综合物探技术在煤矿采空区探测中的应用研究

【摘要】以煤矿采空区探测为背景，将高密度电法和瞬变电磁法相结合起来，进行综合物探。通过正演数值模拟技术，根据每种物探方法的特点，采用不同的装置、参数设置，对所建立的典型地电模型进行数值模拟计算，得到正演数据，然后再利用软件进行反演计算，得到反演断面图，将反演结果与实际地电模型进行对比、分析，最终得出探测煤矿采空区的最佳组合。高密度电法正、反演研究认为：各种装置横向分辨率较高，纵向分辨率较低，异常中心下移；地质体的大小，对分辨率影响较大，地质体越小，探测结果的误差越大；温纳装置是最常用的装置之一，对于小尺寸的地质体反映不灵敏，地质体越大，效果越明显，但是异常反映的范围要比实际地质体大得多；偶极-偶极装置是最佳的装置，无论是对高阻体还是低阻体，其灵敏度是最高的。但是探测深度较小，不适宜探测较深部的采空区；二极装置探测深度最大，但是对于小于1/4测线长度的地质体，反映不好，当尺寸大于1/4测线长度时，其效果不错。但是远极的布设是个难点，对场地要求较高，不适宜起伏大、宽度有限的场地；单极-偶极的探测效果很多时候要接近于偶极-偶极，但效果不如偶极-偶极，如果使用双侧单极-偶极的话，其探测效果会增加很多。而且，探测深度上面也可以比温纳装置要深，也是一种不错的装置。瞬变电磁法正、反演研究认为：中心回线(含重叠回线)比大定源装置的探测灵敏性高，对低阻、高阻异常反应灵敏，异常耦合度高，异常幅度大，易于分别、识别。但其工作效率低，勘探深度浅，主要适合浅部瞬变电磁勘探；大定源回线装置，其可以一次性布设很大的线框，勘探深度大，可以提供更大的电流，提高瞬变电磁响应。其工作效率高，勘探深度深，适合深部瞬变电磁勘探。将高密度电法偶极-偶极装置和瞬变电磁法大定源回线装置应用于某地区煤矿采空区的探测中，高密度电法能够清晰的探测出80m以内的地层情况，划定采空区范围，后经钻探验证，证明推断正确；瞬变电磁法能够探测出200m以下的采空区情况，根据等值线的波动不规律性，推测出一个采空区位置。后经钻探验证，证实物探推测。说明，利用高密度电法和瞬变电磁法综合地球物理勘探，是可行的，也是有效的。
【作者】李洪嘉；
【导师】牛建军；王朝祥；
【作者基本信息】吉林大学，地质工程，2014，硕士
【关键词】煤矿采空区；高密度电法；瞬变电磁法；综合物探；正演数值模拟；地电模型；钻探验证；

【参考文献】
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