顧北1312探水物探成果報(bào)告.doc

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1、.淮浙煤電有限責(zé)任公司顧北煤礦分公司1312(1)面頂板賦水性綜合物探成果報(bào)告(1)淮浙煤電有限責(zé)任公司顧北煤礦分公司安徽惠洲地下災(zāi)害研究設(shè)計(jì)院2011年5月Word文檔.項(xiàng)目名稱顧北煤礦1312(1)工作面頂板賦水性綜合物探工程實(shí)施地點(diǎn)淮浙煤電有限責(zé)任公司顧北煤礦完成單位安徽惠洲地下災(zāi)害研究設(shè)計(jì)院主要完成人吳榮新胡雄武報(bào)告提交單位安徽惠洲地下災(zāi)害研究設(shè)計(jì)院（簽章）編制胡雄武審核張平松技術(shù)負(fù)責(zé)吳榮新項(xiàng)目負(fù)責(zé)吳榮新Word文檔.目錄1工程概況32探測方法原理32.1三維直流電法基本原理32.2礦井瞬變電磁探測原理43現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集63.1并行電法現(xiàn)場布置63.2瞬變電磁法探測布置64探測

2、結(jié)果分析74.1井下瞬變電磁探測結(jié)果分析74.2三維并行電法探測結(jié)果分析85綜合分析106探測結(jié)論與建議116.1結(jié)論116.2建議11Word文檔.1工程概況顧北礦1312（1）工作面在掘進(jìn)過程中，頂板常出現(xiàn)較大涌水現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了工作面的正常生產(chǎn)。為確保本工作面安全生產(chǎn)，需查明該面頂板富水區(qū)分布情況。通常工作面內(nèi)直流電法和瞬變電磁法都是較有效的物探手段，擬決定采用三維直流電法和瞬變電磁法綜合物探法來探測頂板富水區(qū)情況。探測內(nèi)容為：（1）采用三維直流電法和瞬變電磁法綜合物探來探測工作面頂板巖層電性變化情況；（2）分析工作面頂板賦水性，圈定工作面頂板相對富水區(qū)；（3）對探測范圍內(nèi)工作

3、面頂板內(nèi)富水區(qū)、導(dǎo)水范圍做出分析評價(jià)，指導(dǎo)防治頂板水工作。2探測方法原理工作面內(nèi)及煤層頂?shù)装鍘r層內(nèi)的富水區(qū)，通常表現(xiàn)為低電阻率異常。工作面內(nèi)的較大落差斷層（>1/2煤厚），在斷層兩側(cè)常存在煤層變薄現(xiàn)象，電阻率相對變低；而厚層煤區(qū)則表現(xiàn)為相對高阻。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)行電法探測來查明相關(guān)問題。2.1三維直流電法基本原理電法探測采用網(wǎng)絡(luò)并行電法進(jìn)行探測。探測使用的儀器為并行網(wǎng)絡(luò)電法儀，該儀器的最大優(yōu)勢在于任一電極供電，可在其余所有電極同時(shí)進(jìn)行電位測量，可清楚地反映探測區(qū)域的自然電位、一次供電場電位的變化情況，采集數(shù)據(jù)效率比傳統(tǒng)的高密度電法儀

4、又大大提高，是電法勘探技術(shù)的又一次飛躍，是國內(nèi)率先使用的方法。例如：測在線布置64個(gè)電極，對于AM法采集時(shí)，任一電極供電時(shí)，其余63個(gè)電極同時(shí)采集電位，這樣其數(shù)據(jù)采集效率與串聯(lián)采集相比，采集效率至少提高了63倍。不僅如此，通過AM法和ABM法裝置自動(dòng)順次切換電極，取得大量的電法數(shù)據(jù)（如圖2-1）。采用網(wǎng)絡(luò)并行電法采集的數(shù)據(jù)可用于超前電阻率法反演?！　‰娮杪嗜S反問題的一般形式可表示為：Word文檔.圖2-1網(wǎng)絡(luò)并行電法采集電位圖（a）AM法；（b）ABM法　　式中：G為矩陣；d為觀測數(shù)據(jù)和正演理論值的殘差向量；為初始模型的修改向量。對于三維問題，將模型剖分成三維網(wǎng)格，反演要求參數(shù)就是

5、各網(wǎng)格單元內(nèi)的電導(dǎo)率值，三維反演的觀測數(shù)據(jù)則是測量的單極-單極電位值或單極-偶極電位差值。由于它們變化范圍大，一般用對數(shù)來標(biāo)定反演數(shù)據(jù)及模型參數(shù)，有利于改善反演的穩(wěn)定性。由于反演參數(shù)太多，傳統(tǒng)的阻尼最小二乘反演往往導(dǎo)致過于復(fù)雜的模型，即產(chǎn)生所謂多余構(gòu)造，它是數(shù)據(jù)本身所不要求的或是不可分辨的構(gòu)造信息，給解釋帶來困難。在最小二乘準(zhǔn)則中加入光滑約束，反演求得光滑模型，提高了解的穩(wěn)定性。其求解模型修改量的算法為：其中C是模型光滑矩陣。通過求解矩陣G及大型矩陣逆的計(jì)算，來求取各三維網(wǎng)格電性數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)并行電法儀采集的數(shù)據(jù)為全電場空間電位值，保持電位測量的同步性，避免了不同時(shí)間測量數(shù)據(jù)的干擾問題。

6、通過在已掘巷道中布置電法測線，觀測不同位置不同標(biāo)高的電位變化情況，通過三維電法反演，得出巷道周邊及前方范圍的電阻率分布情況，從而給出客觀的地質(zhì)解釋。2.2礦井瞬變電磁探測原理Word文檔.圖2-3矩形回線中輸入階躍電流產(chǎn)生的磁力線圖圖2-4半空間中的等效電流環(huán)圖2-2理論探測模型瞬變電磁法(TransientElectromagneticMethods)，又稱時(shí)間域電磁法(TimeDomainElectromagneticMethods)，簡稱TEM或TDEM，是近年來國內(nèi)外發(fā)展得較快、地質(zhì)效果較好的一種電法勘探分支方法。它與其它測深方法相比，具有探測深度大、信息豐富、工作效率高等優(yōu)

7、點(diǎn)。自上世紀(jì)五十年代以來，該方法得到迅速發(fā)展，特別是對探測高阻覆蓋層下的良導(dǎo)電地質(zhì)體取得了顯著的地質(zhì)效果。它主要應(yīng)用于金屬礦勘查、構(gòu)造填圖、油氣田、煤田、地下水、地?zé)嵋约皟鐾翈Ш秃Ｑ蟮刭|(zhì)等方面的研究，在國內(nèi)外已取得了令人矚目的效果。瞬變電磁法屬時(shí)間域電磁感應(yīng)方法。其探測原理是：在發(fā)送回線上供一個(gè)電流脈沖方波（見圖2-2），在方波后沿下降的瞬間，產(chǎn)生一個(gè)向回線法線方向傳播的一次磁場，在一次磁場的激勵(lì)下，地質(zhì)體將產(chǎn)生渦流，其大小取決于地質(zhì)體的導(dǎo)電程度，在一次場