高密度电法在采空区探测中的应用研究
高密度电法在煤矿采空区探查中的应用
发 现 ２煤 层 采 空 区 ， 深 ３ ｍ 时 ， 现 ４煤 层 采 空 区。 孔 ８ 发 关键 词 ： 密度 电法 ： 空 区 ； 高 采 电阻 率 断 面 图
第２ ２卷增 刊 ２１ ００年 ８月
ｄ ｉ１ ．９ ９ ．ｓ．６ ４ １０ ． １ ．１ ２ ｏ：０３ ６０ｉ ｎ１７ — ８３２ ０Ｓ ． ｓ ０ ２
文章 编号 ：６ ４ １ ０ （ ０ ０ Ｓ — ０ ９ ０ １７— ８ ３２ １ ） １０７ — ４
中 国 煤 炭 地 质
Ｃ０ＡＬ ＧＥ０Ｌ０ＧＹ ０Ｆ ＣＨＩ ＮＡ
Ｖｏ．２ Ｓ ． １ ｕｐ ２ Ａｕ ． ２ １ ｇ ００
高密度， 淑 敏 牛
（ 东 新 汶 矿 业集 团地 质 勘 探 公 司 ， 东 新 汶 ２ １ ２ ） 山 山 ７ ２ ２
摘 要 ： 刘 官 庄 矿 地 面 二 、 层 露 头 区 进 行 了地 面 高 密 度 二 维 电法 勘 探 ， 探 共 布 设 ５条 测 线 ， 过 对 采 集 的 数 据 在 四 勘 通 进 行 正 反 演 处 理 ， 得 １ ５ 测 线 的 电 阻 率 断 面 图 。 该 成 果 图 上 可 以看 出， ２层 煤 与 ４层 煤 中 ， 测 线 都 存 在 低 获 从 在 ５条
中 图分 类 号 ：Ｐ ３１３ ６ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ａｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｆＨｉ ｈ ｎｓｔ ｅ ｔ ｉ ｏ ｐｅ ｔｎｇ ｉ Ｃｏ ｍ ｉ ｐｌｃ ｔｏ ｏ ｇ Ｄｅ ｉｙ Ｅｌ ｃ ｒ ｃ Ｐｒ ｓ ｃ ｉ ｎ ａｉ ｎｅ Ｇｏｂ Ａｒ ａ Ｉ ｅ ｔｇ ｔｏｎ ｅ ｎｖ ｓｉ ａ ｉ
高密度电法在大冲沟煤矿采空区探测中的应用
RESOURCES/WESTERN RESOURCES2019年第五期物化探1.工作区地层、岩性特征、电性特征大冲沟煤矿区属剥蚀高原中山地貌，最高海拔位于矿区中部老炭山山包，地势北东—南西走向，矿区南东地势高，往北西地势渐低。
矿区范围内出露地层自下而上为：二叠系上统峨眉山玄武岩组、龙潭组，三叠系下统卡以头组、飞仙关组第一至第二段及第四系组成。
其中上统峨眉山玄武岩组出露于煤矿区的北西部边界外侧及边缘部位，大面积出露，出露地层厚度＞50m。
上统龙潭组假整合于玄武岩之上，整合于卡以头组以下，属海陆交互相沉积。
岩性主要为粉砂岩、泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩、菱铁岩及煤层组成。
三叠系下统卡以头组分布在矿区中部，地层出露齐全，地层平均厚度95.65m。
岩性上部为灰色、褐黄色粉砂岩与粉砂质泥岩互层，夹薄层状细砂岩。
第四系为冲积、坡积的松散砂、泥、砾石及亚粘土组成，厚0~5m，分布在矿区北西部大冲沟的地势低洼及平缓处。
根据对野外实测露头参数统计和查阅相关资料，矿区煤系中的泥岩，电阻率为5×102Ω·m~n×102Ω·m，砂岩电阻率在n×10~n×103Ω·m，煤层电阻率值在3×10~n×103Ω·m左右，老窑采空区的电阻率值在n×102~n×103Ω·m，未填充采空区可达n×104Ω·m。
2.工作装置本次物探工作采用的是高密度电阻率法，勘查使用的仪器是WDJD-4多功能直流激电仪及相应的电缆、电池等一套。
施工采用电极极距为10m，供电时间0.25s，采集数据层数为你19层~29层，测试深度≤150m。
施工采用施伦贝尔四极电测深滚动测量装置，施工中每个测点均保持MN 不动，只移动AB 进行观测，观测完毕后再逐点滚动前移，以取得观测电性断面。
因此，施伦贝尔装置四极电测深滚动测量与常规对称四极电测深装置取得的资料相近，断面异常体的空间位置和分布反映精确，有较高的横向和纵向分辨率。
高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用
高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用高密度电法是一种利用地下电阻率差异来探测地下结构的地球物理勘查方法。
在张家口煤矿采空区勘查中，高密度电法具有独特的优势和广阔的应用前景。
本文将从高密度电法的原理、在煤矿采空区勘查中的应用及前景展望等方面展开论述。
一、高密度电法原理高密度电法是一种以电法勘查为基础的地球物理勘查方法。
它利用地下介质的电阻率差异来探测地下结构，通过电磁场的传播和接收来获取地下情况。
高密度电法勘探时所使用的电流和电极间距都相对较小，因此称之为“高密度电法”。
其原理是通过在地面布设一定数量的电极，通入直流电流，测量地下各点的电位差和电流，根据这些数据来计算地下电阻率分布，从而推断地下构造。
高密度电法通过对地下电阻率差异的探测，能够准确地勘查出地下煤层的位置、厚度、质量等信息。
1. 煤矿采空区的特点张家口地处北方煤炭资源丰富的地区，煤炭开采量大，煤矿采空区也相对较多。
煤矿采空区是指煤矿开采后形成的地下空洞,是一种特殊的地下工程构造,具有比较复杂的地下构造特征。
因为煤矿采空区会造成地表塌陷和地下安全隐患，因此需要对煤矿采空区进行详细的勘查。
2. 高密度电法在煤矿采空区的应用由于高密度电法具有成本低、覆盖面广、分辨率高的优势，因此在煤矿采空区的勘查中得到了广泛的应用。
通过高密度电法勘查，可以对煤矿采空区的地下情况进行详细的了解，包括采空区的大小、位置、形态、状态等信息，为采空区的治理和利用提供必要的数据支持。
在煤矿采空区的高密度电法勘查中，通常采用交错排列的电极布置方式，以更好地提高勘探的分辨率和精度。
还可以通过对不同频率的电流进行勘查，来获取更加丰富的地下信息。
通过对勘查数据的分析和处理，可以准确地绘制出煤矿采空区的地下构造图，为煤矿采空区的治理和开发提供科学的依据。
在具体的应用中，高密度电法可以有效地识别煤矿采空区下方的煤层残缺和煤层破碎带，为深部煤层的开采提供重要的参考信息。
高密度电法还可以对煤矿采空区的地下水文地质情况进行详细的勘查，为采空区的排水和防渗工程提供重要的数据支持。
高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用
高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用1. 高密度电法技术的原理及优势高密度电法技术是通过在地下埋设电极，使地下多个测点同时接受电磁波信号，从而获得地下介质的电阻率分布，进而推断地下构造和矿产资源分布的一种技术。
相比传统的地球物理勘查技术，高密度电法技术具有以下几个优势：高密度电法技术具有较高的勘查精度。
通过合理布设测点和高密度的观测，可以获得地下介质的精细结构，为煤矿采空区的勘查和治理提供了可靠的数据基础。
高密度电法技术具有较高的勘查效率。
相比传统的地球物理勘查方法，高密度电法技术可以在较短的时间内获得大量的数据，从而加快了勘查的进度。
高密度电法技术具有较低的勘查成本。
相比其他地球物理勘查技术，高密度电法技术无需大量的人力物力投入，只需少量设备和少数工作人员即可完成大面积的勘查工作，降低了勘探成本。
以某煤矿采空区为例，通过高密度电法技术的应用，取得了显著的成果。
在勘查过程中，首先通过地质调查确定了勘查区域的范围和地质背景，然后选择合适的电极布设方案，利用高密度电法设备进行了勘查。
通过数据处理和解释，得到了地下介质电阻率的三维分布图像，进而推断了采空区的具体构造和煤层残存情况。
通过勘查结果，确定了采空区的具体位置和范围，明确了煤层残留的情况，为矿山的合理开采和采空区的治理提供了科学依据。
勘查结果还为采空区的综合治理提供了技术支撑，为环境保护和资源利用做出了贡献。
随着我国矿产勘查技术的不断发展和成熟，高密度电法技术在煤矿采空区勘查中的应用前景十分广阔。
高密度电法技术可以为煤矿采空区的合理开采提供科学依据，提高了采煤的效率和安全性。
高密度电法技术可以为采空区的综合治理提供技术支撑，为环境保护和资源利用保驾护航。
高密度电法技术的不断发展和完善，将进一步提高勘查效率、降低勘查成本，为煤矿采空区的勘查和治理带来新的技术革新和突破。
高密度电法技术在张家口煤矿采空区的勘查中发挥了重要作用，为煤矿资源的合理开采和采空区的综合治理提供了有力的技术支持。
高密度激电法在采空区勘察中的应用
Ａ Ｍ ＝√（ ４ 一 ＾ ， ） ＋（ Ｙ Ａ—Ｙ ＾ ， ）
一
（ ２ ）
—Ｍ 一 Ａ 一 ＋
层横 向连 续分 布 的低 阻 层 ， 结 合 钻 探 结 果 推 断 为煤
其 中
系地层反应 。在煤系地层 中存 在 ３处 明显 的低阻异
常， 电阻率 变化剧 烈 ， 等 值 线 弯 曲 闭合 ， 推 断 为采 空 异 常 反应 。其 中 ４ ７—５ ０ ｍ处 异 常前期 已被钻孑 Ｌ 验证 （ 存 在采空巷道 ） 。针对 ２ ４ ． ５～２ ７ ． ５ ｍ 处 异常 ， 在 测 线
良好 效果 。
完全分离。设计了三维旁侧单极一 偶极装置和三维旁 侧偶极一 偶极装置 （ 见图 １ ） 。
Ｎｔ Ｎ ２ Ｍ３
Ｍ一
ｌ 号线
Ｍ、
Ｍ２
Ｎ２
Ｍ３
Ｎ３
Ｍ４
、
一
＼ —
］
（ ａ ） 三 维旁侧偶极 一 偶极装置
Ｎ Ｎｔ Ｎ３
收稿 日期 ： ２ ０ １ ７—０ ７—０ ３
（ ｂ ） 三维旁侧单极一 偶极装置
图１ 高密度激 电法常用工作模式
基金项 目： 中国铁路设计集 团有 限公 司（ 电阻率／ 激 电法定量 解释 方法 研究 ） ， 合同号 ： ７ ２ １ ６ ８ ５ 。 第一作者简介 ： 张 吉（ １ ９ ８ ３ 一 ）， 男， ２ ０ １ ０年毕 业于 中国地 质大 学 （ 武 汉） 地球探测 与信息技术专业 ， 工学硕士 ， 工程师 。
一
１ 方法原理与特点
ｌ 号 线
Ｎ
高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用
高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用高密度电法是一种广泛用于地质勘查和工程勘探的地球物理方法，其原理是利用地下电阻率差异进行勘查，对于煤矿采空区的勘查具有重要意义。
张家口位于河北省北部，拥有丰富的煤矿资源，然而煤矿采空区的开采对地下空间造成破坏，因此需要对采空区的地质情况进行准确勘查，以保障采煤工作的安全进行。
本文将探讨高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用。
一、高密度电法原理高密度电法是电法勘查的一种特殊方法，其原理是利用电磁场在地下介质中的传播规律来推断地下介质的电阻率变化，从而获得地下介质的结构信息。
高密度电法具有多频段、多参数的特点，能够对地下细微结构及较高密度物体进行较精细的探测。
通过对地下介质的电阻率进行测定，可以得到地下介质的分布情况，从而为煤矿采空区的勘查提供重要数据。
1. 识别采空区边界煤矿采空区是指经过采煤后形成的地下空洞，是矿山开采活动留下的痕迹。
采空区的存在对周围地质环境和地下水流动产生影响，因此需要对采空区的地质情况进行准确勘查。
高密度电法可以通过测定地下介质的电阻率变化，识别采空区与非采空区的边界，从而确定采空区的范围。
2. 发现地质构造煤矿采空区的地质构造通常会受到影响，因此需要对采空区的地质构造进行分析。
高密度电法可以通过测定地下介质的电阻率变化，发现地下构造异常，如断层、褶皱等，进而推断采空区地质构造的情况。
3. 评估地下水情况煤矿采空区是地下水流动的重要通道，地下水的流动对采空区的稳定性产生重要影响。
高密度电法可以通过测定地下介质的电阻率变化，评估地下水的分布情况及流动方向，为采空区的水文地质分析提供重要数据。
4. 辅助其他地球物理勘查方法高密度电法可以与地震勘查、电磁勘查等地球物理勘查方法相结合，从多个方面对煤矿采空区进行综合勘查，从而更全面地了解采空区的地质情况。
在张家口的煤矿采空区勘查中，高密度电法已经得到了广泛应用。
在某煤矿的采空区勘查中，地质勘查人员利用高密度电法对采空区进行了详细勘查。
高密度电法在煤矿采空区勘察中的应用
高密度电法在煤矿采空区勘察中的应用发表时间：2017-07-27T11:59:26.933Z 来源：《基层建设》2017年第10期作者：文政武[导读] 摘要：高密度电法在许多工程勘察中有着广泛的应用，如地基勘察、地裂缝探测、岩溶塌陷、采空区调查及其他方面，均能发挥重要作用，本文着重讨论其在煤矿采空区方面的应用，说明其可行性、合理性。
四川省煤田地质工程勘察设计研究院四川省成都市 610000摘要：高密度电法在许多工程勘察中有着广泛的应用，如地基勘察、地裂缝探测、岩溶塌陷、采空区调查及其他方面，均能发挥重要作用，本文着重讨论其在煤矿采空区方面的应用，说明其可行性、合理性。
关键词：高密度电法；煤矿采空区；勘察1高密度电阻率成像法简介高密度电阻率成像法是一种勘探式阵列方法，它可以通过地下岩石的导电性差异来反映地下介质的电阻率分布状况，进而通过研究介质与电阻率之间的关系获得研究介质的分布。
高密度电阻率成像法具有非常多独特的优点，如：（1）可一次性布设多个电极，即可实现多次连续测量；（2）电极排列方式较多，且不同的电极排列方式有各自的优点，可以获得丰富的地电断面信息；（3）测量实现了半自动化，测量简单方便，而且大大减少了人为失误；（4）集电剖面法与电测深法于一体，既可以探测横向变化，也可以探测垂向变化等。
2高密度电法勘探原理高密度电阻率法是以岩土体的电性差异为基础的一种电探方法，根据在施加电场作用下地层传导电流的分布规律，获得地层中的电阻率分布情况，推断地下具有不同电阻率的地质体的赋存情况。
3野外数据采集本次煤矿采空区高密度电法勘探采用重庆奔腾数控技术研究所生产的ＷＧＭＤ－９超级高密度电法系统，共布设４条电法勘探测线，采用温纳装置，６０道电极测量，供电时间０．５ｓ，在相邻的两个剖面之间重合３０个电极，测量前进行接地电阻检测，检测值均小于２ｋΩ•ｍ。
4数据处理、解释及成果说明高密度电法资料处理先将仪器内的测量数据通过传输软件传输到计算机中，运用ＲＥＳ２ＤＩＮＶ高密度电法反演软件进行坏点删除、地形校正、格式转换及反演计算等步骤，再利用Ｓｕｒｆｅｒ软件可直接绘制成视电阻率等值线图。
高密度电法在青龙某采空区中的应用杨永生1
高密度电法在青龙某采空区中的应用杨永生1发布时间：2021-09-13T07:21:41.696Z 来源：《中国科技人才》2021年第16期作者：杨永生1 潘北斗1 张月峰1 徐剑波1 [导读] 采空区给人类生产生活带来许多危害，对采空区的探测是地质勘查工作的一个解决问题。
高密度电法具有效率高、成本低、智能跑极、抗干扰能力强等优点，是我国工程建设地基勘察和场地选址的重要地球物理勘探方法之一[1-2]。
文章介绍了采空区的地质和地球物理特征，通过高密度电法勘查手段，结合已知地质资料，查清了勘查范围内采空区的空间分布。
1.中国冶金地质总局第一地质勘查院河北燕郊 065201摘要：采空区给人类生产生活带来许多危害，对采空区的探测是地质勘查工作的一个解决问题。
高密度电法具有效率高、成本低、智能跑极、抗干扰能力强等优点，是我国工程建设地基勘察和场地选址的重要地球物理勘探方法之一[1-2]。
文章介绍了采空区的地质和地球物理特征，通过高密度电法勘查手段，结合已知地质资料，查清了勘查范围内采空区的空间分布。
关键词：高密度电法；采空区Application of high density resistivity method in mined-out area of QinglongYong Sheng-Yang1 Bei Dou Pan1 Yue Feng Zhang1 Jian Bo Xu1（1. The First Geological Institute of the China Metallurgical Geology Bureau，Yanjiao Hebei 065201，China） Abstract： The mined-out area brings a lot of harm to people's production and life. The exploration of the mined-out area is a problem to be solved in geological exploration. This paper introduces the geological and geophysical characteristics of the GOAF，and by means of high-density electrical prospecting，combined with the known geological data，the spatial distribution of the Goaf in the scope of exploration is found out. Key words：High-density electrical method；mined-out area引言青龙满族自治县抹子沟铁矿5号竖井采空区项目位于秦皇岛市青龙满族自治县城八道河乡，距县城约17km，对该勘查区采空区范围进行了高密度物探勘查工作，了解了5号竖井采空区平面分布情况及勘查范围内是否存在断裂等地质情况，为地质灾害评估提供参考依据。
高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用
高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用高密度电法是一种利用电磁场对地下岩石结构和矿体进行勘探的地球物理探测技木。
它可以直接勘探煤矿采空区内的煤层和瓦斯走向，为煤炭勘探提供了重要的技术手段。
张家口是中国北方煤田集中的地区，煤炭资源丰富，然而在煤矿开采过程中，采空区成为了一个难题。
高密度电法技术的应用对于在煤矿采空区进行勘查有着重要的意义。
高密度电法技术可以有效地探测煤矿采空区中的地下空洞和煤层残余。
由于采空区内部结构复杂，地质条件不断变化，传统的地球物理勘探方法难以取得令人满意的效果。
而高密度电法技术则可以通过测量地下电阻率的变化来准确判断地下空洞的位置和大小，从而为采空区内的煤炭资源勘探提供了重要的信息支持。
高密度电法技术可以帮助矿井安全生产。
在煤矿采空区勘查中，高密度电法技术可以有效地判断煤层的走向和倾角，进而为矿井设计和管理提供重要的依据。
通过对采空区内部结构的准确把握，可以有效地避免矿山灾害的发生，保障矿工的生命安全和矿山的正常生产。
高密度电法技术还可以为瓦斯抽采提供技术支持。
煤矿采空区内常常存在大量的瓦斯积聚，而传统的勘查方法难以准确判断瓦斯分布的情况，从而给矿山的安全生产带来了很大的隐患。
而高密度电法技术通过测量地下电阻率的变化来判断瓦斯的分布情况，为瓦斯抽采提供了重要的技术依据。
高密度电法技术在张家口煤矿采空区勘查中的应用具有重要的意义。
它可以为煤炭资源的勘探提供重要的技术支持，为矿山的安全生产提供重要的技术保障，同时也可以为瓦斯抽采提供重要的技术依据。
相信随着高密度电法技术的不断发展和完善，它将在张家口煤矿采空区勘查中发挥越来越重要的作用，为张家口煤矿的安全生产和持续发展提供重要的技术支持。
[高密度电法在巷道式采空区探测中的应用效果(鲁辉)]
![[高密度电法在巷道式采空区探测中的应用效果(鲁辉)]](https://img.taocdn.com/s3/m/d3d143fdaff8941ea76e58fafab069dc5022478a.png)
[高密度电法在巷道式采空区探测中的应用效果（鲁辉）]［摘要］介绍了高密度电法的方法原理，展示了在豫西某铝土矿采空区探测中的应用效果，最后指出了该方法的优点和存在的不足。
［关键词］高密度电法采空区巷道探测应用效果1引言采空区作为人类活动潜在的地质灾害之一，给矿山的安全生产、工程建设和人民群众的生命财产造成了严重的威胁。
豫西某铝土矿由于多年的无序开采，矿区千疮百孔，存在为数众多且大小不一、范围不详的采空区。
调查显示许多采空区开采范围并不大，有相当一部分仅仅是以掘代采，实际上一个巷道，断面尺寸最小处仅为1.7m某2.0m。
它们有的互通、有的重叠，更多的是相互独立、纵横交错。
这些未知采空区的存在，给矿区的生产活动带来了极大的不便。
因此，迫切需要查明这些采空区，以便在生产中进行预防和回避。
通常所说的采空区一般范围较大，目标体规模和埋深相比也比较大，容易取得较好的探测效果。
而要想探测出像巷道式采空区这样规模和埋深比如此小的目标体，对探测精度提出了较高的要求。
好在这些采空区大部分埋深都小于50m，这给高密度电法探测创造了良好的条件。
2高密度电法的方法原理高密度电法由传统电阻率法发展而来，与传统的电阻率法相比，施工起来效率高、成本低,解释方便快捷，获得的信息丰富，在小电极距下可以达到较高的探测精度，尤其适合目前工程地质勘察中目标体埋深不大，规模较小等情况。
高密度电法具有剖面法与测深法的功能。
可进行多种电极排列方式的扫描测量，因而可以获得较丰富的地电断面结构特征的地质信息。
高密度电法具有点距小、采样密度高的特点，敷设一次导线后可进行数千个记录点的数据观测，不仅采集速度快,而且可以避免由于手工操作而带来的错误。
3矿区地质概况及地球物理特征从理论上讲,铝土矿被采出后使该处矿层出现一个充气空间（即采空区）,破坏了岩石的完整性、连续性,造成采空区的电性与矿层电性出现差异,表现出明显的高阻特性(该处电阻率明显高于周边完整岩石处的电阻率)。
高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用
高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用
高密度电法是一种地球物理勘查方法，通过测量岩石体内的电阻率来推断矿体的分布和性质。
在张家口煤矿采空区勘查中，高密度电法可以提供重要的地质信息，帮助矿工了解矿区的地质构造、煤层覆盖以及可能的矿压危险性，从而制定有效的开采计划和支护措施。
高密度电法可以用来确认矿层的延伸和厚度。
在矿井采空区的勘查中，传统的地质勘查方法可能受到矿层破坏和变形的影响，难以准确地识别煤层的存在和厚度。
而高密度电法通过测量不同电场之间的电流传输和电压变化，可以判断出地下电阻率的分布情况。
煤层通常具有较低的电阻率，因此可以通过分析电阻率分布图来确定煤层的存在和延伸范围。
高密度电法还可以提供矿井底板和顶板的地质信息。
在煤矿开采过程中，采空区的底板和顶板往往是矿工关注的重点。
高密度电法可以测量地下岩层的电阻率分布情况，从而了解底板和顶板的稳定性。
一般来说，电阻率较低的岩层往往表示含水量较高，容易造成底板或顶板的松动和塌陷。
通过分析电阻率的变化，可以确定采空区中存在的岩层类型，评估底板和顶板的稳定性，并采取相应的支护措施，保证矿井的安全运营。
高密度电法还可以用于评估矿压和矿井的岩层监测。
煤矿开采过程中，采空区周围的岩层往往会发生破裂和移位，产生矿压变化，给矿井的运营带来威胁。
通过高密度电法的监测，可以实时了解矿井周围岩层的变化情况，评估矿压的大小和分布，提前采取相应的底板支护和防治措施。
高密度电法还可以用于监测矿井顶板的变化，及时发现顶板的松动和塌陷迹象，为矿井的安全运营提供及时的预警和预防措施。
高密度电法在矿山采空区探测中的应用
与 普通 电阻 率法 基本 相 同 ，所 不同 的是 在观测 中设 置 了高 密度 的 观 测 点 。该 方 法 中 将 很 多 电极 同 时 排 列 在 测 线 上 ，通 过 对 电极 自动转换器 的控制 ，实现电阻率 法中各种 不同装置 、不同极距 的 自动组合 ，从 而一次布 极可测得 多种装置 、多种极距情 况下 多种 视 电阻率 参 数 。然 后 通过 对取得 的 多种 参数 经相 应程 序的 处理 和 自动 反演成 像 ，可快速 、准 确地给 出所测地 电断面的地 质解释 图件 ，从而提高 了电阻率 方法的效 果和工作 效率 。
本 次 探 测 区 域 长 （东 西 ）８５０米 ，宽 （南 北 ）４５０米 ，我 们 在 探测 区 内 自南 向北 布置 了九 条测 量线 ，按照 自南 向北 编号 为 １—９，每 两条测 量线 之 间的距 离为 ６０米 ；同时也 在测 量 区 自西 向东布置 了 １７条测 量线 ，间隔为 ５０米 ，按 照顺序 标号 １Ｏ一２６。 在测 量线上设 置了 １２０个电极 ，同时采取温纳 装置 ，工作 电压设 置 为 １２０Ｖ。 ２．３ 成 果 及 解 释
当前 ，针对 矿山采 空区的探测 方法主要 有三种 ：钻探 、物探 、 钻探 和物探 相结合 。其 中 ，使 用到 的物探方 法有地 震检 测法 、直 流 电检测 法 、地 质雷 达检测 法 、高 密度 电法 、交流 电法等 。这些 年 ，高密 度 电法因 为适 用范 围 广 、测 量精 度高 、工作 效率 突 出 、 探 测深 度 较为 适 中的 特点 被 广泛 的应 用 于浅 层工 程 的勘 探 中 ， 尤其 是在矿 山采 空 区的 应用 ，尤 为突 出。据 此 ，本文 在简要 介绍 高 密度 电法 的工 作原 理和 数据 处理 方法 的基 础上 ，重 点结合 华 北地 区某 村 庄 的地质 情况 ，对其 周边 是否 存在 矿 山采 空区进 行 了 测 量 。
高密度电法勘测技术在采空区探测中的应用
高密度电法勘测技术在采空区探测中的应用
史玉林
【期刊名称】《采矿技术》
【年(卷),期】2024(24)1
【摘要】随着早期地下金属矿山的粗放式开采,相当一部分矿山采用空场法进行采矿,遗留的采空区未及时进行处理,存在着采空区分布范围、规模和现存状态不清的
问题,采空区围岩稳定性对地表生态环境和矿山下部资源开发利用均存在极大的威胁。
探明生产矿山历史遗留采空区赋存状态已迫在眉睫,高密度电阻率法在采空区、溶洞等异常地质体探测中具有结果精准、易于施工、低本高效等优点。
某金矿6-1号矿体因民采采空区技术资料缺失,下部资源开采受到采空区威胁,采用高密度电阻
率法对民采采空区进行了探测,结合开采地质条件对探测数据进行分析,共圈定采空
区异常区域4个,和工程揭露充分吻合,证明了高密度电阻率法在采空区探测中的实用性。
【总页数】4页(P107-110)
【作者】史玉林
【作者单位】烟台金曼投资有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD7
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4.高密度电法探测技术在山东杨王铁矿采空区勘查中的应用
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高密度电法在地下采空区勘查中的应用
高密度电法在地下采空区勘查中的应用本文结合2013年完成的抚宁县1：5万地质灾害详细调查中石门寨镇存在的地面塌陷、地裂缝地质灾害特点，采用物探手段验证其成因类型及引发动力因素，初步分析其稳定性。
标签：地面塌陷地裂缝采空区2012-2013年通过进行抚宁县1：5万地质灾害详细调查，查明以石门寨镇为中心、北至驻操营镇南部、南至杜庄镇北部的14.56km2带状区域内存在地面塌陷9处，地裂缝5处，为地质灾害高易发区。
经过详细调查，初步推断地面塌陷和地裂缝为煤矿采空区巷道顶板冒落引起地表下陷和沉降形成，造成地表建筑物墙体开裂，农田作物死亡、无法耕种，严重影响了附近村民的生产和生活，直接威胁周边村民的生命财产安全。
为验证调查推断的结果，区域内是否存在煤田采空区及断裂构造等及其分布情况，为进一步钻探验证及稳定性分析提供依据，选定地面塌陷和地裂缝较集中的1km2范围布设高密度电法剖面线10条，其中南北向布设5条剖面，剖面间距219m，东西向也布设5条剖面，剖面间距285m，10条剖面总长度9130m。
1工作区地质条件及地球物理特征1.1地质概述工作区内地层主要为：上覆地层为第四系，岩性主要为砂砾石、粘性土等；下伏基岩为侏罗系以及二叠系、石炭系的煤系地层。
地层从西至东分布情况为：侏罗系地层主要为髫髻山组和下花园组；二叠系地层主要为十千峰组、上石盒组、下石盒组、山西组；石炭系地层主要为太原组和本溪组。
各个地层均呈南北向平行展布，地层倾向西侧。
1.2地球物理特征据以往及本次调查资料显示，工区上覆地层为第四系（Q），岩性以粘性土、砂砾石为主，第四系厚度变化较大，一般山谷较厚，山坡较薄，且大部分山坡及山顶基岩出露。
第四系视电阻率一般小于100Ω.m，随着粘性土含量的增加或减少或含水量的多少，视电阻率亦随之降低或增高。
下伏基岩中煤系地层视电阻率一般在70～100Ω.m，砂岩、页岩视电阻率一般大于100Ω.m，灰岩视电阻率一般大于500Ω.m。
高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用
高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用1. 引言1.1 背景介绍煤炭资源是我国重要的能源资源，而煤矿勘探是保障煤炭资源开发利用的重要环节。
随着煤矿开采逐渐向深部和复杂地质条件发展，煤矿勘探也面临着更大的挑战。
传统的地球物理勘查方法在煤矿采空区勘查中存在着诸多局限性，如分辨率低、探测深度有限等问题。
张家口作为煤炭资源丰富的地区，煤矿采空区较多，对其进行精准勘查，既有助于提高煤矿勘探效率，又可以有效规避煤矿开采中的安全隐患。
结合高密度电法技术在煤矿勘查中的应用，对张家口煤矿采空区进行研究具有重要意义。
1.2 研究意义煤炭资源是我国重要的能源资源之一，而煤矿采空区是指煤矿开采后形成的未被开采的区域，通常存在着煤层气体涌出、地下水位变动、地表塌陷等问题，给周边环境和生产带来了负面影响。
对煤矿采空区进行科学合理的勘查和监测是非常重要的。
本文旨在探讨高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用，通过研究煤矿采空区地下情况，分析高密度电法在该区域的具体应用案例，并对结果进行深入分析。
这将有助于评价高密度电法在煤矿采空区勘查中的效果，并为未来的研究提供借鉴和指导。
通过本研究，可以为煤矿采空区的合理利用和环境保护提供重要的科学依据，具有重要的现实意义和推广价值。
1.3 研究目的本文旨在探讨高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用，通过对该技术的原理介绍和在煤矿勘查中的具体应用案例进行分析，以揭示高密度电法在煤矿勘查中的优势和局限性。
具体研究目的包括：1. 分析高密度电法在地质勘查中的原理及特点，研究其在煤矿勘查中的适用性和优势；2. 调查张家口煤矿采空区的地质构造和水文地质特征，探讨高密度电法在该区域的勘查中的实际应用效果；3. 结合实际案例，探讨高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的具体应用方法和技术难点；4. 分析高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的结果和效果，评价其在解决勘查难题和提高勘查效率方面的作用。
2. 正文2.1 高密度电法原理介绍高密度电法是一种地球物理勘查技术，利用电磁场在地下传播的特性来获取地质信息。
高密度电法在采空区勘察中的应用
１．１ 基 本原 理 测量均匀大地的电阻率，原则上可以采用任 意
形 式 的电极 排 列来 进 行 ，即在 地 表 任 意 两点 （Ａ、Ｂ） 供 电 ，然 后在 任意 两点 （Ｍ、Ｎ）来 测 量其 间 的电位差 ， 根 据 电场 的叠 加 原 理 ，可 求 出 Ｍ、Ｎ两 点 的 电位 （如 图 １所示 ）：
高 密度 电阻 率法 是普 通 电阻率 法 的一 种 改进 形 式 ，针对 普通 电法 的 缺陷 ，在仪 器设 备 和勘 察方 法 上 都 比普 通 电法优 越 ，其 集 中 了 电剖 面 法 和 电测 深 法 的特点 ，不仅 可 以提供 地 下 一 定 深 度 范 围 内横 向电
性变化情 况 ，而 且还可提供垂 向电性 的变 化特征。 该 方法 可选 用 多种 装 置 类 型进 行 组 合 观 测 ，测 点 密 度 高 ，从 而弥 补 了普通 电阻率 法数 据 少 、解译 方 法单 一 的不 足 ，增 强 了适应 各种 地 电条件 的能 力 。
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２１３０３年 １１月两个 水 厂更换 了象蘑 菇形 状 的清水 池 １＃通风 口，在 其底 平面钻 孔通 风 ，三水 厂另有 １４个
更换成 ２＃通风 口。计算两个水 厂清水 池通 风面积 ： 四水 厂 ：２池 ×１２个／池 ×Ⅱ（Ｒ２一ｒ２）×１／２＝
生产 月报 表 统 计 ，２００４年 １～７月 三 水 厂 平 均 总 氯 耗 是 １．０３２ｋｇ／ｄａｍ３，而 四 水 厂 是 １．１８７ｋｇ／ ｄａｍ３，比三水 厂 只 高 ０．１５５ｋｇ／ｄａｍ３，比换 通 风 口前
高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用
高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用一、高密度电法原理高密度电法是一种地球物理勘查方法，通过测量地下电阻率的变化来推断地下的岩层结构、水文地质条件等。
在高密度电法中，电流通常是通过两个电极引入地下的，而测量的是电压差。
通过这种方式可以获得地下的电阻率信息，从而建立地下的电阻率模型。
根据地下电阻率的差异，可以推断出地下岩层、水体等的分布情况。
二、高密度电法在煤矿采空区勘查中的应用1. 识别采空区的边界在煤矿采空区勘查中，首先需要识别采空区的边界位置，以便进行后续的勘查工作。
高密度电法可以通过测量地下电阻率的变化来确定采空区与周围岩层的界限，从而为后续的勘查工作提供准确的区域范围。
2. 探测地下水体煤矿采空区通常会受到地下水的影响，地下水的存在不仅会加剧地表沉陷，还会给采矿安全带来隐患。
高密度电法可以通过测量地下电阻率的变化来推断地下水体的分布情况，从而为地下水的治理提供重要的参考信息。
3. 识别地下岩层采矿活动会改变地下岩层的结构，造成采空区周围岩层的变化。
高密度电法可以通过测量地下电阻率的变化来识别地下岩层的分布情况，从而为采空区的稳定性评估提供基础数据。
4. 评估采空区稳定性通过使用高密度电法识别采空区的边界、地下水体、地下岩层等信息，科研人员可以对采空区的稳定性进行评估。
这些信息可以帮助煤矿管理者及时采取有效的措施，保障煤矿的安全生产。
三、高密度电法在张家口煤矿采空区勘查中的应用案例张家口地处河北省北部，是一个煤炭资源丰富的地区。
在煤矿开采过程中，留下了大量的采空区，对周围环境和煤矿安全带来了严重威胁。
为了有效的对这些采空区进行勘查，科研人员采用了高密度电法。
在某煤矿的采空区勘查中，科研人员使用高密度电法对采空区进行了勘查。
通过测量地下电阻率的变化，识别了采空区的边界，确定了地下水体的分布情况，并对采空区周围的地下岩层进行了识别。
最终，科研人员成功评估了采空区的稳定性，并提出了相应的治理建议。
高密度电法在煤炭采空区探测上的应用
高密度电法在煤炭采空区探测上的应用发表时间：2018-10-27T12:24:21.627Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第18期作者：黄东营[导读] 密度电阻率法是一种阵列勘探方法，它以岩、土导电性的差异为基础。
广西壮族自治区二七二地质队/广西有色勘察设计研究院摘要：过去的一些采煤活动形成的地下采空区会形成不良地质体，极易对地面建筑和人类生活造成地质灾害。
目前对采空区的探测可以有多种物探方法，根据实际的采空区的地球物理特征，能够利用高密度电阻率法、瞬变电磁法、地震勘探、测氡法等物探方法探测其位置和范围，同时配合以钻探验证能，为采空区的治理提供依据，起到良好的经济实用的的效果。
本文介绍了高密度直流电法的探测原理及数据处理分析方法，并结合百色某变电站煤炭采空区探测实例，通过分析高密度直流电法物探剖面图像形态及高、低阻分布特征，推测采空区分布特征，为采空区的稳定性分析及防治工程措施提供了依据。
关键词：“煤炭采空区探测”1.高密度直流电法密度电阻率法是一种阵列勘探方法，它以岩、土导电性的差异为基础，研究在外加稳定电流场的作用下场地传导电流分布规律。
高密度电阻率法不仅能对一定深度范围内电性的横向变化进行全面的勘探，也可以对其进行垂向电性勘探。
在工作原理上，高密度电法与常规直流电法保持一致性，都是将地下目标导体导电性的差异性作为评价的基础，在专业高密度电法仪器设备的支持下，通过横向以及纵向勘探观测深层岩土层中的电性差异性，并采集某一深度范围内地质土体横向以及纵向的电性变化数据，通过分析其所采集到的直流电场数据对地下相关介质的电阻率分布进行全面的分析，其主要原理是地下介质构成和分布的不均匀性会导致发射的电流分布发生相应的变化，并进而引起地下介质电位的改变，转换成相应的电阻率，形成多方位投影数据资料，最终反演成像，构建出地下介质分布以及构成的精准结构，为工程建设提供准确的资料支持。
高密度电阻率法装置可以根据实际需要选择，高密度电阻率法采用了电位电极系，电极排列方式有：温纳四极排列、联合三极排列、偶极排列、微分排列。
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高密度电法在采空区探测中的应用研究
高密度电法是近年新兴的物探方法，广泛应用于多个工程领域。
地下隐伏采空区的存在严重威胁着生产和人员的安全，运用科学的手段对采空区进行准确探测显得非常重要。
本文通过高密度电法实测剖面的视电阻率异常特征，推断可能出现采空区的位置，经钻探验证，证实取得良好的效果。
最后提出了一些采空区探测值得借鉴的经验。
标签：高密度电法采空区视电阻率
1引言
高密度电法是近年来新兴的物探方法。
在地质灾害调查、坝基及桥墩选址勘查、物探找水、采空区探测等方面得到了广泛的应用，效果显著。
主要有[2-6]：刘晓东等将高密度电法用在岩溶地质调查中了解基岩岩溶发育情况、勘查基岩断裂构造、划分岩溶区域，取得了良好的效果。
杨湘生在湘西北岩溶石山区找水中应用高密度电法，在确定最佳井位方面也发挥了重要作用。
辛思华等应用高密度电法勘查煤采空区，从探测的异常变化特征精确推断出地下采空区的具体位置，达到了勘查的目的和要求。
我国许多矿山，由于开采不规范，特别是民营矿山。
致使地下存在许多不明采空区，其规模不一，分布无序。
采空区以空洞形式保留了下来，但有的已经被水或粘土等物质充填，有的在覆盖层重力的作用下已经塌陷。
这些采空区的存在，给正常采矿、安全生产构成极大威胁。
因此对他们进行准确探测显得极为重要。
采空区探测的物探方法有很多，常用的主要有地质雷达、浅层地震法和高密度电法。
地质雷达对浅部的采空区具有较好的效果，对于深部的采空区就比较难识别，特别是在低电阻率区域，高频电磁波能量在地下衰减剧烈，探测深度受到很大限制；浅层地震法是根据地震波的同向轴错动或缺失、能量减弱等标志来推断采空区，可以圈定采空区顶板界面的大致形态和位置，但对规模大小、具体形态难以做出准确的推断；高密度电法集电剖面法和电测深法为一体，可快速准确测量地下地质体横向和纵向的视电阻率变化，其探测精度高，解译结果直观。
因此，在采空区探测中被广泛应用。
2高密度电法的原理
高密度电法的基本原理和常规电法基本相同。
是以地壳不同岩（矿）石的导电性差异为物质基础，通过观测与研究人工建立的地中稳定电流场的分布规律以达到解决地质问题的一类地球物理勘探方法[1]。
与常规电法一样，通过AB电极向地下供电流I，然后在MN电极测量电位差UMN，根据公式ρS=K？UMN/I，即可得到不同电性地质体的视电阻率ρS，从视电阻率ρS的变化规律即可推断地质体或地层的分布。
（K为探测装置系数，I为供电电流。
）
3高密度电法的特点
高密度电法是一种阵列勘探方法。
其观测系统主要分为数据采集与资料处理两部分（如图1）。
数据采集部分由主机、多路转换器等组成，资料处理由计算机、打印机等组成。
高密度电法是高精度的直流电法。
它是集电剖面法和电测深法为一体，既能提供探测地质体在某一深度的水平方向的电性变化情况，也能反映地质体沿垂直方向不同深度的电性变化情况。
高密度电法的主要有以下特点[7]：（1）电极布设是一次完成的，这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰，而且为野外数据的快速和自动测量奠定了基础；（2）能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量，因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息；（3）野外数据采集实现了自动化或半自动化，不仅采集速度快（大约每一测点需2～5s），而且避免了由于手工操作所出现的错误；（4）可以对资料进行预处理并显示剖面曲线形态，脱机处理后还可以自动绘制和打印各种成果图件；（5）与传统的电阻率法相比，成本低、效率高，信息丰富，解释方便，勘探能力显著提高。
4高密度电法在采空区探测中的应用实例
高密度电法是以被探测目标体和周围介质存在明显的电阻率差异为前提，而采空区与围岩之间都普遍存在着明显的电阻率差异。
地层通常都是连续完整分布，同一层位的岩性特征比较均一，没有被采空或坍塌情况下，在电阻率断面图上一般不会出现较明显的高阻或低阻异常，等值线往往呈平缓展布。
被开采后，破坏了原地层的完整性、连续性，局部岩性特征发生变化，电阻率等值线在异常地段也会出现较为明显的起伏或凌乱变化，根据等值异常线发生转折变化的拐点可以圈定采空区的边界范围。
应用高密度电法探测采空区以来，先后在广东省大宝山矿和南雄江头莹矿开展高密度电法工作，目的是查明该地区的采空区分布情况，为其综合治理提供理论依据，确保矿山生产和人员安全。
4.1高密度电法在广东省大宝山矿采空区探测中的应用
测区内出露地层主要为上古生代泥盆纪的一套地台坳陷型沉积，由河流滨海相砂页岩、砾岩至浅海相碎屑岩和火山岩组成。
大宝山矿区为多金属矿区，矿产种类多（上有褐铁矿、菱铁矿；中有铜、铅、锌、硫等矿；下有钼矿），矿场规模宏大。
采空区多因中深部的铜、铅、锌、硫等多金属矿被无序开采而存在。
通过地质资料对比及物性统计测量，多金属矿体电阻率一般在10～60Ω.m。
而采空的区域由空气充填，电阻率会大幅增加，相对矿体围岩而言表现为高电阻率特征。
这种电性差异为应用高密度电法探测采空区提供了较好的物性前提。
因此，运用高密度电法探测采空区，主要根据高阻异常特征基本上可以判断采空区的位置和规模。
测区内主要存在有采矿施工、车辆运输等人工干扰，以及区域内底层产状陡峭、分布不均匀等。
测量选用四级测深装置，点距为5m，该装置能获取最大的测量电流，有效地压制干扰。
物探成果采用电阻率断面等值线图表示，选取10号线和75号线成果为例，分别如图2和图3。
图2中出现两处电阻率明显偏高的异常区域，呈封闭高阻圈。
但整体看异常呈长轴状分布，且有从深部向浅部延伸的特点，因此推测其可能为采空区及采空区巷道；图3同样有高异常区域存在，表现为封闭的高阻圈或在下部有对应的高阻突起，推测其为采空区。
为了验证这些异常，图2选择在水平距离50m处进行钻探，结果表明钻孔进尺在40m处掉钻近20m；图3选择水平距离210m处进行钻探，结果表明钻孔进尺在45m处掉钻近20m。
4.2高密度电法在南雄莹石矿中的应用
测区位于莹矿有限公司大院内，院内有房屋及采矿设备等，在院内地表已发现小规模开裂、塌陷，矿区已停止生产，采空区的存在严重威胁着生命和财产安全。
测区覆盖层为粘土，其视电阻率一般40～250Ω.m。
图4为1号线电阻率断面等值线成果图。
测线呈东西向展布，水平距离115～120m段为地表塌陷，在水平距离30m 正南方向约15m为采矿斜井。
由图可见：电阻率总体趋势上低下高，变化范围从几十到几百欧姆.米。
在110～125m段浅部出现小高阻异常。
深部的异常表现为半封闭高阻圈。
其整体形态特征呈倒“V”型高阻异常。
根据实地电阻率异常特征，结合收集到的采矿资料，推断水平距离41～63m、111～129m的高阻异常为采空区异常，埋深分别为20～35m、30～50m。
为了验证这些异常，选择50米位置进行钻探，钻孔进尺25米处掉钻7米。
5结语
通过对实例的异常分析以及钻探验证，说明高密度电法探测采空区是有效的，其推测采空区异常范围及深度与实际比较吻合；解释图件采用电阻率断面等值线图表示，能直观地反映地下地质体的结构特征，根据封闭、半封闭高阻圈等异常特征识别采空区效果显著。
在采空区探测中，须了解围岩与采空区的电性特征。
在地形条件、地电条件相对复杂的地区进行探测时，应进行综合物探勘查，尽可能的获取更多的物探资料，进行综合解释。
在资料解释过程中，尽可能结合已知断面或钻探结果进行解释，然后结合地下实际情况，不能用同一种推断进行解释，分别考虑采空区是干燥或填充水或已经塌陷等情况，分别对所得到的异常信息作出判断。
The Application of High Density Resitivity Method To Detecting Goaf
Che Haiqing Xiao Xiuming Zhu Hua
（Reseach Institue NC，Guangdong Shaoguan 512026）
Abstract：The high density resitivity method is a new geophysical method which widely applied to engineering field. Hidden goaf threatens production and people’s safety. The most important is using the scientific and reasonable method to detect goaf. In this paper，accrosing to studying the apperaere resistivity anomaly which from actual profile of high density resitivity method，and the drilling tests show that the effect is good. Finally，the paper provids some applications for detecting goaf.
Key words：High density resitivity method；Goaf；Apparent resistivity。