主水仓物探实验报告

1、山西马军峪常信煤业有限公司主副水仓工作面物探实验报告编制人员编 制：席健参加人员：徐正贵 李敏段旭玉李帅资料处理：徐正贵 段旭玉施工单位：山西马军峪常信煤业防治水科2014年3月20日一、工作布置与工作量、技术措施评述1）探测主水仓工作面（同时覆盖副水仓，下同）迎头前面异常区情况。2）探测主水仓掘进头30度向上，顺层及30度向下的低阻体异常及分布范围。3）对测区内煤层开采或水害治理提供物理探测技术依据。4）为布置探防水钻孔设计提供依据和参考。5）施工技术措施，矿井瞬变电磁法勘探装置类型采用重叠回线组合装置，边 长1.5m的激发和接收正方形线圈，激发线圈匝数4匝，接收线圈匝数40匝。供电 电流档

2、为2.5A，供电脉宽10ms，采样率16呸。每个测点至少采用30次叠加方式提 高信噪比，确保了原始数据的可靠性。二、矿井瞬变电磁（TEM）的原理及特点矿井瞬变电磁和地面瞬变电磁法的基本原理的一样的，理论上也完全可以使用 地面电磁法的一切装置及采集参数，但受井下环境的影响，矿井瞬变电磁法与地面 的TEM的数据采集与处理相比又有很大的区别。由于矿井轨道、高压环境及小规模 线框装置的影响，在井下的探测深度很受限制，一般可以有效解释100m左右。另 外地面瞬变法为半空间瞬变响应，这种瞬变响应来自与地表以下半空间层，而矿井 瞬变电磁法为全空间瞬变响应，这种响应来自回线平面上下（或两侧）地层，这对 确定异

3、常体的位置带来很大的困难。实际资料解释中，必须结合具体地质和水文地 质情况综合分析。具体来说矿井瞬变电磁法具有以下特点：受矿井巷道的影响矿井瞬变电磁法只能采用边长1.5m的多匝回线装置，这 与地面瞬变电磁法相比数据采集劳动强度小，测量设备轻便，工作效率高，成本低；采用小规模回线装置系统，因此为了保证数据的质量、降低体积效应的影 响、提高勘探分辨率，特别是横向分辨率；井下测量装置距离异常体更近，大大的提高测量信号的信噪比，经验表明， 井下测量的信号强度比地面同样装置及参数设置的信号强很多；地面瞬变电磁法勘探一般只能将线框平置于地面测量，而井下瞬变电磁法 可以将线圈放置于巷道底板测量，探测底板一定

4、深度内含水性异常体垂向和横向发 育规律，也可以将线圈直立于巷道内，当线框面平行巷道掘进前方，可进行超前探 测；当线圈平行于巷道侧面煤层，可探测工作面内和顶底板一定范围内含水低阻异 常体的发育规律；矿井瞬变电磁法对高阻层的穿透能力强，对低阻层有较高的分辨能力。在 高阻地区如果用直流电法勘探要达到较大的探测深度，须有较大的极距，故其体积 效应就大，而在高阻地区用较小的回线可达到较大的探测深度，故在同样的条件下 TEM较直流电法的体积效应小得多。三、矿井瞬变电磁法地球物理特征在探测富水区的位置及其分布范围等方面，瞬变电磁法是目前最有效的方法之 一，其物理基础是富水区相对于周围地层有明显的电性差异。理

5、论上讲，干燥岩石 的电阻率值很大，但实际上地下岩石孔隙、裂隙总是含水的，并且随着岩石的湿度 或者含水饱和度的增加，电阻率急剧下降，即赋水性的不均匀程度在瞬变电磁参数 图件上反映为电阻率的高低变化；当岩层完整时其电阻率较高，受构造运动或地下 水作用的影响，部分地段岩层破碎或裂隙发育，破碎程度及其含水的饱和度越大（砂 岩、灰岩富水性增强），岩石的导电性会显著增强，地层电阻率会明显降低，断面 图上会有明显的低阻异常反映。正常情况下，各层位电性在横向上是相对均一的。 当存在局部低阻异常体（裂隙带、富水区等）时，在断面上就会出现局部低电阻率 异常区。从邻近井田钻孔电测井资料分析，从地表到该号煤层，正常地

6、层的电阻率 是依次继增的，当岩层富水时，其电阻率会降低，和围岩相比较形成低阻反映。为 以导电性差异、电性感应差异作前提的瞬变电磁法探测技术的运用提供了良好的地 球物理前提。本区含煤地层为二叠系、石炭系地层，煤层、围岩、富水区与导水通 道的电阻率差异明显，具有良好的瞬变电磁法勘探地质条件。矿井瞬变电磁工作仪器现场仪器使用的为武汉地大华睿地学技术有限公司生产的YCS200矿用瞬变 电磁仪实现。这套矿用瞬变电磁仪对低阻充水破碎带反映特别灵敏、体积效应小、 纵横向分辨率高，且施工快捷、效率高等优点，既可以用于煤矿掘进头前方，也可 以用于巷道侧帮、煤层顶、底板等探测，为煤矿企业在生产过程中水患和导水构造

7、 的超前预测预报提供技术手段。通过多次脉冲激发场的重复测量叠加和空间域多次 覆盖技术的应用提高信噪比，应用于煤矿井下水害超前预报使用，有效勘探深度能达到100米。矿井瞬变电磁仪实物图五、工作布置与工作量、技术措施及质量评述1.本次矿井瞬变电磁法勘探试验施工布置与工作量，31回风顺槽迎头位置超前探测，布置测线4条，通过在掘进头移动发射接收线圈，形成4条超前探 测的实测剖面。如图所示：2.施工技术措施，矿井瞬变电磁法勘探装置类型采用重叠回线组合装置，边长1.5m的激发和接收正方形线圈，激发线圈匝数4匝，接收线圈匝数40匝。供电 电流档为2.5A，供电脉宽10ms，采样率16四S。每个测点至少采用3

8、0次叠加方式提 高信噪比，确保了原始数据的可靠性。3.质量评述本次矿井瞬变电磁法勘探试验数据采集，严格按瞬变电磁法技 术规程电阻率测深法技术规程执行，并通过多次叠加，提高信噪比等方法， 保证了本次试验的数据采集，从而保证了施工质量。六、矿井瞬变电磁法勘探资料处理与解释1.主水仓工作面迎头超前探资料解释1）主水仓工作面迎头等视电阻率扇形剖面图（斜向上30方向）资料解释140一130一120110-100一90一80一70_60一50一40_30一20一10-0T一140 一130 一120 -110 一100 一90 一80 一70 一60 一50 一40 一30一20 一10 10-140 -

9、120 -100-80-60-40-200204060801001201401009080604025201512854图1主水仓掘进迎头等视电阻率扇形剖面图（斜向上30方向）图1为主水仓掘进迎头斜向上30方向等视电阻率探测扇形剖面，图中蓝色区 域为低阻异常区，共获得低阻异常区1处，为1#低阻异常区。资料解释:1#低阻异常区位于掘进头斜向上30方向右侧帮与硐轴线25 - 75夹角方向 之间，相对距离约50140米处。2）.主水仓工作面迎头等视电阻率扇形剖面图（顺层方向）资料解释140一130_120一110100 一908070605040302010_一140 一130 一120 -110

10、一100 一90 一80 一70 一60 一50 一40 一30 一20 -100T0-140 -120 -100-80-60-40-2002040608010012014010090806040252015128540图2主水仓迎头等视电阻率扇形剖面图（顺层方向）图2为主水仓迎头平行于巷道方向等视电阻率探测扇形剖面，图中无明显蓝色 低阻异常。3）主水仓工作面迎头等视电阻率扇形剖面图（斜向斜向下30方向）资料解释004-140 -120 -100-80-60-40-20020406080100120140000004321000000000011111987654321000。 000000003210987654321JI JI JI JI0000505298642211850图3主水仓掘进迎头等视电阻率扇形剖面图（斜向斜向下30方向）图3为主水仓掘进迎头前方，30斜向下方向等视电阻率探测扇形剖面，图中 蓝色区域为低阻异常区，共获得低阻异常区2处，为1#、2#低阻异常区。资料解释:1#低阻异常区位于掘进头30斜向下方向左侧帮与硐轴线0 35夹角方 向之间，相对距离约100140米处。2#低阻异常区位于掘进头30斜向下方向右侧帮