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        高密度電法在湖南省常德市董家咀礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

        2022-03-29 11:54:06侯林文
        地下水 2022年1期
        關(guān)鍵詞:董家電法曲線圖

        侯林文

        (中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心湖南總隊(duì),湖南 株洲 412011)

        礦區(qū)水文地質(zhì)條件對(duì)礦區(qū)開采安全性有較大的影響[1-3]。董家咀礦區(qū)開采深度大、面積廣,采用傳統(tǒng)的鉆探方式難以查明區(qū)域地質(zhì)條件,因此,在礦區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查中,高密度電法等一些物探方法較為常用[4-6]。與傳統(tǒng)的鉆探方法相比,高密度電法覆蓋面積廣、調(diào)查速度快,成果可結(jié)合鉆探成果綜合分析,結(jié)果較為準(zhǔn)確[7-10]。結(jié)合湖南常德董家咀礦區(qū)水文地質(zhì)勘查工程,對(duì)高密度電法在礦區(qū)水文地質(zhì)勘查中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

        圖1 高密度電法測(cè)量電場(chǎng)分布示意圖

        1 工程概況

        湖南省常德市董家咀礦區(qū)水泥用石灰?guī)r礦礦區(qū)面積0.540 5 km2。礦區(qū)地貌類型為丘陵地形,海拔高程48.91~75.06 m,相對(duì)高差26.15 m。地形坡度0°~10°,礦區(qū)內(nèi)多為旱地,少量農(nóng)田。臨近雷公廟礦區(qū)石灰?guī)r礦在開采過程中,出現(xiàn)礦坑涌水量較大,日涌水量為2萬~5萬 m3,排水電費(fèi)高,已顯著影響礦山經(jīng)濟(jì)效益,董家咀礦區(qū)距離雷公廟礦區(qū)較近,因此,開展礦區(qū)防治水技術(shù)研究,設(shè)計(jì)并實(shí)施合理的防治水工程意義重大。

        2 物探方法原理

        2.1 高密度電阻率法基本原理

        高密度電法主要是利用人工向地下供電,從而形成電流場(chǎng),高密度電法示意圖見圖1。采用高密度電法進(jìn)行水文地質(zhì)調(diào)查時(shí),主要依據(jù)電流分布的差異性判斷水文地質(zhì)條件和分布特征。對(duì)于測(cè)線較長(zhǎng)的區(qū)域,可采用重復(fù)電極排列的方式提高勘測(cè)精度。

        2.2 高密度電法測(cè)線布置

        為探明礦區(qū)邊界范圍內(nèi)標(biāo)高-20 m以上各種地質(zhì)構(gòu)造和水文條件,采用高密度電法、聯(lián)合剖面法,共布置GD1、GD2、GD3、GD4、GD5、GD6、GD7、GD8、GD9、GD10、WT1、WT2、WT1-1、WT1-2、WT2-1、WT2-2共16條測(cè)線,具體布設(shè)見表1。

        3 異常結(jié)果分析

        本次高密度物探工作共圈定了22處局部低阻異常,推斷它們?yōu)槌涮钊芏础r溶發(fā)育區(qū)、少數(shù)為含水風(fēng)化泥質(zhì)白云巖或巖溶發(fā)育區(qū)引起。異常數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表2。

        表1 測(cè)線布置方案

        表2 異常統(tǒng)計(jì)表

        圖2為WT1線聯(lián)合剖面曲線圖,圖3為WT1-1線、WT1-2線聯(lián)合剖面圖,圖4為WT1線240號(hào)點(diǎn)激電測(cè)深曲線圖。

        圖2 WT1線聯(lián)剖曲線圖

        圖3 WT1-1線、WT1-2線聯(lián)剖曲線圖

        圖4 WT1線240號(hào)點(diǎn)激電測(cè)深曲線圖

        據(jù)圖2,在WT1線240號(hào)點(diǎn)可見異常(低阻正交點(diǎn)),針對(duì)這個(gè)異常點(diǎn)我們布置了兩條旁側(cè)聯(lián)剖測(cè)線,分別是以WT1線240號(hào)點(diǎn)為中心兩端各50 m(WT1-1線、WT1-2線),根據(jù)圖3可知,在WT1-1線230號(hào)點(diǎn)處見明顯異常,推斷此異常為WT1-1線230號(hào)點(diǎn)與WT1線240號(hào)點(diǎn)連線的一條斷裂帶,由高密度資料顯示此斷裂帶處于低阻異常區(qū),兩種方法解釋結(jié)果吻合。據(jù)圖4可知,在深度90 m處視極化率異常達(dá)到最大值,推斷為此斷裂帶中心點(diǎn)。

        圖5為WT2線聯(lián)合剖面曲線圖,圖6為WT2-1線、WT2-2線聯(lián)合剖面圖,圖7為WT2線330號(hào)點(diǎn)激電測(cè)深曲線圖。

        圖5 WT2線聯(lián)剖圖

        圖6 WT2-1線、WT 2-2線聯(lián)剖圖

        據(jù)圖5,在WT2線330號(hào)點(diǎn)可見異常(低阻正交點(diǎn)),針對(duì)這個(gè)異常點(diǎn)我們布置了兩條旁側(cè)聯(lián)剖測(cè)線,分別是以WT2線330號(hào)點(diǎn)為中心兩端各50 m(WT2-1線、WT2-2線),根據(jù)圖6可知,在WT2-1線310號(hào)點(diǎn)可見異常,WT2-2線沒有明顯異常,兩個(gè)低阻正交點(diǎn)的連線推斷為斷裂帶,其方向?yàn)閿嗔褞У淖呦?,由高密度資料顯示此斷裂帶處于低阻異常區(qū),兩種方法解釋結(jié)果吻合。據(jù)圖7可知,在深度120m處視極化率異常達(dá)到最大值,推斷為破碎帶中心點(diǎn)。

        圖7 WT2線330號(hào)點(diǎn)激電測(cè)深曲線圖

        4 結(jié)語(yǔ)

        (1)場(chǎng)地內(nèi)第四紀(jì)覆蓋層約10~30 m,場(chǎng)地內(nèi)巖溶及充水破碎帶較發(fā)育,集中分布于測(cè)區(qū)西部,高密度電法表現(xiàn)為低阻異常;從兩條聯(lián)剖測(cè)線和測(cè)深曲線圖資料看,測(cè)區(qū)西部發(fā)育兩條斷裂帶。

        (2)在第四系土層分布區(qū)未見到高阻圈閉異常,推斷測(cè)區(qū)少有空洞存在。區(qū)內(nèi)所探測(cè)到的低阻異常多由巖溶發(fā)育及充水破碎帶引起,各測(cè)線之間的異常區(qū)域相互關(guān)聯(lián)緊密。

        (3)綜合10條高密度電法剖面、6條聯(lián)合剖面視電阻率剖面,場(chǎng)地內(nèi)低異常皆為低阻異常,面積較大,范圍較廣。推斷多由充水帶、充填溶洞引起,分布兩條巖溶斷裂帶,巖溶斷裂帶寬度10 m左右,且長(zhǎng)度較長(zhǎng)。

        (4)綜合10條高密度測(cè)線異常特征,推測(cè)測(cè)區(qū)地下水流向?yàn)橛闪严断蚋凰畢^(qū)流動(dòng)。

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