高分辨地电阻率法在煤田火区空洞勘探中的运用分析

刘振东摘要煤田火区空洞勘探是煤田火区环境治理重要环节针对新疆昌吉硫磺沟煤田火区勘探问题引入了高分辨地电阻率法用常规勘探方法难以问题首先介绍了高分辨地电阻勘探原理、工程设计以及野外工程布置情况针对各项处理问题予以释证实了该方法可行性与有效性br v xlr l l r r r lk vrl g l l r r r grl grv lv rbl vl xlr r l lv r lv rbl r r xlr lr r l l g Xg rl xlr rl grg g l r l grl gr r r vr rg rbl r xl vr bl v 关键词高分辨地电阻率法;煤田火区;空洞勘探;可行性0  引言尽管当前我国煤田火区治理方面取得了定成就然而仍存定局限性尤其是对洞体、烧心等孤立体探测还存定难[]通常孤立性地质往往缺乏规律性异常反映弱常规方法如然电位法、磁法难以对获取下部空洞、烧心等进行有效探测次研究引入了高分辨地电阻率法其有效了煤田火区空洞勘探技术难题火区环境地质灾害治理有着良应用前景  煤田火区概况新疆硫磺沟是我国重要煤田火区其地处乌鲁木齐市心以西0k南北公里、东西0公里围87年有历史记以直处状态由储煤量巨富含矿藏丰富这场无法扑灭火成众多人头疼症结所也受到了国、政府高关[]硫磺沟地处新疆南北疆交汇处距离乌鲁木齐约0公里然鬼斧神工造就了如今硫磺沟悬崖峭壁、丘陵沟壑长期风吹雨打、风化剥蚀又造就了如今雅丹地貌、石林地貌[3]硫磺沟煤田火区面积8万平方米每年要烧76万吨煤按照可比价格计算每年要损失7亿元如巨损失加上煤作不可再生硫磺沟这场煤田火长期以受到社会各界广泛关地理位置和日常气候条件不可改变则成煤田主要原因横亘整新疆地区天山将新疆分割成南疆和北疆两部分而天山被划分地质活动剧烈地区是多次地质运动埋底层水平煤层多变倾斜煤层这些暴露空气煤层与氧接触产生氧化作用慢慢积热开始增温积累温达到煤层慢慢形成煤田火灾  高分辨地电阻率法高分辨地电阻率法与以往直流高密电法温纳装置方面有着明显差异性其采用是单极偶极装置密集测对孤立异常体有着较高敏感性能够实现对地下每分析分辨单元多次覆盖具有体积、灵敏高等优越性地下地质体形状、位置能够直观形象展示出与该方法还具备极强抗电磁干扰性能可以有效压制因地表电性不匀引起静态偏移问题其施工方法如图所示进行观测电位电极测线端电流电极地下供电可以获得电流电极电位差当要测量下测可以将电位电极移动到相应位置电流电机地下供电获得电位差[6]上述程反复直至电极移动到另端能够获得完整二维剖面信息参数设置方面般供电距0～0探测深3～5倍测距覆盖～0围3  煤田火區空洞勘探工程布置及实施3 勘探工程设计999年国成立了硫磺沟煤田灭火工程几年里灭火工程队数名灭火队员直与火抗争全疆火区普调了硫磺沟煤田具体情况主要采用了地面磁法、然电场法实施探测次勘探工程对以往考察结进行总结借鉴以往研究验采用50左右线距与磁法、然电场法测线布设相平行基础上实施高分辨地电阻率法通常测线分辨率与距密切相关两者呈现出明显相关即距越分辨率越研究主要从地质任、工程费用以及工作量等多方面出发进行综合考虑终设置高分辨地电阻率测距5其分辨率≤53 工作量完成情况野外勘探工作共进行了6月完成子获取勘探测量任7高分辨率地电阻率完成测线33条研究所用仪器3多功能数直流激电仪（成都明萱电子科技有限公司）由测区地理条件、地质条件等较差采用高分辨地电阻率法专门处理了供电电机与无穷远极问题其无穷远极主要由～6根电极构成设置接地电阻600Ω接受电极设置上应重其接地情况高分辨地电阻率法能够多次覆盖每分析分辨单元因其数据量上已具备统计学义可以不用单独再进行检布置要是施工期仍要加强对实测数据监控当对数据存疑问要及进行复测对获取跨越供电电极要由记录员、跑极员进行核对对因地形条件复杂、测线接地环境差等因素引起电磁干扰问题可以处理及释缓进行适当调整减少实测数据偏差[3]  处理与释 处理硫磺沟火区部分地形、地表存不匀性容易受到电磁干扰针对这问题要通处理确保勘探准确性由高分辨地电阻率法能够实现多次覆盖其能够将地表不匀影响予以消除从该探测方法具体施工方式看地下每分析分辨单元单极偶极装置下由不供电电极实施供电针对地面不测由多不测量电极进行反复测量能够将电位异常直观反映出当遇到地表电性不匀情况无论采用哪种供电电极只要保持测量电极不发生位移接收都会收到电位异常信从这可以看出高分辨地电阻率法采用野外作业形式并利用该特有效区分火区空洞异常及地表不匀问题其消除地表不匀性影响主要是对固定跳跃进行统计平△V值其实际上是舍弃了某测实测数值多次覆盖技术支持下也可以由其他测对分析分辨单元信息予以展示然而面对地表不匀影响情况若将多信息舍弃容易导致有用信息丧失因建议对不匀性异常予以保留通异常释对地质背景予以推断 释以往研究发现高分辨地电阻率法与瞬变场法对地电剖面有着不视电阻率前者视电阻率绝对值往往较引起异常差别较但两者都能够对地下地异常基趋势予以准确反映具有致性高分辨地电阻率法针对7火区5线视电阻率剖面如图所示释要參照测区地质实际情况般情况下硫磺沟火区煤层整体较厚各层煤都存烧由每层底板、顶板较破碎存严重地面坍塌现象因可以发现空洞区多可见冒落现象对电阻异常判断除依据电阻率值外还应对电阻率等值线地形、形态以及地表电性不匀程等进行全面评估与考虑并观测原始数据质量问题受火区空洞与松散冒落区电性差异不明显影响煤层由增温到烧期发生电阻率变化也难以明确基上述现象可以异常圈定将高阻区划坍陷区、空洞区低阻划高温区其也包括烧区3 钻孔验证钻孔验证是了译尽管已针对高分辨地电阻率法进行有效性前提性验证但由硫磺沟8火区地形、地质条件复杂多样存不程干扰现象不施工条件下地区试验结也呈现出明显差异性其不能够代表整火区情况因要通推断获得地质成释处理应量集地质将其与电性异常结合考虑用判断、衡量主要依据钻孔验证能够助了哪些判断是错误、哪些与地下火区空洞吻合与还能够有效评估地质成可信、野外可靠程等 成分析通高分辨地电阻率法获得了新疆硫磺沟火区不图件分别各火区视电阻率等值线剖面000比例图、地质异常物探异常列表释可以发现该地区空塌区面积、高温区面积前者是导致煤层然主要因素应避开空塌区及埋深较浅高温区保障施工安全5  结束语高分辨地电阻率法煤田火区空洞勘探运用反映出当前硫磺沟火区煤层然、塌陷较严重应加强治理今煤田获取空洞勘探工作要现有工作基础上有针对性有重布置工作量提高施工安全性参考献[]罗传华昌彦君郭宁宁等高分辨电阻率法云南岩溶地区地下水勘探应用[]工程地球物理学报0（3）005[]麻昌英柳建新郭荣等耦合有限单元法扩边直流电阻率勘探无单元Glrk法正演[]地球物理学报086（6）578588[3]杨庭伟张力卢超波等基高分辨直流电法隧道超前地质预报异常探测研究[]矿产与地质083（）337 相关热词 电阻率煤田勘探<