區(qū)含水，由于其導(dǎo)電性好，相當(dāng)于存在局部低電阻率值地質(zhì)體。根據(jù)MTEM視電阻率等值線圖，綜合地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，可確定橫向、水平深度和垂向深度電性變化情況，

2、應(yīng)用實例

2.1 地質(zhì)概況

本次探測在奎屯某煤礦1X301回采工作面、C4煤層+1486m泄水巷。巷道支護(hù)方式為錨桿、錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)。C4煤層直接頂板為粗砂巖，局部裂隙發(fā)育42m厚，粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖、粗砂巖、泥巖，粉砂質(zhì)泥巖；底板為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。C4煤層可采厚度2.15-6.26m，平均5.33m，C3煤層頂板為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖；底板為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、粗砂巖、泥巖、細(xì)砂巖。層可采厚度4.05-6.65m，平均4.81m，傾角7°—17°。

2.2 現(xiàn)場測點(diǎn)布置

根據(jù)本次瞬變電磁根據(jù)探測目的，布置在B4煤層+1486水平泄水巷里段，測線長度為600m，從切眼開始為探測起始點(diǎn)，向里600m，每10m布置一個測點(diǎn)。每個測點(diǎn)布置4個方向，4個探測方向分別為0°、30°、60°、90°。

2.3 數(shù)據(jù)處理

本次瞬變電磁探測采用YCS360礦用多通道瞬變電磁儀。該儀器主要用于隧道工程超前探測、地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境調(diào)查、水利工程病害調(diào)查、礦產(chǎn)資源勘查、工程地質(zhì)勘察等領(lǐng)域。數(shù)據(jù)采集完成后，使用MTEM數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對所采集的瞬變電磁數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。并選用了surf8.0軟件進(jìn)行輔助成圖。

3、成果分析

使用瞬變電磁技術(shù)能探測工作面頂板、底板及巷道掘進(jìn)頭前方的平面上的低阻含水構(gòu)造分布規(guī)律，同時可以發(fā)現(xiàn)垂直于地層方向上不同深度的地質(zhì)構(gòu)造問題。因此，富水區(qū)范圍和煤層變薄區(qū)等與正常煤層間存在明顯的電性差異，可以進(jìn)行瞬變電磁探測來查明。

YC1在X=+835—+875m，沿探測方向Y=0—55m之間；結(jié)合礦方資料與現(xiàn)場結(jié)果分析可能是煤層采動過程中產(chǎn)生頂板裂隙導(dǎo)水帶，導(dǎo)通上部含水層所致。異常區(qū)YC3在泄水巷X=1155—1215m，探測方向Y=20—60m之間；現(xiàn)場探測過程中頂板淋水現(xiàn)象嚴(yán)重，礦方施工的排水孔流量為20-40m3/h，疑似為富水異常區(qū)。YC3在泄水巷X=+1415—1455m，探測方向Y=20—120m之間。低阻異常區(qū)YC4位于礦方1W301切眼，現(xiàn)場電線、轉(zhuǎn)載機(jī)等機(jī)械設(shè)備可能對結(jié)果造成干擾，但現(xiàn)場巷道頂板淋水嚴(yán)重，且有一定積水，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后，該區(qū)域可能為富水區(qū)，其動態(tài)補(bǔ)給水量主要來源于井田西部邊界及北部的頂板砂巖裂隙水含水層。

4、結(jié)論

結(jié)合探測結(jié)果及礦方提供資料和現(xiàn)場踏勘綜合分析判定；+1486水平泄水巷由切眼開始向里600m范圍內(nèi)可能存在3處低阻異常區(qū)YC3、YC2、YC1，綜合分析泄水巷主要的低阻異常區(qū)YC1可能是煤層采動過程中產(chǎn)生頂板裂隙導(dǎo)水帶，導(dǎo)通上部含水層所致。低阻異常區(qū)YC2為疑似富水異常區(qū)。低阻異常區(qū)YC3可能為富水異常區(qū)，其動態(tài)補(bǔ)給水量主要來源于井田西部邊界及北部的頂板砂巖裂隙水含水層。

本次MTEM工作解釋的低阻異常帶平面對應(yīng)情況較好，根據(jù)視電阻率等值線變化情況進(jìn)行地質(zhì)、構(gòu)造和水文地質(zhì)解釋，物性依據(jù)充分，地電關(guān)系明顯，成果較為可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1] 樸化榮.電磁探測法原理 [M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[2] 牛之璉，林柏泉.時間域電磁法原理[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1999.

[3] 駱祖江，張珍. 電磁測深法視電阻率定義問題的研究[J].物探與化探，2004，3（1）： 51-54.

[4] 吳鵬.瞬變電磁在煤礦水害預(yù)測防治中的應(yīng)用[M].西北工業(yè)大學(xué)出版社，2002，

作者簡介：姓名：馬勝 性別：男 民族：回族 出生年月：1983-12-1 籍貫：新疆巴州焉耆回族自治縣。郵箱：masheng1983@126.com 單位：中工武大設(shè)計研究有限公司新疆分公司。