瞬变电磁法三维切片解释在煤矿隐伏含水构造探测中的应用

郝志超

（安徽惠洲地下灾害研究设计院，合肥230000）

摘　要：根据矿井瞬变电磁法超前探测的探查技术，介绍了矿井瞬变电磁数据处理方法，利用GVS软件生成三维数据体并提取不同深度的切片图，这样能更准确的反应异常体的空间分布，为瞬变电磁资料解释、异常区的划分提供更直观的依据。通过某矿的工作面底板瞬变电磁探测应用实例，说明了该方法的技术优点及在隐伏构造导水性探测的实用性，并指出该项技术今后的研究方向。

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关键词 ：瞬变电磁法；三维切片；含水构造

中图分类号：TD6文献标志码：A文章编号：1000-8772（2014）25-0195-02

0 引言

煤层顶、底板赋水体发育是引起煤矿水害的主要地质因素之一。巷道掘进过程中或工作面回采过程中一旦揭露这些赋水体，将影响煤矿正常生产[1-3]。近年来，矿井瞬变电磁法广泛应用于煤层顶、底板富水情况调查[4-5]。目前瞬变电磁法解释图件中，最常用的是视电阻率断面图[6]，它展示的是单条测线的视电阻率与深度的关系，但是在面积性测量工作中，瞬变电磁三维切片图可按相同深度或按垂直方向展示视电阻率的分布情况，从而准确的把握异常的空间分布，为瞬变电磁解释和异常区划分提供更直观的依据。

1三维切片提取

三维可视化技术是对具有空间特性的数据进行三维立体显示、描述和揭示下地质现象及特征的一种图像显示工具。它为精确描述三维地质构造提供丰富的信息，同时促进煤矿的勘探与开发。但三维立体在解释中不常用，这可能与该图的比例尺不直观、图件制作不便、纸质报告上图件显示等有关。

通过不同探测方向的数据组合，运用三维可视化技术，选择不同的阀值、视电阻率散点以及视电阻率显示范围，可以直观的认识到不同阻值范围的异常体的空间展布情况。

三维可视化可以直观的显示不同视电阻率异常体的空间分布情况，但是在某一深度或者某一剖面上，三维切片图则更直观的显示异常区域的大小。

提供按XY面、YZ面、ZX面不同深度提取切片方式，可以按任意深度、任意竖直剖面切取视电阻率或纵向电导数据。

2 应用实例：

某矿162601工作面开始回采时，巷道切眼距溜子道30米处，由于采动及断层影响底板出水，水量稳定在30m?/h左右。经水质、水温、小构造以及突水征兆等现象分析，基本确定是灰岩水。为确定导水裂隙发育状况、是否与奥灰水有水力联系，为矿井防治水设计工作提供参考依据，对工作面下联络巷至切眼底板富水性进行探测。

本工作面煤层为一单斜煤层，出水位置靠近DF17正断层上盘。煤层底板有三组太原组灰岩含水层和奥陶系灰岩含水层。

根据得出162601工作面出水点底板不同深度切片图（如图1-图8），综合地质和水文地质资料，本次探测解释结论如下：

1）出水点位置为裂隙导通下部含水层，导致在回采过程中出现底板渗水现象；

2）底板下方85m范围内，主要存在两个含水层，分别发育在底板40m左右、底板60m～70m之间；

3）底板两含水层相互导通，并受到采动破坏及断层影响，导致回采过程中底板渗水；

4）通过整体分析该导水通道未发育到底板85m以下；

矿方根据物探资料，采取有效措施，进行验证和封堵处理，现工作面已经安全回采完毕。

3结论

在应用矿井瞬变电磁法进行工作面底板含水构造探测时，瞬变电磁三维切片图能够很直观地表示出异常体的位置和发育情况，为瞬变电磁数据解释和异常区划分提供更直观的依据。

目前瞬变电磁法煤矿井下应用条件及其影响规律的研究还不够深入，井巷条件下三维数学物理模型仍在理论研究中。为区分巷道影响和全空间效应，唯一地确定地电异常的空间位置，必须确定矿井瞬变电磁探测技术顺层和垂直层面方向的有效探测深度。因此，利用数学方法与物理模型实验，开展矿井瞬变电磁不同井巷条件、不同观测方式下的井下三维地电模型异常响应规律的研究工作为该项技术的研究方向。

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参考文献：

[1] 周韬，韩自豪.瞬变电磁法在煤矿水害防治中的应用[J].中国煤田地质.2004，16（2）：44～45.

[2] 刘天放，李志聃.矿井地球物理勘探[M].北京：煤炭工业出版社，2002.6～37.

[3] 于景邨.矿井瞬变电磁法理论与应用技术研究[D].徐州：中国矿业大学，2001.122～125.

[4] 刘树才，刘志新，姜志海.瞬变电磁法在煤矿采区水文勘探中的应用[J].中国矿业大学学报，2007，36.

[5] 李全，于景邨.采掘工作面顶板富水性矿井瞬变电磁探查技术研究[J].能源技术与管理，2005.

[6] 杜庆丰.瞬变电磁法工作装置、数据预处理及反演解释系统[J].中国地质大学，2008.80～85.

（责任编辑：赵蕾）