瞬变电磁法在山西宁武某矿区的应用效果
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瞬 变 电磁 法 是 在 地 表 敷 设 不 接 地 线 框 或 接 地 电 极， 输 入 阶跃 电流 。 当 回线 中电 流突 然 断开 时 ， 在 下半
空 间就要激励起感应涡流以维持断开 电流前 已存在 的 磁 场 。并 且 ， 此 涡流 场 随时 间 以等 效 涡 流环 的形 式 向
的富含水 区及 陷落柱 等地质构造 的赋水性及 导水状 况， 给矿井生产提供可靠 的地质依据 ， 我们对该矿区进 行 瞬变 电磁 勘 探 。勘 探 范 围包 括 该井 田内古 空 区 、 采
空 区及 ５ 号 煤 底板 标 高 以上 计 划 开采 区域 。 主要 地 质 任 务 如下 ： （ １ ） 查 明勘 探 区 内三 维地 震 勘探 解 释 的地 质 构造 的富 、 导水情况 ； （ ２ ） 查 明 勘探 区 内采 空 区 的分 布 及积水情况 ； （ ３ ） 查 明勘 探 区 内主要 含水 层 的 富 、 导水
下传播 、 向外 扩 展 ， 利 用不 接 地 线 圈 、 接 地 电极 或 地 面
中心探头观测此二次涡流磁场或 电场的变化情况 ， 用 以研 究 浅 层 至 中深 层 的地 电结 构 ， 进 而 达 到解 决 地 质
问题 的 目的 。
组砂岩裂隙含水层 ； 第 四系砂砾石孔隙含水层 ； 基岩风 化带 裂 隙含 水层 。
２ ０ １ ７ 年第 ４ 期
西部探矿工程
ｌ ｌ １
瞬 变 电磁 法 在 山西 宁 武 某 矿 区 的应 用 效 果
曾 曰 儿 龙
（ 安徽 省煤 田地 质 局 物探 测量 队 ， 安徽 宿州 ２ ３ ４ ０ ０ ０ ） 摘 要： 瞬 变电磁 法对 低 阻体反 应敏 感的特 性被 广泛地 应 用 于煤矿 水 文地质 勘 查 。为查 明 山西 宁武
（ ４ ） 发射 电流 ： １ ２ Ａ。
测 区 地层 电性特 征 ： 根 据 以往 物 探 资料 ， 测 区 内各
地层之间（ 垂 向上 ） 均 有 较 明 显 的 电性 差 异 ， 正 常情 况
下， 瞬变电磁资料 以新生界第 四系表层电阻率较高 ， 二 叠 系上 部 地 层 电 阻率 最 低 ， 二 叠 系下 部 、 石炭系 、 奥 陶
ｌ ｌ ２
西 部探 矿
２ ０ ｌ ７ 第４ 期
（ Ｊ ｌ ： 始 ）
系地 层 的 电 阻率 呈逐 渐 增 高 的趋 势 。根 据 瞬变 电磁勘
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — ０ ８ — ２ ４
为 了保 证 瞬 变 电磁 勘探 的 野外 数 据 采 集 质 量 ， 在
作者简介 ： 曾龙 （ １ ９ ８ ６ 一） ， 男（ 汉族 ） ， 湖北监利人 ， 工程师 ， 现从 事地质物探测量技术１ 二 作。
某矿 区小 窑采 空 区、 奥 陶 系灰岩 的 富含 水 区及 陷 落柱 等地 质 构造 的赋 水 性及 导 水状 况 ， 给 矿 井 生产 提 供 可 靠的地 质依 据 ， 对 该矿 区进 行 瞬 变 电磁 勘探 ， 利 用此方 法 解释该 矿 区的相 关水 文地质 问题 ， 为
煤 矿 的 防治水提 供 帮助 。
关键词： 瞬变电磁法 ； 富水区； 低 阻异常； 采空区
中图分 类 号 ： Ｐ ６ ３ １ ． ２ 文献 标识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ４ — ０ １ １ １ — ０ ４
１ 项 目概 况 及水 文 地质 特征
为查 明 山 西 宁 武 某 矿 区 小 窑 采 空 区 、 奥 陶 系灰 岩
情况。
探反演资料 ， 本区内二叠系地层电阻率在 ２ ０ －２ ０ ０ ０・ ｍ 之间 ， 一般在 １ 。 ０ Ｑ・ ｍ 以下 ； 石 炭 系 地层 电阻 率 变化 较 大， 在２ ０ ０ －５ ０ ０ ０． １ Ｔ Ｉ 之间， 一 般在 ２ ０ ０ ０・ １ Ｔ Ｉ 以上 ； 奥 陶系
灰岩 视 电阻率 较高 ， 一般 在 ５ ０ ０ ０・ ｍ 以上 。
井 田 内 赋存 地层 有 奥 陶 系 中统 （ Ｏ。 ） ； 石 炭 系 中统 本 溪组 （ Ｃ 、 上 统 太原组 （ Ｃ 。 ） ； 二 叠 系 下 统 山 西 组 （ Ｐ Ｓ ） 、 下统 下 石 盒 子 组 （ Ｐ ） ； 二叠 系上 统 上 石 盒 子 组 （ Ｐ ｅ ｓ ） ； 第 四系 中 、 上 更 新统 （ Ｑ２ ＋ 。 ） 及全新统（ Ｑ４ ） 。本 井 田可采 煤 层 为 ２ 、 ５ 煤 层 。井 田内 的主 要 含水 层 有 ： 奥 陶 系 中统 上 马 家 沟 组 碳 酸 盐 岩 岩溶 裂 隙含 水 层 ； 石 炭 系上 统太 原 组砂 岩 、 灰 岩 裂 隙含 水层 ； 石炭 系 上统 山西
煤系地层 的平均电阻率值一般比上部非煤系地层 的 电阻率 值 高 ， 本 区煤 系地 层 上部 为 砂 岩 ， 电阻 率 明显
高 于煤 系地 层 ， 相对 低 阻 的煤 系 地 层 同样 也 构 成 一 个
电性层 ； 煤系地层基底 电阻率最高 ， 构成又一 良好的电
性 标 志层 。
２ ． ２ 野 外施 工方 法
２ 地球 物 理特 征及 野 外工 作方 法
２ ． １ 地球 物 理特 征
根 据 该 矿 区瞬 变 电磁 需要 解 决 的地 质 问题 、 目的 层 埋 深 等 客 观 地质 情 况 ， 同时 考 虑 到 瞬变 电磁 法 可 能 的探 测 深 度 ， 为 了达 到 最 大 探 测 深 度 又能 兼 顾 浅 部 信 息， 根 据设 计 、 经 验 分析 以及现 场试 验 方 案 的试 验结 果 对 比， 我们 最 终 确定 了本 次 施参 数 ： （ １ ） 发 射线 框 边 长 ： ４ ０ ０ ｍｘ ４ ０ ０ ｍ； （ ２ ） 发 射基频 ： ２ ５ Ｈｚ ； （ ３ ） 发 射 增 益 Ｇｘ ４ ；
瞬 变 电磁 法 是 在 地 表 敷 设 不 接 地 线 框 或 接 地 电 极， 输 入 阶跃 电流 。 当 回线 中电 流突 然 断开 时 ， 在 下半
空 间就要激励起感应涡流以维持断开 电流前 已存在 的 磁 场 。并 且 ， 此 涡流 场 随时 间 以等 效 涡 流环 的形 式 向
的富含水 区及 陷落柱 等地质构造 的赋水性及 导水状 况， 给矿井生产提供可靠 的地质依据 ， 我们对该矿区进 行 瞬变 电磁 勘 探 。勘 探 范 围包 括 该井 田内古 空 区 、 采
空 区及 ５ 号 煤 底板 标 高 以上 计 划 开采 区域 。 主要 地 质 任 务 如下 ： （ １ ） 查 明勘 探 区 内三 维地 震 勘探 解 释 的地 质 构造 的富 、 导水情况 ； （ ２ ） 查 明 勘探 区 内采 空 区 的分 布 及积水情况 ； （ ３ ） 查 明勘 探 区 内主要 含水 层 的 富 、 导水
下传播 、 向外 扩 展 ， 利 用不 接 地 线 圈 、 接 地 电极 或 地 面
中心探头观测此二次涡流磁场或 电场的变化情况 ， 用 以研 究 浅 层 至 中深 层 的地 电结 构 ， 进 而 达 到解 决 地 质
问题 的 目的 。
组砂岩裂隙含水层 ； 第 四系砂砾石孔隙含水层 ； 基岩风 化带 裂 隙含 水层 。
２ ０ １ ７ 年第 ４ 期
西部探矿工程
ｌ ｌ １
瞬 变 电磁 法 在 山西 宁 武 某 矿 区 的应 用 效 果
曾 曰 儿 龙
（ 安徽 省煤 田地 质 局 物探 测量 队 ， 安徽 宿州 ２ ３ ４ ０ ０ ０ ） 摘 要： 瞬 变电磁 法对 低 阻体反 应敏 感的特 性被 广泛地 应 用 于煤矿 水 文地质 勘 查 。为查 明 山西 宁武
（ ４ ） 发射 电流 ： １ ２ Ａ。
测 区 地层 电性特 征 ： 根 据 以往 物 探 资料 ， 测 区 内各
地层之间（ 垂 向上 ） 均 有 较 明 显 的 电性 差 异 ， 正 常情 况
下， 瞬变电磁资料 以新生界第 四系表层电阻率较高 ， 二 叠 系上 部 地 层 电 阻率 最 低 ， 二 叠 系下 部 、 石炭系 、 奥 陶
ｌ ｌ ２
西 部探 矿
２ ０ ｌ ７ 第４ 期
（ Ｊ ｌ ： 始 ）
系地 层 的 电 阻率 呈逐 渐 增 高 的趋 势 。根 据 瞬变 电磁勘
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — ０ ８ — ２ ４
为 了保 证 瞬 变 电磁 勘探 的 野外 数 据 采 集 质 量 ， 在
作者简介 ： 曾龙 （ １ ９ ８ ６ 一） ， 男（ 汉族 ） ， 湖北监利人 ， 工程师 ， 现从 事地质物探测量技术１ 二 作。
某矿 区小 窑采 空 区、 奥 陶 系灰岩 的 富含 水 区及 陷 落柱 等地 质 构造 的赋 水 性及 导 水状 况 ， 给 矿 井 生产 提 供 可 靠的地 质依 据 ， 对 该矿 区进 行 瞬 变 电磁 勘探 ， 利 用此方 法 解释该 矿 区的相 关水 文地质 问题 ， 为
煤 矿 的 防治水提 供 帮助 。
关键词： 瞬变电磁法 ； 富水区； 低 阻异常； 采空区
中图分 类 号 ： Ｐ ６ ３ １ ． ２ 文献 标识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ４ — ０ １ １ １ — ０ ４
１ 项 目概 况 及水 文 地质 特征
为查 明 山 西 宁 武 某 矿 区 小 窑 采 空 区 、 奥 陶 系灰 岩
情况。
探反演资料 ， 本区内二叠系地层电阻率在 ２ ０ －２ ０ ０ ０・ ｍ 之间 ， 一般在 １ 。 ０ Ｑ・ ｍ 以下 ； 石 炭 系 地层 电阻 率 变化 较 大， 在２ ０ ０ －５ ０ ０ ０． １ Ｔ Ｉ 之间， 一 般在 ２ ０ ０ ０・ １ Ｔ Ｉ 以上 ； 奥 陶系
灰岩 视 电阻率 较高 ， 一般 在 ５ ０ ０ ０・ ｍ 以上 。
井 田 内 赋存 地层 有 奥 陶 系 中统 （ Ｏ。 ） ； 石 炭 系 中统 本 溪组 （ Ｃ 、 上 统 太原组 （ Ｃ 。 ） ； 二 叠 系 下 统 山 西 组 （ Ｐ Ｓ ） 、 下统 下 石 盒 子 组 （ Ｐ ） ； 二叠 系上 统 上 石 盒 子 组 （ Ｐ ｅ ｓ ） ； 第 四系 中 、 上 更 新统 （ Ｑ２ ＋ 。 ） 及全新统（ Ｑ４ ） 。本 井 田可采 煤 层 为 ２ 、 ５ 煤 层 。井 田内 的主 要 含水 层 有 ： 奥 陶 系 中统 上 马 家 沟 组 碳 酸 盐 岩 岩溶 裂 隙含 水 层 ； 石 炭 系上 统太 原 组砂 岩 、 灰 岩 裂 隙含 水层 ； 石炭 系 上统 山西
煤系地层 的平均电阻率值一般比上部非煤系地层 的 电阻率 值 高 ， 本 区煤 系地 层 上部 为 砂 岩 ， 电阻 率 明显
高 于煤 系地 层 ， 相对 低 阻 的煤 系 地 层 同样 也 构 成 一 个
电性层 ； 煤系地层基底 电阻率最高 ， 构成又一 良好的电
性 标 志层 。
２ ． ２ 野 外施 工方 法
２ 地球 物 理特 征及 野 外工 作方 法
２ ． １ 地球 物 理特 征
根 据 该 矿 区瞬 变 电磁 需要 解 决 的地 质 问题 、 目的 层 埋 深 等 客 观 地质 情 况 ， 同时 考 虑 到 瞬变 电磁 法 可 能 的探 测 深 度 ， 为 了达 到 最 大 探 测 深 度 又能 兼 顾 浅 部 信 息， 根 据设 计 、 经 验 分析 以及现 场试 验 方 案 的试 验结 果 对 比， 我们 最 终 确定 了本 次 施参 数 ： （ １ ） 发 射线 框 边 长 ： ４ ０ ０ ｍｘ ４ ０ ０ ｍ； （ ２ ） 发 射基频 ： ２ ５ Ｈｚ ； （ ３ ） 发 射 增 益 Ｇｘ ４ ；