三维并行电法勘探技术与矿井水害探查_刘盛东

第34卷第7期

煤 炭 学 报V o.l 34 N o .7 2009年7月J OURNAL OF C H I N A COAL SOC I E TY Jul y 2009 文章编号:0253-9993(2009)07-0927-06

三维并行电法勘探技术与矿井水害探查

刘盛东1,2,吴荣新3,张平松3,曹 煜4

(11中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州 221008;

21中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221116;31安徽理工大学地球与环境学院,安徽淮南 232001;41安徽惠洲地下灾害研究设计院,安徽合肥 230088)

摘 要:应用自主开发的网络并行电法仪及其三维采集系统,对布置在矿井工作面不同巷道内的

所有电极进行电流、电压数据同步实时采集,实现了地下空间的三维电法同步测量.然后运用三

维电阻率反演技术,得到矿井工作面内三维空间的电阻率分布特征,为工作面非巷道揭露区的水

文地质与工程地质探查提供了有效的地球物理勘查手段.该技术突破了目前矿井直流电法勘探的

局限性,首次取得了煤矿工作面底板完整三维电场参数与视电阻率数据体.通过多个矿井工作面

的探采对比,三维反演解释结果客观地反映了工作面内底板的隐伏水源空间位置,为矿井防治水

工程提供了准确信息.

关键词:电法勘探;矿井水害;网络并行电法仪;电阻率

中图分类号:P63113;TD745 文献标识码:A

收稿日期:2008-07-30 责任编辑:王婉洁

基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)基金资助项目(2007CB209400);国家重点基础研究发展计划(973)基金资助项目

(2006CB202209) 作者简介:刘盛东(1962)),男,安徽潜山人,教授,博士生导师.E-m ai:l Li u s h engdong @1261co m Three -di m ensi onal parall el electric surveyi ng and its appli cati ons

i n w ater disaster exploration i n coal m ines

LI U Sheng -dong 1,2,WU Rong -x in 3,ZHANG P i n g -song 4,CAO Yu

4(11S t a te K ey La boratory o f D ee p G eo m ec han ics&Underground E ng ineeri ng,Ch i na University of M ining and T ec hnology ,Xu zhou 221008,Ch i na;21S c h ool of R esource and Earth S cie n c e ,China Universit y of M i n i ng and T ec hnology ,Xu zhou 221116,Ch i na;31School of Ea rt h and E nvironm ent ,Anhui Universit y o f S cie n ce&T ec hnology ,H ua inan 232001,Ch i na;41A nhu iH u i zhou In stit u te of Subterran e an Ca l am it y,H e fei 230088,C hina )A bstract :A sel-f developed net w ork parallel electric ity instrum ent and its survey acquisiti o n syste m w ere used to synchronously m easure curren t and voltage over whole electr odes arranged in the lane ways o f the m ine w ork face ,rea lized 3D electrical synchr onous survey of subsurface .Then the 3D resisti v ity str ucture of the covered area in the w or k i n g face w as obta i n ed usi n g 3D resistivity i n version technique .It is an effective geophysica lprospecti n g m ethod for t h e investigati o ns of hydro log ica l and eng i n eeri n g geo logy i n the w or k face .The techno logy breaks through the li m it of 2D m i n e electrical survey ,got the 3D apparent electrical data i n the base p late of the w ork face for the first ti m e .Applicati o ns in d ifferentm i n esw orki n g faces sho w tha t t h e w ater d isaster i n t h e base plate can be w ell located using the technique ,it o ffers accura te infor m ati o n f o r the m ine w ater disaster preventi o n and contro.l

K ey words :e lectric survey ing ;m i n e w ater d isaster ;net w ork para ll e l electric ity i n str um ent (NPE I);resisti v ity 长期以来,矿井电法勘探大都采用常规电法仪或高密度电法仪进行单巷的电测深法、电剖面法或高密度电法进行工作,取得单条巷道的二维垂向地电信息来推断巷道附近的岩层富水性[1]

.在矿井工作面底板探水中,目前主要采用上下2条巷道的电测深剖面,通过巷间插值技术对面内进行电性异常推断,或者