小煤窑采空区测定 2007.12
西安理工大学 杨农合
采空区瞬变电磁法勘查原理： 地下局部矿体被采出后,在岩体内形成有一定规模的空间,使周围的应力平稳状态遭受破坏,产生局部的应力集中,采空区顶板在上覆岩层压力的作用下,发生变形、断裂位移、冒落。在岩体内形成的冒落带、断裂带、变形弯曲带影响范围比原采空区要大,且直接影响其电性分布状况。由于地下水的充填及地表水沿裂缝向采空区渗漏,其电阻率将明显发生变化,与围岩电性形成较明显的差异。
由前述地球物理条件可知:采空区与围岩在电性上存在着较明显差异。在电阻率异常特征上表现为形成的视电阻率相对高、低不同。
    充水的断层破碎带,电阻率明显低于岩层的电阻率,电性标志明显。理论与实践证明当矿体被采空后,对应地层的导电性随采空区的塌陷程度及赋水情况不同,表现为相对较高的电阻率或较低的电阻率值(采空区充水) 。在瞬变电磁法视电阻率剖面图上表现为高阻(未充水) 或低阻(充水) 的明显异常。为瞬变电磁法勘探采空区提供了前提物理条件。

    1-3点黑线为正常的区域（没有采空），4-1点红线为采空但未充水呈现高阻。V2响应值低于正常值     1-3点黑线为正常的区域（没有采空），6-5点红线为采空充水呈现低阻。V2响应值高于正常值。
     通过测区所有的测点测道响应值做平面等值线图可以清楚的看出高低阻的分布状况，由于主要的目的是寻找采空区的边界和地质状况，而且测区的煤层分布的深度较浅，平面等值线图的只需要早期道的响应值就可完成定性的推断。
    在野外实地观测时，在测区边沿有3个小煤窑的入口，分别对应图中的A，B，C标志。通过测道响应值的平面等值线图的分析。从第5道的等值线图到第12道的等值线图, 可以看出，高低阻的早期和晚期响应位置变化相对稳定，因此可以划分为5个区域，B，C区域为低阻区，A和D区为高阻区，A和D区可能通过E区联通，若有E区存在，也是面积较小。
    定性推断B，C小煤窑有内部充水现象，或者发生了顶板破裂塌陷。A小煤窑内没有充水，顶板基本完好，可能通过E区联通D区。

    将各测点视深度为600m的对应视电阻率做视电阻率平面等值线图，可以圈定出异常的分布和走向。
    根据视深度为600m的视电阻率平面等值线图，重新圈定出异常的分布和走向如图所示。从图中可以看出与根据测道响应值的平面等值线划分的A，B，C，D，E异常区分布大致相同。新增加F区（5－9），F区为高阻。其它部分与原推断一致。
测量仪器：EMRS-2B型瞬变电磁勘探仪。
工作装置：3m重叠回线。
供电电流：1100-1200A，8次叠加，19.4ms，22测道。		  
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