综合物探解决黄土区煤田复杂地质问题

山西某矿位于构造堆积盆地，属黄土匠陵地貌，区内被第四系黄土覆盖，为解决该矿地质构造及水文地质问题，采用三维地震勘探与瞬变电磁法、直流电测深法相结合的勘探方案。利用三维地震勘探解决目的层赋存形态及其地质构造问题，再利用瞬变电磁法进行平面控制，以使平面及深度解释误差达到勘探要求；应用直流电测深法及瞬变电磁进行勘探，在正反演解释的基础上对其资料综合分析、对比，并结合三维地震资料，确定地质构造的富水及导水性。     

三维地震及电法综合勘探在晋西北黄土区的应用

晋西北某矿井位于吕梁山黄土塬区,为年产500万t的特大型在建矿井,为查明首采区煤层赋存条件、地质构造情况、以及奥灰与主要含水层的富水性,对该区进行了三维地震及电法综合勘探。其中三维地震勘探查明了勘探区内4#、9#煤层的埋藏深度和起伏形态,解释断层18条,陷落柱4个,褶曲1条,煤层倾角大于15°的区段1处;运用瞬变电磁法结合直流电测深法查明K6、K5砂岩富水异常29处、4#、7#、9#煤顶板岩层富水异常51处,奥灰顶界面-100m富水异常18处。三维地震及电法的综合勘探,不仅解释了该区主要煤层的厚度变化趋势及基岩面和奥灰顶界面深度变化情况,还对落差大于5m断层、直径大于25m陷落柱、煤层、奥灰水以及主要含水层的富水情况、导通关系及相互间的水力联系进行了分析,其结论为解决矿井建设和开采中的地质难题,提供了可靠的地质信息。     

综合物探技术在探测新生界"天窗"中的应用

利用三维地震勘探方法进行精确定位,瞬变电磁、电测深法综合解释验证的方法,对潞安集团司马矿第四系含水层组底部粘性土隔水层缺失形成的"天窗"区进行探测,并结合区域水文地质规律及矿井水文地质条件,对其富水性进行解释.首先利用"天窗"区内有无反射波的特性圈定其位置以及深度,再用对电阻率变化反应灵敏,分层明显的瞬变电磁法进行平面控制,然后用电阻率测深法进行深度控制,最终确定"天窗"的分布位置.     

综合物探技术在探测煤矿采空区及其富水性中的应用

在分析采空区及积水区地震地质条件及电性条件的基础上,利用三维地震勘探方法,瞬变电磁、电测深及三极剖面法进行综合勘探,以解决山西阳煤集团开元矿老空区范围、富水性及补给通道.勘探结果表明13#和19#采空区的面积分别为0.208km2、0.07km2,积水区都集中在东南角,其砂岩裂隙都呈南北条带状分布,地下水沿砂岩裂隙向采空区积水.     

综合物探方法在厚覆盖层地区勘查地下水源的应用实例

在新郑热电厂水源地勘察中,利用地震勘探、直流电法与瞬变电磁法相结合的综合勘探方法,成功地查清了厚覆盖层下的地质构造,圈定了含水岩溶带,确定了井位,解决了供水问题。     

基于两层含水采空区瞬变电磁场数值模拟的拟地震偏移成像

瞬变电磁法是探测煤田采空区的一种有效方法。瞬变电磁拟地震处理解释方法研究日渐成为电磁勘探领域的热点并且取得了突破性进展,所以可以把瞬变电磁拟地震处理解释运用到煤田采空区的探测中来提高勘探精度。文中在瞬变电磁三维时域有限差分数值模拟两层含水采空区模型的基础上,运用预条件正则化共轭梯度算法实现了瞬变电磁扩散场到虚拟波场的稳定转化,并对虚拟波场进行了脉冲压缩处理;最后通过克希霍夫积分解,对虚拟波场进行延拓成像,实现了两层含水采空区模型的三维解释。     

利用三维地震及瞬变电磁法探查老窑、采空区

煤矿采空区富含水或瓦斯而对煤矿安全生产构成事故隐患，三维地震勘探技术可查明落差5m以上的断层、直径大于20m的陷落柱，控制采空区边界，其平面位置误差不大于20m，是探测煤层采空区边界行之有效的手段。瞬变电磁法可查明含水地质体如岩溶洞穴与通道、煤矿采空区、深部不规则水体等。利用三维地震结合瞬变电磁法探查显德旺矿老窑、采空区破坏范围及积水情况，取得了可喜的成果。     

综合物探技术在煤系上覆薄硬岩矿区的应用初探——以山西潞安集团司马矿区为例

山西潞安集团司马矿区东高西低,西部延至长治盆地,矿区水系发育。主采3#煤层埋藏较浅,层位稳定。新生界不整合于下伏基岩之上,厚度变化较大,属典型的薄硬岩煤矿区。为准确提供矿区煤炭开采上限的地质依据,采用了综合勘探技术,其中利用三维地震勘探技术追踪新生界底面反射波及第四系"天窗"位置,利用直流电法与瞬变电磁法提供电性分层,并对其解释结果进行相互印证。勘探实例表明,三维地震勘探、电法勘探与钻探的综合运用不仅可解决薄硬岩煤矿区新生界厚度、含水层富水性及第四系缺失等问题,还可提供新生界含水层与基岩含水层之间的水力联系、制约因素等资料。     

瞬变电磁方法在山西某煤矿区水患调查的应用

由于历史原因,煤炭资源整合矿区老窑采空区分布及积水情况不清,成为煤矿安全生产的重大隐患。利用煤炭采空区电性特征,选择以瞬变电磁勘探为主的大面积勘探,可以发挥其高效率、高精度的特点,辅以其它勘探手段进行综合勘查,能快速有效地确定采空区的位置及赋水情况。本次研究是采用瞬变电磁勘探为主的勘探方法对山西一煤矿区水患情况进行调查。首先根据矿区的测井资料对地电条件进行分析,通过针对性的试验,选择合理的施工参数。利用多种方法将采集数据进行处理分析,得到反应不同地质特征的剖面及平面图件,特别是利用专用软件得到煤层富水性目标分析对比图,更明确直观地反应采空区的位置及富水性。此次水患调查,基本查明了矿区内采空区及积水区位置、范围等情况,部分分析成果得到钻孔验证,证明采用瞬变电磁法勘探为主的勘查手段,在本矿区进行水患调查成果显著,为矿井的水患防治工作提供了可靠的资料依据。     

综合勘探技术在采空区探测中的应用

以某整合矿井为例,提出了地面与井下物探相结合方法,即:首先通过三维地震勘探圈定采空区分布,在此基础上选择某一采空区作为地面瞬变电磁法工作区,验证采空区的含水性,最后通过井下瞬变电磁法及钻探实现对异常区域的精确定位。某采空区探测实例表明:三维地震勘探方法对地层连续信息反映明显,可较好的确定采空区的位置及深度,但对富水性无法解释;瞬变电磁法对低阻异常灵敏,可准确反映含水异常的范围;井瞬变电磁法及钻探因离异常距离较近,可更好的获得地层信息,对异常位置的确定更为可靠。     

综合物探在我省煤矿生产中的应用

河北局从1955年于开滦建立了我国第一个煤田地震勘探队和电法队以后,进行了大量的方法研究及技术积累,其综合勘探技术水平有了很大的提高。特别是在解决煤矿复杂地质构造及水文地质问题方面,取得了较好的地质效果。到目前为止,已经做了百余个针对破碎带、断层、陷落柱导水、突水通道检测、小窑采空区积水和煤系地层含水层分布等方面的地质勘探工作,积累了丰富的经验。实践证明,综合勘探技术在河北省找煤、矿井水文地质勘探以及环境地质、灾害地质等方面发挥着越来越大的作用。     

三维地震勘探技术在淮北矿区的应用

淮北矿区地处华东腹地,其采区地震勘探虽具有良好的激发条件及较高的煤层反射波能量,但因地质构造复杂、煤层数多、深层反射信噪比低、新生界地层厚度大及地面障碍物遍布等原因,致使三维地震勘探困难较大。通过开展高密度三维地震勘探及岩性勘探,综合利用波阻抗反演、叠前时间偏移与叠前深度偏移等新技术手段,在淮北矿区成功地进行了煤层厚度预测、岩浆岩侵蚀带预测及小断层对比等,为煤炭安全高效开采及枯竭矿山接续提供了可靠的地质资料。根据淮北矿区10多年来三维地震勘探的实践经验,指出了采区勘探中依然存在的问题,并提出了解决这些问题的方法。     

煤矿浅埋老窑采空区多梯度剖面装置探测研究

以内蒙某露天煤矿的地质特征为依据,建立二维正演模型,利用改进的高密度电法装置——多梯度剖面装置进行采空区在埋深、充水性、规模等不同条件下的正演响应分析,总结出高、低阻模式下异常响应都会随采空区深度的增加表现为幅度减少,且埋深大于采空区直径的3～5倍时,其正演剖面上难以显示出异常特征。以煤层顶板为30m的数据进行反演,发现高阻异常的反演结果与理论模型在位置、宽度、顶部埋深和电阻率值方面吻合程度较高;而充水采空区,异常的规模存在一定误差。内蒙某露天煤矿的勘探实例,验证了多梯度剖面装置在浅埋采空区勘探中,可以取得较理想效果,特别是对不充水采空区,其准确度更高。     

综合物探在煤田自燃区勘查中应用效果分析

在陕北神府矿区石窑店井田煤层自燃勘查中,依据勘查区地质特征,采取了"放射状"不规则网状高精度磁测扫面结合二维地震剖面相结合的综合物探方法,其中高精度磁测扫面确定自燃边界,二维地震剖面解释煤自燃层位。通过对两种物探勘查方法取得的资料进行分析、对比和综合研究,确定该井田2-2煤层存在自燃现象,并圈定了自燃边界。经钻孔验证,综合物探解释的边界和埋藏深度精度较高,其中埋深误差小于8.7m。该区的勘探结果表明采用高精度磁测和二维地震勘探相结合的物探方法,能够准确的圈定煤层自燃边界,为煤矿开发和采掘设计提供可靠的地质信息。     

瞬变电磁法在探测宏石煤矿采空区中的应用

山西省灵石县宏石煤矿是由四家独立的小煤矿整合而成的新型股份制煤矿,区内可采煤层为5层。由于前期的开采,遗留下大量的采空区及小窑。为查清采空区范围及其富水状况,采用瞬变电磁法对矿区实施了矿井水文地质补充勘查工作。根据现有物探资料可知,该区的视电阻率曲线类型为HA型,其中第四系底界面为低阻分界面,奥陶系石灰岩的顶界面为高阻界面。通过建立已知充水与未充水采空区的地电模型,总结出该区煤层采空充水区与导水断层裂隙带的电阻率变化规律,并以10、17、25Ω·m作为确定各煤层采空区与断层强、中、弱富水性的阈值,推断出2号、4号、6号、9号、10号各煤层采空区范围及富水性。经验证,解释结果与实际基本相符。     

瞬变电磁法勘探在煤层采空积水区的应用

山西翼城某矿在巷道掘进时,发现煤壁挂汗,巷道渗水等现象,疑为采空破坏区。为查明勘探区内是否存在采空破坏区及导水断层、陷落柱等构造,圈定煤层积水区及其范围,对该区进行了瞬变电磁法勘探。数据采集使用美国ZONGE公司的GDP-32II电法仪器,采用大定源中心回线方法施工测线11条,经资料处理和解释,在勘探区内没有发现较大的断层和陷落柱,仅在勘探区西南角一处推断存在采空区(积水),另外圈出3处富含水区,3处含水区。该勘探成果为解决矿井建设和开采中的地质难题,提供了可靠的地质信息。