各種電法勘探方法的特點(diǎn)與應(yīng)用探討

王 斌

(青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 西寧 810000)

電法勘探主要依據(jù)的條件就是地下巖層的電學(xué)性質(zhì)差異，對(duì)巖石導(dǎo)電性進(jìn)行研究對(duì)于了解電法勘探原理較為有利。在實(shí)際的勘探工作中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)地質(zhì)任務(wù)的地電條件，科學(xué)選擇方法充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，通過多種方法的綜合應(yīng)用，達(dá)到最佳的勘探效果。

1.煤礦電法勘探方法的主要特征分析

1.1 電阻率法的主要特點(diǎn)

電阻率法的相關(guān)理論較為完善，并且技術(shù)較為成熟，但在資料解釋方面則相對(duì)比較簡單。電阻率法是一種體積勘探的方法，該方法對(duì)于淺層地質(zhì)異常體有著較強(qiáng)的分辨能力，然而一旦勘探深度在不斷增加的話，那么其分辨率就會(huì)逐漸下降;電阻率法對(duì)于低阻、高阻地質(zhì)異常體的反映均良好，但是淺部高阻屏蔽可能對(duì)其產(chǎn)生較大的影響，在地表干燥地區(qū)工作并不具備優(yōu)勢(shì);［1］電阻率法通過對(duì)供電極距離的提升來使勘探深度得以提高，但由于受到地形的影響較大，其在復(fù)雜地形礦區(qū)的勘探工作并不適合，并且其有著較大的勞動(dòng)強(qiáng)度，生產(chǎn)效率相對(duì)也并不算高。

1.2 瞬變電磁法主要特點(diǎn)

對(duì)斷電后的純二次場(chǎng)進(jìn)行觀測(cè)，能有效克服一次場(chǎng)補(bǔ)償?shù)葟?fù)雜問題，地形方面因素對(duì)該技術(shù)的影響并不大;單脈沖激發(fā)可以得到多信息的順變電場(chǎng)衰減曲線，利用多次疊加及加大發(fā)射功率，能有效提升信噪比，從而加強(qiáng)勘查的深度。此外，通過不接地回線裝置的應(yīng)用，能使其在不同地形環(huán)境下的野外工作就較為適合，特別是采用直流電法難以開展施工作業(yè) 的沙漠干旱區(qū)域。由于瞬變電磁法探測(cè)的深度受到儀器與電阻率的采樣時(shí)間等因素的影響，可以通過儀器采樣時(shí)間與發(fā)送功率的調(diào)節(jié)，從實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)區(qū)域的控制。［2］不僅如此，瞬變電磁法還能利用多種裝置方式來提升縱向與橫向的分辨能力，其對(duì)于發(fā)送回線的點(diǎn)位、方位以及現(xiàn)狀并沒有太高的要求，并且測(cè)地工作簡單，可以通過流水作業(yè)來提高效率;在低阻圍巖區(qū)域工作時(shí)，由于需要進(jìn)行多道觀測(cè)，早期場(chǎng)地形影響分辨起來較為容易。

1.3 CSAMT 法的主要特點(diǎn)

相比于直流電法勘探法，CSAMT 法可以在干擾較強(qiáng)的區(qū)域及外圍進(jìn)行工作，通過改變頻率但不改變幾何尺寸進(jìn)行電測(cè)探，可以有效提高工作效率，緩解工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，通過接收頻點(diǎn)的增加及整條斷面反演的應(yīng)用，在一定程度上提升了分辨能力。地形對(duì)其的影響相對(duì)來說要小一些，可以將這方面的影響降到最低。該方法采用變電磁場(chǎng)，可以穿透高阻層，對(duì)于一些難以采用直流電法探測(cè)的高阻薄層之下的地質(zhì)體，通過這一方法則可以取得良好的效果。然而CSAMT 法也存在一定的局限性，其在近場(chǎng)區(qū)可能會(huì)發(fā)生近場(chǎng)效應(yīng)，而且其還可能存在靜態(tài)效應(yīng)。

2.煤礦電法勘探方法的應(yīng)用分析

電法勘探方法在煤礦中的應(yīng)用非常廣泛，其主要負(fù)責(zé)勘查煤炭資源等方面的地質(zhì)任務(wù):第一，對(duì)煤系地層、儲(chǔ)煤構(gòu)造以及含煤盆地等分布區(qū)域的圈定，從而提供出煤系上覆或新生界的地層厚度，以及提供煤系埋藏深度與基地起伏等情況;第二，對(duì)落差較大或褶曲的斷層位置進(jìn)行有效的控制;［3］第三，在薄覆蓋區(qū)對(duì)隱伏煤層露頭的位置進(jìn)行追蹤;第四，對(duì)自燃煤層正在燃燒的邊界、范圍或火燒區(qū)進(jìn)行圈定。

當(dāng)前，電法勘探方法逐漸從以往的找煤工作角色過渡到煤礦的安全生產(chǎn)與高效生產(chǎn)方面，負(fù)責(zé)進(jìn)行水文地質(zhì)、煤礦地質(zhì)上的主要地質(zhì)任務(wù)。第一，對(duì)工作區(qū)域的形態(tài)構(gòu)造進(jìn)行勘探，以及對(duì)褶皺、斷層等地質(zhì)構(gòu)造的產(chǎn)狀進(jìn)行勘探，從而對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的布展與延展方向進(jìn)行追蹤，為研究水文地質(zhì)問題及劃分水文地質(zhì)單元提供科學(xué)的地質(zhì)材料;第二，對(duì)礦區(qū)隔水層與含水層的產(chǎn)狀、層厚以及埋深等情況進(jìn)行勘探;第三，對(duì)采區(qū)主要的控水構(gòu)造以及裂隙、巖溶發(fā)育帶等所在位置進(jìn)行探明，同時(shí)評(píng)價(jià)其富水性;第四，對(duì)采煤下作面頂、掘進(jìn)巷道前方隱伏的含水體與導(dǎo)水通道位置進(jìn)行探明;［4］第五，對(duì)老窯采空區(qū)進(jìn)行探明，從而進(jìn)一步確認(rèn)采空區(qū)的積水情況;第六，開展防治水工程質(zhì)量的評(píng)估，例如檢測(cè)注漿效果等。

為了充分提高電法勘探的效率與精度，在采區(qū)進(jìn)行三維地震勘探時(shí)應(yīng)當(dāng)采用水文電法勘探方法，其能夠有效提升水文勘探的準(zhǔn)確性與安全性。主要煤礦電法勘探方法的應(yīng)用如下:第一，直流電法通常應(yīng)用在深度＜500m 的淺部水文勘探地帶，如采空區(qū)、巖溶、斷層裂隙帶以及覆蓋層厚度等;［5］第二，瞬變電磁探測(cè)法主要應(yīng)用在深度＜1km 的中深部水文勘探地帶，如采空區(qū)、斷層裂隙帶、砂巖富水區(qū)以及巖溶裂隙等;第三，CSAMT 法主要應(yīng)用在深度在1.5km 左右的中深部水文勘探，如低熱、砂巖富水區(qū)、巖溶裂隙以及斷層裂隙帶等。

結(jié)語

電法勘探方法依據(jù)電磁場(chǎng)時(shí)間特性可以分為脈沖瞬變場(chǎng)法、直流電法以及CSAMT 法等。不同的電法勘探方法有著不同的特點(diǎn)與應(yīng)用層面，因而只要針對(duì)具體的煤礦問題具體分析，選擇科學(xué)的電法勘探方法或綜合應(yīng)用不同的方法，才能獲得最準(zhǔn)確、最可靠的勘探結(jié)果。

［1］方仁培，李祥征.淺析金屬礦電法勘探技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展［J］.中國城市經(jīng)濟(jì)，2010，05:13－15.

［2］曹靜，吳燦燦，李雪，劉浩，王芳，張功瑾.淺談幾種常用電法勘探的原理及優(yōu)點(diǎn)［J］.科技資訊，2009，18:37.

［3］劉英，姜文龍，陶飛.不同電法勘探方法在探測(cè)采空區(qū)等地質(zhì)體中的比較［J］.山東煤炭科技，2009，05:80－82.

［4］宋勁.煤礦沖刷帶探測(cè)中的高密度電法勘探方法［J］.河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2014，04:441－446.

［5］劉艷紅.綜合電法勘探技術(shù)在野外工作中的應(yīng)用［J］.工程地質(zhì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2011，01:8－11.