礦井瞬變電磁技術(shù)資料解釋的方法研究

左蓉麗

（寧夏回族自治區(qū)煤田地質(zhì)局，寧夏 銀川 750011）

0 引言

瞬變電磁技術(shù)在地面應(yīng)用的基礎(chǔ)之上應(yīng)用到礦井中，在地面應(yīng)用良好的基礎(chǔ)上，在礦井中也取得了較好的應(yīng)用效果，但是也存在個別不準確的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象有可能是多方面因素引起的：干擾因素大，時深轉(zhuǎn)換模型不準確、水文等地質(zhì)資料的缺失等等。這就需要參考前人的解釋經(jīng)驗，對礦井瞬變電磁技術(shù)的解釋技術(shù)進行總結(jié)、歸納，找出圖件的規(guī)律所在，提取有用的信息，最后并且要通過驗證（一般情況下通過鉆孔驗證）。

1 礦井瞬變電磁法資料解釋所遵循的原則

一般情況下，在時深轉(zhuǎn)換之后，大多繪制視電阻率-深度的等值線圖：以測點為黃坐標，探測深度為縱坐標，視電阻率為所記錄的數(shù)據(jù)。只要數(shù)據(jù)在處理對時候比較準確，則繪制的圖形就能夠很直觀地描述出巖層的視電阻率變化特征，再結(jié)合探測區(qū)的地質(zhì)特征從而就判斷異常體（包括形態(tài)、埋深、走向等）。

話說如此，但是怎樣判斷異常體，也就是說怎樣判斷區(qū)分背景場以及所謂的異常需要遵循一定的原則。如若不然判斷異常體就成了一紙空談，所以需要先判斷背景值和異常值才能最后劃分出異常區(qū)域。

首先得確定背景值，確定背景值之前需要選擇背景值良好區(qū)域進行測量。根據(jù)長期積累的經(jīng)驗一般選擇厚度均勻，構(gòu)造不發(fā)育，沒有磁性的區(qū)域。而且該區(qū)域最好能夠滿足瞬變響應(yīng)衰減快，規(guī)律性好以及變化趨勢比較平緩。當然，選擇各種噪聲比較小的區(qū)域也是必須的，也就是說盡量避開各種干擾，例如盡可能的避開金屬物，減少人為活動等等。

上面介紹了怎樣選擇較好的區(qū)域測量，已達到背景值的平穩(wěn)，在數(shù)據(jù)處理結(jié)果得到之后就需要根據(jù)圖件確定背景值了，這里可結(jié)合多種方法判斷確定背景值：分析多測道圖確定背景值；觀察曲線的衰減程度確定背景值；當曲線比較復(fù)雜的時候；結(jié)合測區(qū)原有資料確定背景……如果該區(qū)的地質(zhì)條件比較復(fù)雜，可以考慮分區(qū)確定不同的背景值，也就是說不同區(qū)域確定不同的背景值，將問題細化，逐個解決。

背景值確定好之后就需要劃分異常區(qū)域，確定異常值了。異常值的確定得建立在背景值的基礎(chǔ)上確定，根據(jù)所確定的背景值結(jié)合圖件全出異常區(qū)域；如果有鉆孔資料，可結(jié)合鉆孔資料等，校正時深轉(zhuǎn)換的深度，然后根據(jù)鉆孔信息確定異常區(qū)域；假如一些比較明顯的異常是在礦井中是顯而易見的，例如一些金屬干擾會造成假異常，還有的礦井中直接會有涌突水，這就是明顯的異常，這在探測的過程當中都應(yīng)該有記錄的，因此，可以根據(jù)現(xiàn)場記錄確定異常區(qū)域；當然也可以結(jié)合地質(zhì)條件來判斷異常體從而確定異常區(qū)域。

2 礦井瞬變電磁技術(shù)資料解釋的方法

由于物探方法的解釋具有多樣性，也就是說多同一數(shù)據(jù)資料，不同的解釋人員甚至同一解釋人員也都會不同的解釋，這一般跟解釋人員的解釋習慣、知識水平、解釋的方法等都息息相關(guān)。為此為了提高最終成果解釋的準確性先提供一統(tǒng)一的解釋方法?，F(xiàn)將資料解釋分成三個階段，即資料解釋前的準備工作，資料解釋階段以及最后的總結(jié)。

在資料解釋之前需要詳細了解探測區(qū)域的各種地質(zhì)資料、水文地質(zhì)資料等，了解礦井的圍巖特征（包括巖性、圍巖視電阻率等等），掌握知道礦井周圍的地質(zhì)構(gòu)造（包括斷層、溶洞等等），還要知道地下水情況……總之，在資料解釋之前對探測區(qū)域資料掌握的越多對資料的解釋是越有幫助的，所以要盡可能的了解、掌握礦井的地質(zhì)信息。

在充分掌握礦井資料之后，就需要選擇合適的資料進行處理，一般情況下感應(yīng)電動勢呈指數(shù)衰減趨勢的都為效果較好的數(shù)據(jù)。資料處理后在視電阻率等值線圖中，通常情況下都選擇藍色表示視電阻率的低阻區(qū)域，紅色來表示視電阻率的高阻區(qū)域，而綠色以及黃色用來表示低阻與高阻的中間區(qū)域。Sufer繪制圖件過程中顏色的選擇有助于異常的劃分，顏色色標選擇合理會使視電阻率等值線圖清晰、直觀，便于資料的解釋。除此之外需要認清楚視電阻率等值線圖的橫坐標與縱坐標，一般情況下縱坐標表示深度，橫坐標表示礦井迎頭的測點布置，而視電阻率值即為坐標值。

充分了解圖件的基本特征后就可以觀察圖件，劃分圖件中的異常區(qū)域。例如，如果視電阻率等值線圖中低阻區(qū)域比較明顯，則可以先圈出低阻異常區(qū)域，然后再結(jié)合地質(zhì)資料進行更加詳細的分析，推斷異常形成的原因，并采用專業(yè)術(shù)語進行描述；如果低阻區(qū)域表現(xiàn)的不明顯，則可以根據(jù)其它圖件如：多測道圖、單點視電阻率圖等綜合分析，然后再結(jié)合地質(zhì)資料給出綜合推斷。

當異常劃分好之后就需要對異常區(qū)域進行詳細的描述，一般情況下不僅需要推斷出異常區(qū)域的位置（深度）、規(guī)模（尺寸和走向），還需要對異常造成的原因給與分析，對其能產(chǎn)生的危害給與評估，并能向施工方提供有價值的可行性建議。如指導(dǎo)鉆孔位置、評價異常體的危害程度等。

3 礦井瞬變電磁技術(shù)中異常體特征

瞬變電磁技術(shù)探測計算得到的是巖層與不良地質(zhì)體的視電阻率ρs，而不是圍巖與不良地質(zhì)體的真電阻率。因此，在制圖中采用的也是視電阻率，圖中是通過視電阻率的變化趨勢與形態(tài)來描述地質(zhì)體的地點特征的。通過視電阻率等值線圖之所以能夠區(qū)分、判斷各種不同的地質(zhì)體，是因為視電阻率對應(yīng)不同的異常體有著不同的變化趨勢及形態(tài)。

首先要明確，瞬變電磁技術(shù)對低阻體反映良好，分辨率很高，一般情況下都能清晰直觀的描述出低阻異常體的準確位置以及形態(tài)等等，而且瞬變電磁技術(shù)穿透能力強，不受高阻層的屏蔽。所以，礦井瞬變電磁技術(shù)對于含水的不良地質(zhì)體的反映較為準確。因為地下水相對于圍巖來說是低阻，反映是比較明顯的。而對不含水的異常體一般需要通過結(jié)合該區(qū)的地質(zhì)資料綜合判斷。

對于礦井中正常的巖層、地質(zhì)體而言，其視電阻率的等值線圖一般都是以直線形態(tài)呈現(xiàn)出來的，而且其視電阻率的變化情況一般都是隨著深度的增大也逐漸地增加。

由于瞬變電磁技術(shù)最終計算得到的是視電阻率ρs，所以視電阻率等值線圖上所反映出來的異常體的范圍也不一定完全吻合，通常情況下都存在差異的，但是大致形態(tài)與位置一般都是比較準確的。上述的介紹的集中異常體的特征也只能作為礦井瞬變電磁技術(shù)解釋過程中的一種參考與幫助，但具體形態(tài)特征還根據(jù)不同的探測儀器有所不同，都需要根據(jù)具體問題具體分析。

4 結(jié)束語

總之，在礦井瞬變電磁技術(shù)解釋的時候需要結(jié)合探測區(qū)域的地質(zhì)巖性特征、水文定制特征、鉆井情況等，根據(jù)具體情況綜合的給與推斷解釋，并在今后的解釋中不斷積累，提高自身解釋經(jīng)驗也十分必要。

[1]李貅.瞬變電磁測深的理論與應(yīng)用[M].陜西科學技術(shù)出版社,2002.

[2]牛之璉.時間域電磁法原理[M].中南工業(yè)大學出版社,1992.

[3]陳樂壽,王光鍔.構(gòu)造電法勘探[M].中國地質(zhì)大學出版社,1991.

[4]樸化榮.電磁測深法原理[M].地質(zhì)出版社,1990.

[5]張紀勛,范志平.瞬變電磁技術(shù)在巷道超前探測中的應(yīng)用[J].中國煤田地質(zhì)，2006(03).