综合物探方法在煤矿勘查工作中的应用

关 键词 三 维地 震 ； 二 维地震 ； 构造； 瞬 变电磁 法 中 图分类号 ： Ｐ ６ ３ １ 文献标 志码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ０ ７ ９ ７ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５ — ０ ０ ４ ８ — ０ ４
工厂 密集 分 布 ， 居民 、 厂房 建 筑加 之 漳 泽水 库 ， 形 本次综合勘探工程涉及地震 勘探及地面电法勘 庄 、 成多 块 大面 积 连续 障碍 ， 给野 外 采集 带 来极 大 困难 。 探 工作 ，在认 真分 析 该 区 已有 地 质资 料 和现 场 踏勘 施 工难 度大 。 的基础 上 ， 依 据地 质 任务 要求 及 相 关规 范 ， 编写 了工 勘探 区浅 层地 震 地质 和施 工条 件差 ， ． ２ ． ２ 深层 地 震地 质条 件 程 设计 ， 后经 矿方 及 监理 方 审查 通 过 ， 将 勘探 区 内小 １ 本 区石 炭 、 二 叠 系含 煤 地层 沉 积稳 定 ， 岩性 组 合 南村和南 岗村一带地面障碍复杂 区块 的三维地震勘 探 改 为二 维地 震勘 探 ，工 区南 部 ２ ０ ｍ道 距 改为 １ ０ ｍ 及地 球 物 理性 质规 律 较稳 定 。主要 目的煤层 山西 组 ５号煤 层 与 围 岩 的 测 井 曲 线 响 道距 ， 同时在 后继 勘 探 工作 中进行 瞬 变 电磁 法 勘探 ， 的 ３号 煤 和 太 原组 １ 成 为一个 较 复杂 的综合 勘 探工 程 ，以便 能 够 较好 地 应 特征 明显 ， 速度 、 密度 等物 性差 异 突 出。 勘 探 区 内主要 煤层 埋藏 深度 范 围为 ２ １ ０～５ ０ ０ ｍ。 解决 矿方 所提 地质 任 务 。 其 中 ３号 煤层 位 于 山西组 下部 ，平 均煤 厚 ７ ． ０ ７ ｍ， 结 ｌ 工 区概 况 及 地 球 物理 特 征 构简单 ， 为稳 定 可采 煤层 ， 由 于煤 层 与 围岩 之 间 的波 １ ． １ 工 区概况 阻抗 差异 显 著 ， 可形 成 能量 强 、 波形 突 出 、 连续性好 ， ３波 。 小 南 村 煤 矿 位 于 山 西 省 长 治市 屯 留 县 中华 村 、 易识别 的以 ３号 煤层 为主 的复合 反射 波 Ｔ ｌ ５号煤 层位 于 太原组 下 部 ，与上 部 ３号 煤平 均 呈 寺村 一 带 ，行政 区划隶 属 屯 留县 上 村 乡小 南 村管 辖 。本次物探勘探面积为 ３ ． １ ｋ ｍ ｚ ，勘探区内地势低 间距 为 １ １ ０ ｍ， 平均煤厚 ３ ． ３ ９ ｍ， 较稳定 ， 可形 成 能 量 平， 地 表总 的趋 势 为 西高 东低 ， 最 高点 位 于井 田东北 较 强 、 波形突 出 、 连续 性 较 好 ， 较 易 辨认 的煤 层 反 射 部 边 界处 ， 标高 ９ ２ ９ ． １ ０ ｍ， 最 低 点 在 东 南 部 边 界 处 沼 波 。但 由于受 上 部 Ｔ ３波强 反 射 的屏蔽 作 用 ， Ｔ １ ５波 振 幅变弱 ， 连续 性变 差 。基本 可 以在全 区进行 泽地 ， 标高 ８ ９ ９ ． １ ０ ｍ， 最 大 相对 高差 ３ ０ ｍ， 大 部分 标 高 能量 、 为９ ０ ５ ～９ ２ ５ ｍ。 对 比追踪 ，可作为本次地震勘探的主要反射波和构 本 区 含煤 地 为石 炭 系 中统 本溪 组 、 上 统 太原 组 ； 造解 释 的依 据 。总之 ， 本 区深层 地震 地 质条 件 一般 。 二叠系下统 、 下统下石盒子组 ； 煤层主要赋存 于石炭 １ ． ２ ． ３ 电性 地球 物 理特征 分 析 系上 统太 原组 和 二叠 系下统 山西 组 。其 中山西 组 赋 岩 石 的导 电性 与 其 岩性 及 含水 性 相 关 。在 细 致 煤 层 的 电阻 率 高 于 砂 岩 、 泥 岩及 砂 土 、 粘 存 １ 、 ２ 、 ３号 煤 层 ，太 原 组 赋 存 ５ 、 ７ 、 ８ － ２ 、 ９ 、 １ １ 、 １ ２ 、 的划 分 中 ， １ ３ 、 １ ４ 、 １ ５ （ １ ５ — １ 、 １ ５ — ２ 、 １ ５ — ３ ） 号 煤层 。 土， 粘 土 的电阻 率最 低 。通 常各 层位 电性 在横 向上 是 １ ． ２ 地 球物 理 特征 相 对均 一 的 。当存 在 地 电异 常 体 ， 如 富水 区（ 积 水 采 １ ． ２ ． １ 浅层 地震 地质 条件 空区 、 断层 、 裂 隙带 等 ） 将 出现局部 低 电 阻率异 常 区 。 表 ｌ 勘探 区地 层 与 电－ ｌ 生 特 征 表 勘 探 区 内地 形平 坦 ， 地 表 多 为耕 植 土覆 盖 ， 潜 水 位埋 深 一 般 为 １ ８～２ ５ ｍ， 其 下 为砾 石 、 沙层互层 ， 根 据低 速 带调 查 资料 ， 褐黄 、 棕 黄色 亚 粘 土波 速 一 般 为 ３ ０ ０～７ ０ ０ ｍ ／ ｓ ， 对地震 勘探有效波 吸收强烈 ， 致 使 高 频信 息严 重 衰减 。根据 以往 小折 射 资 料可 知 激 发层 位选 择 在粘 土层 或 潜 水 面下 ，可取 得 较理 想 的 目的 层 反射波 组 。 地下 约 ５ ￣ ６ ｍ处 有一 尺 厚 的砂 礓 石 ， 勘探 区 内村
煤矿 现 代化
２ ０ １ ５ 年第５ 期
总第１ ห้องสมุดไป่ตู้ ８ 期
综 合 物 探 方 法在 煤 矿 勘 查 工 作 中的应 用
任 豫涛 ，
（ １ ． 太 原理 工 大 学矿 业 工程 学 院 ，山西 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ； ２ ． 山西 省 煤炭 地 质 １ １ ４勘 查 院 ， 山西 长治 ０ ４ ６ ０ １ １ ）
摘 要 在煤 矿 生产过程 中 ， 为 了查 明矿 区地 质构 造 变化及煤 层采 空 区范 围或 积水 情 况 ， 为 下一 步 生 产建设提供科 学的技术依据 ， 往往需要使 用地球物理方法从事地面勘探工作 ， 而常规方法通常是采用 几种物探 手段 相 结合 ， 本文 结合 小 南村 煤矿地 质 工作勘 查 实例 ， 介 绍综合 地球 物理 方 法（ 二维、 三 维地 震 勘探 、 瞬 变 电磁勘 探及 直 流 电测 深 法 ） 在勘 查 工作 中运 用及取 得 的成 果 ， 指 导煤矿 安全 生产 。