电法勘探范文

电法勘探范文（精选9篇）

电法勘探 第1篇

1 工区概况

拟新建场地位于通海县杨广凤山近山顶通海县杨广小学校园西南侧斜坡平台上。凤山地处通海断陷湖盆区东南部,为局部凸出的小山包,方圆不足300.00m,高度近40.00m,整座小山包均为石山,山上灌木旺盛,绿化较好;拟建男生宿舍位置处于近山顶南端斜坡平台上,其南面约6.00m处即为陡坎,陡坎高(突出地形的高度)约23.00m,地面为平台,大部出露完整岩层,靠东偏南地段局部分布堆填土,挡墙最高处约2.50m;场地出露的岩层为泥盆系中上统(D2+3)白云质灰岩,风化程度中等。

2 地球物理特征

杨广小学男生宿舍地基范围出露地层为泥盆系中上统(D2+3)白云质灰岩、第四系及回填物。

根据相似测区及该区实测资料统计分析,强风化灰岩视电阻率值小于1000Ωm;出露岩溶上部为空洞,下部充泥,充泥部分电阻率小于1000Ωm;其他区域电阻率值大于1000Ωm,为中风化灰岩区段。

3 工作原理简介

因不同构造破碎的含水性,其电阻率与岩体完整区存在明的电性差异,故可根据其电阻率与围岩相对较低的特征探测其富存情况。高密度电法勘探的工作原理是:将直流电通过接地电极A、B供入地下,形成稳定的人工电场,在该电场内适当距离的M、N两点上观测这两点间的电位差和电流强度,获得该电场内测点处介质的电阻率。固定供电极距,可在地表观测某测线上水平方向的电阻率变化情况,从而可了解地层的某一深度介质的电阻率横向变化的情况,改变供电极距,可了解不同深度介质的电阻率变化情况。高密度电法通过对位于同一测线上的大量电极的计算机控制转换测量,使工作效率及测量精度大大提高。在与探测对象走向垂直的方向上布置测线,测线上安装多根电极,根据不同的方法及装置对电极的需求用程控多路电极转换器进行切换,测出测线各位置在各深度上的电阻率。

电法测线采用非等距不规则测网,测线尽量重直出露岩溶延伸方向的原则进行布置。本次测量采用高密度三维电法,按2m5m矩形网格布置电极(见图1)。

4 资料处理及分析

对采集的得到的数据,用Res3dinv软件进行反演,反演得到勘探区域内的xY平面和xZ平面的切片图。(详见图2和图3)

从图2分析,(x=28～36m,y=0～15m,z=0～0.9m)由于电极极距最小为2m,在出露岩溶空洞区域未见相对高阻异常;(x=0～24m,y=0～15m,z=0.90～1.93m)的相对低阻异常区域由强风化灰岩引起,(x=28～36m,y=0～15m,z=0.90～1.93m)、(x=38～42m,y=0～15m,z=0.90～1.93m)呈条带状相对低阻异常区域由岩溶发育引起;(x=0～22m,y=0～15m,z=1.93～3.13m)的相对低阻异常区域由强风化灰岩引起,(x=30～34m,y=5～15m,z=1.93～3.13m)、(x=37～42m,y=0～15m,z=1.93～3.13m)呈条带状相对低阻异常区域由岩溶发育引起;(x=0～22m,y=7～15m,z=3.13～4.49m)的相对低阻异常区域由强风化灰岩引起,(x=30～34m,y=8～15m,z=3.13～4.49m)、(x=38～42m,y=0～12m,z=3.13～4.49m)区域呈条带状相对低阻异常区域由岩溶发育引起;z=4.49～15.1m层段相对低阻异常范围基本不再发育。综合各深度xy切片图,相对低阻异常从浅至深发育范围呈由大变小趋势发育,埋深6m以下不再发育。

从图3分析。(x=2～25m,y=0～5m,z=0～2.7m)相对低阻异常区域由强风化灰岩引起,(x=28～34m,y=0～5m,z=0～2.2m)、(x=38～44m,y=0～5m,z=0～3.4m)相对低阻异常区域由岩溶发育引起;(x=0.7～26.1m,y=5～10m,z=0～4.5m)相对低阻异常区域由强风化灰岩引起,(x=29～35.5m,y=5～10m,z=0～3.9m)、(x=38～45m,y=0～5m,z=0～4.9m)相对低阻异常区域由岩溶发育引起;(x=0.7～24m,y=10～15m,z=0～4.6m)相对低阻异常区域由强风化灰岩引起,(x=30～35m,y=10～15m,z=0～5m)、(x=36.3～37.8m,y=10～15m,z=0～4.4m)相对低阻异常区域由岩溶发育引起。

平面成果:根据勘探区域响应视电阻率xy、yz切片图,推断岩溶影响范围发育在测区西北面,呈两个条带状展布。Ⅰ号岩溶发育影响范围分布在(x=28～33.2m,y=0m)、(x=28～33.7m,y=5m)、(x=29.1～34.8m,y=10m)、(x=30～34.3m,y=15m)区间内,呈条带状展布,发育深度6m以浅。Ⅱ号岩溶发育影响范围分布在(x=38.5～43m,y=0m)、(x=38～44.8m,y=5m)、(x=36.3～39.7m,y=10m)、(x=36.8～39.8m,y=15m)区间内,呈条带状展布,发育深度5m以浅。(见图4)

根据本次物探成果,施工单位对岩溶发育区段进行挖掘和灌浆,勘探成果与实际情况吻合。

5 结语

(1)三维高密度电法勘探xy切片可以直观反映岩溶异常的平面分布情况,通过地基挖掘验证了本次三维高密度勘探的准确性;

电法勘探 第2篇

一、引言

电法勘探方法可以追溯到19世纪初P.Fox在硫化金属矿上发现自然电场现象，至今已有100多年的历史。我国电法勘探始于20世纪30年代，由当时北平研究院物理研究所的顾功叙先生所开创。经过70余年的发展，我国的电法勘探无论在基础理论、方法技术和应用效果等方面都取得了巨大的进展，使电法成为应用地球物理学中方法种类最多、应用面最广、适应性最强的一门分支学科。同时，经过广大地球物理工作者不懈努力，在深部构造、矿产资源、水文及工程地质、考古、环保、地质灾害、反恐等领域，电法已经和正在发挥着重要作用。限于篇幅，本文仅对其中几种主要方法，如高密度电法、激发极化法、CSAMT、瞬变电磁法和地质雷达等作简要介绍，并就这些方法在水文和工程地质中的应用进行阐述，供广大水文和工程地质、工程物探人员参考。

二、高密度电法

高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法，其原理与普通电阻率法相同，所不同的是在观测中设置了高密度的观测点，是一种阵列勘探方法。关于阵列电法勘探的思想源于20世纪70年代末期，英国人设计的电测深偏置系统就是高密度电法的最初模式，20世纪80年代中期日本借助电极转换板实现了野外高密度电法的数据采集。我国是从20世纪末期开始研究高密度电法及其应用技术，从理论方历年真题解析免费获取尽在：http:///jianzaoshi2/

法和实际应用的角度进行了探讨并完善，现有中国地质大学、原长春地质学院、重庆的有关仪器厂家研制成了几种类型的仪器。

高密度电法野外测量时将全部电极（几十至上百根）置于剖面上，利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。与常规电阻率法相比，高密度电法具有以下优点：

１电极布置一次性完成，不仅减少了因电极设置引起的故障和干扰，并且提高了效率；

２能够选用多种电极排列方式进行测量，可以获得丰富的有关地电断面的信息；３。野外数据采集实现了自动化或半自动化，提高了数据采集速度，避免了手工误操作。此外，随着地球物理反演方法的发展，高密度电法资料的电阻率成像技术也从一维和二维发展到三维，极大地提高了地电资料的解释精度。

高密度电法应用领域比较广，尤其在水文和工程地质勘查方面，主要有：底青云（2002）、吴长盛（2001）、郭铁柱（2001）、董浩斌（2001）等使用高密度电法在水库大坝的坝体稳定性评价、坝基渗漏勘查、堤坝裂缝检测上见到了好的应用效果；严文根（2002）将高密度电法用在电厂大坝的基岩面起伏及其强度特性评价上；王文州（2001）、王玉清（2001）、侯烈忠（1997）等将高密度电法用在高速公路高架桥、高层建筑选址、机场跑道的地基勘探中；郭秀军（2001）采用高密度电法探测防空洞、涵洞、溶洞、地下局部不明障碍物等物历年真题解析免费获取尽在：http:///jianzaoshi2/

理性质有别于周围介质的地下有形体；杨湘生（2001）在湘西北岩溶石山区找水中应用高密度电法确定最佳井位方面取得了好的效果；解爱华（2003）采用高密度电法与瞬态瑞雷面波法完成了国际机场扩建工程中的岩土工程勘察问题，查明古河道、墓穴和洞穴的分布及埋深，利用土层的剪切波速划分场地类别。此外，何门贵（2002）、刘晓东（2001）、王士鹏（2000）在寻找地下水、管线探测、查明采空区、调查岩溶及地质灾害等工程物探中使用了高密度电法。

三、激发极化法

在电法勘探中，当电极排列向大地供入或切断电流的瞬间，在测量电极之间总能观测到随时间缓慢变化的附加电场，称为激发极化效应。激发极化法（或激电法）就是以岩、矿石激发极化效应的差异为基础来解决地质问题的一类勘探方法。激电法是20世纪50年代末在我国开始研究和推广的，早期是以直流（时间域）激电法为主，20世纪70年代初开始研究交流（频率域）激电法——主要是变频法，20世纪80年代初又开始对频谱激电法进行研究，也就是研究复视电阻率随频率的变化——即复视电阻率的频谱。由于该方法测量的是二次场，具有不受地形起伏和围岩电性不均匀的影响、可测量的参数多等优点。

在实际地质应用方面，初期的激电法主要用于勘查硫化金属矿床，后来发展到诸多领域，如氧化矿床、非金属矿床、工程地质问题等。近年来，激电法找水效果十分显著，被誉为“找水新法”。早在历年真题解析免费获取尽在：http:///jianzaoshi2/

上世纪60年代，国外学者Victor Vacquier（1957）等提出了用激电二次场衰减速度找水的思想。在该思想的启迪下，我国也开展了有关研究，并将激电场的衰减速度具体化为半衰时、衰减度、激化比等特征参数，这些参数不仅能较准确地找到各种类型的地下水资源，而且可以在同一水文地质单元内预测涌水量大小，把激电参数与地层的含水性联系起来。目前，我国已有北京地质仪器厂、重庆地质仪器厂和山西平尧地质仪器厂生产出适合寻找地下水的仪器。

在找水方面的具体应用有：杨进（1997）用回归系数的显著性检验及回归预测方法预报了地下涌水量；姜义生（2000）使用双频激电法不仅解决了居民饮用的地下水源，而且解决了干扰地下施工的漏水带；龙凡（2002）使用激电法中视激化率和半衰时参数在砂页岩地区、灰岩地区、花岗岩地区和玄武岩地区找到了地下水资源，并且用回归直线法预测了单井涌水量；王聿军（2001）使用激电法在贫水山区进行找水；王俊业（2000）用激电参数和电阻率参数对地层的富水性进行评价，取得了好的结果；李金铭（1993）、金学名（1993）使用激电法的偏离度参数寻找地下水资源；李茂塔（2001）、李金铭（1990、1994）对激电法找水的基础理论进行了研究；周立功（2001）使用激电法在重力土坝稳定性检测中查明最大下沉段堤下介质赋水情况。

值得一提的是，利用激电法找水或确定地层的含水性，最好与高密度电阻率法相结合，这样可以降低地球物理解释的多解性，提高找水的成功率。高密度电阻率法在确定高阻或低阻地质体具有优越性，历年真题解析免费获取尽在：http:///jianzaoshi2/

但低阻地质体并不代表富含地下水，可能是由于泥岩引起地层的电阻率下降。这时，可以通过使用激电法来区分含水地层和泥岩，因为激电二次场与岩石的孔隙有关，在纯粹泥岩中极化率比较小，在含水砂砾岩中极化率比较大，此外二次场的衰减速度也与孔隙的大小、形状和宽窄有关，这就是激电法找水的机理所在。

四、可控源音频大地电磁法（CSAMT）

可控源音频大地电磁法是在大地电磁法（MT）和音频大地电磁法（AMT）基础上发展起来的一种可控源频率测深方法。CSAMT是1975年由Myron Goldstein提出，它基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组建立了视电阻率和电场与磁场比值之间的关系，并且根据电磁波的趋肤效应理论得出电磁波的传播深度（或探测深度）与频率之间的关系，这样可以通过改变发射频率来改变探测深度，达到频率测深的目的。目前，已商业化的CSAMT仪器是由加拿大凤凰公司与美国宗基公司研制的。

CSAMT采用可控制人工场源，测量由电偶极源传送到地下的电磁场分量，两个电极电源的距离为1～2km，测量是在距离场源5～10km以外的范围进行，此时场源可以近似为一个平面波。由于该方法的探测深度较大（通常可达2km），并且兼有剖面和测深双重性质，因此具有诸多优点：第一，使用可控制的人工场源，测量参数为电场与磁场之比——卡尼亚电阻率，增强了抗干扰能力，并减少地形的影响。第二，利用改变频率而非改变几何尺寸进行不同深度的电测深，提高历年真题解析免费获取尽在：http:///jianzaoshi2/

了工作效率，一次发射可同时完成7个点的电磁测深。第三，探测深度范围大，一般可达1～2km.第四，横向分辨率高，可以灵敏地发现断层。第五，高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻层。与MT和AMT法相同，CSAMT法也受静态效应和近场效应的影响，可以通过多种静态校正方法来消除“静态效应”的影响。

CSAMT法一出现就展示了比较好的应用前景，尤其是作为普通电阻率法和激发极化法的补充，可以解决深层的地质问题，如在寻找隐伏金属矿、油气构造勘查、推覆体或火山岩下找煤、地热勘查和水文工程地质勘查等方面，均取得了良好的地质效果。在地下水资源方面，CSAMT法适合寻找深部的基岩裂隙水：石昆法（1999）使用CSAMT法在灰岩中寻找断层，并打出了地下水；郭建华（1995）用CSAMT法在干旱地区寻找地下水资源及探测隐伏构造；蒋达龙（1994）用CSAMT法发现地下热水资源；底青云（2001）结合CSAMT法和高密度电法探测深层和浅层的地下水资源；底青云（2002）使用CSAMT法查找矿山顶板涌水隐患；严盛新（2003）用CSAMT法在沙漠腹地寻找地下水资源；吴璐苹（1996）用CSAMT法在山区、半山区等地质条件复杂地区进行找水。此外，CSAMT法在工程勘探中的坝体渗漏调查、国家南水北调工程西线的地质勘查、小浪底水利工程等项目，都可以发挥良好的作用，如刘录刚（2004）用CSAMT法在雁门关隧道中进行超前地质预报。

五、瞬变电磁法（TEM）

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瞬变电磁法是利用不接地或接地线源向地下发送一次场，在一次场的间歇期间，测量由地质体产生的感应电磁场随时间的变化。根据二次场的衰减曲线特征，就可以判断地下不同深度地质体的电性特征及规模大小等。由于该方法是观测纯二次场，消除了由一次场所产生的装置偶合噪音，具有体积效应小、横向分辨率高、探测深度深、对低阻反映灵敏、与探测地质体有最佳偶合、受旁侧地质体影响小等优点。

瞬变电磁法最初是由前苏联学者在20世纪30年代提出用于解决地质构造问题，20世纪50年代用于找矿，20世纪60年代以后从方法原理到一、二维反演都得到了广泛应用和发展。在我国，该方法研究始于20世纪70年代，20世纪90年代后逐步向工程检测、环境、灾害等应用领域发展。从20世纪80年代开始，原长春地质学院、原地矿部物化探研究所、中南大学等研究机构分别在方法理论、仪器及野外试验、一维及二维正反演方法等方面做了大量工作，并且自行研制了几种功率小、探测深度浅的瞬变电磁法仪器，在生产实际中见到了好的应用效果。然而，大功率、探测深的瞬变电磁法仪器国内尚在研制中，目前主要依赖进口。

瞬变电磁法除了广泛应用于金属矿产、石油、煤田、地热以及冻土带和海洋地质等地质勘查工作之外，在水文和工程地质勘查中也取得了非常好的应用效果，如杨文钦（2002）、张保祥（2002）、郁万彩（2001）、蒋文（2004）等使用瞬变电磁法查明断层及顶板砂岩的历年真题解析免费获取尽在：http:///jianzaoshi2/

导水性及富水性、勘查地下水资源及界定地下水位、评价断层空间位置及含水性和寻找地下含水构造；刘继东（1999）、李貅（2000）、袁江华（2002）、阎述（1999）等使用瞬变电磁法探测煤柱及圈定老窑采空区、勘察煤田矿井涌水通道、探测小浪底水库库区煤矿采空区和探测地下洞体的存在；刘羽（1995）用瞬变电磁法评价塌陷成因及危害性、评价防渗帷幕稳定性、探测高层建筑地基和评价大桥桥址稳定性；郭玉松（1998）使用瞬变电磁法探测堤防工程隐患、勘查水库坝址；薛国强（2003）使用瞬变电磁法探测公路隧道工程中的不良地质构造；李文尧（2000）用瞬变电磁法在抗洪抢险中寻找漏水断裂或溶洞；敬荣中（2003）使用瞬变电磁法结合四极测深探测地下管网分布。

六、地质雷达（GPR）

地质雷达与探空雷达技术相似，是利用宽带高频时域电磁脉冲波的反射探测目标体，只是频率相对较低，用于解决地质问题，又称“探地雷达”。将雷达技术用于探地，早在1910年就已经提出，在随后的60年中该方法多限于对波吸收很弱的盐、冰等介质中。直到20世纪70年代以后，地质雷达才得到迅速推广应用。我国地质雷达仪器的研制始于20世纪70年代初期，由多家高校和研究机构进行仪器研制和野外试验工作。但是由于种种原因，研究成果至今未能用于实际。目前，国内使用的地质雷达仪器都是引进的，能够提供商用地质雷达技术的有美国、加拿大、瑞典、俄罗斯等国家。

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地质雷达是由地面的发射天线将电磁波送入地下，经地下目标体反射被地面接收天线所接收，通过分析接收到电磁波的时频、振幅特性，可以评价地质体的展布形态和性质。由于雷达穿透深度与发射的电磁波频率有关，使其穿透深度有限，但分辨率很高，可达0.05米以下。早期，地质雷达只能探测几米内的目标体，应用范围比较狭窄。此外，地质雷达与地震反射法原理相似，一些地震资料处理解释方法可以借用。目前，地质雷达探测深度最大可达100米，使之成为水文和工程地质勘察中最有效的地球物理方法。

地质雷达因具有分辨率高，成果解释可靠的特点，在浅层地质勘探中，有着非常广泛的应用。如探测覆盖层厚度、基岩面起伏，查找潜伏断层、破碎带、古溶洞、管道沟、涵洞以及地下掩埋体，进行环境地质、考古调查等。在水文和工程地质中，地质雷达应用也是非常广泛，主要有：杨天春（2001）、钱荣毅（2003）、邓居智（1999）使用地质雷达进行公路、高速公路、机场道路等质量的无损检测；赵永贵（2003）、薛建（2000）、史付生（2003）使用地质雷达进行隧道地质超前预报、检测隧道衬砌质量；王俊茹（2003）、李永革（2001）、姬继法（2002）使用地质雷达探测建筑物地下边坡孤石、机场地下古墓等不良地质体分布，消除其对邻近或上部构筑物构成的潜在威胁；姜卫方（2000）、李大心（2000）、朱红军（2002）使用地质雷达调查滑坡体及滑坡面、评估崩塌、滑坡及地面沉降等地质灾害；高建东（1999）、曾校丰（2000）、王百荣（2001）、张志清（2000）使用地质雷达探测水库地下防渗墙、探测水库坝体结构层及结构层材料老历年真题解析免费获取尽在：http:///jianzaoshi2/

化变质、检测灌浆质量及混凝土厚度、调查覆盖层厚度及衬砌混凝土质量；杨向东（2001）使用地质雷达探测地下管道；李张明（2000）使用地质雷达在三峡工程施工中探明花岗岩不均匀风化分布范围、圈定较大断层及风化夹层的延伸范围和产状、检测高速公路质量；王孝起（2001）使用地质雷达调查南水北调中线天津干渠基岩岩性及基岩面高程；张兴磊（2001）使用地质雷达查明了煤柱破坏情况和采空区分布范围，指导注浆施工；张欣海（1999）使用地质雷达查明了海上围堤的断面特征以及着底情况；陈爱云（2003）使用地质雷达在石质文物保护工程中查明岩体中含水裂隙和溶洞的分布规律及对文物的影响。

七、结论

通过对几种主要电法勘探方法的发展、原理及实际应用进行综述，可以看出，电法勘探方法在水文和工程地质勘探领域有着广泛的应用，归结起来有以下几方面：

1.高密度电法由于其高效率、深探测和精确的地电剖面成像，成为水文和工程地质勘察中最有效的方法。考虑到该方法的分辨率不高，在具体的应用中可以结合其他电法勘探、电测井等方法，达到精细地质解释的目的。

2.地质雷达主要用于各类工程地质勘探，是工程地质勘探首选的电法勘探方法。同时，该方法可以借用地震勘探中已有的资料处理和解释技术，使其迅速发展，可以在更多的领域发挥作用。

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3.在水文地质勘探中，激发极化法和可控源音频大地电磁法是首选的电法勘探方法，如果将激发极化法和高密度电法结合起来寻找地下水资源，效果将会更好。

4.瞬变电磁法在水文地质和工程地质勘探中都有着广泛的应用，尤其是大功率瞬变电磁仪不仅可以在深部地质勘探中发挥作用，还具有较高的分辨能力。如果将该方法与高密度电法结合使用，有望解决深部精细地质勘察问题。

浅谈电法勘探方法在工程中的应用 第3篇

关键词：电法勘探；工程；应用

[中图分类号]P31[文献标识码]A

1、地质勘查的释义

广义的地质勘查是根据国防安全建设、经济建设和科学技术研究的需要，对某一地区内的岩石、地下水、地层构造、矿产、地形地貌等地质情况进行的有目的的调查研究工作。按照目的的不同，地质勘查工作的方法也不一样。例如，水文地质勘查，是以寻找可开发和可利用地下水为主要目的进行的勘查工作，主要使用高密度电法、激发极法等勘探方法。而工程地质勘探一般使用分辨率高的地質雷达法。

2、工程地质勘察的目的与任务

在城建规划和建（构）筑物、交通等的基本建设工兴建之前，需要进行前期的工程地质勘察，其目的是了解工作区域内的工程地质条件，利用勘探资料分析可能存在的地质问题，对工程开展地区做出合理的工程地质评价，为工程建设的设计、规划和施工提供可靠的地质数据支撑，以达到保证施工过程中的安全稳定和施工成本的经济合理的目的。

工程地质勘察的任务主要有下列几个方面：

（1）查明工程建筑地区地基土体的工程地质条件。

（2）分析可能存在的工程地质问题。

（3）有条件的情况下挑选地质情况相对较好的建筑场地。

（4）提出改进和规避地质隐患的措施和建议。

（5）预测工程完工后对本地区地质环境造成的影响。

3、常见的几种电法勘探方法

3.1电法

3.1.1高密度电法

高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法，其原理与普通电阻率法相同，不同的地方是设置了密度较高的观测点，所以也可以称为阵列勘探方法。关于阵列电法勘探的思想源于20世纪70年代末期，20世纪80年代中期日本将之应用于野外，20世纪末期被引进我国，继而开启了我国高密度电法及其应用技术的研究。

使用高密度电法在野外开展工作时需将全部电极（数十根及其以上）置于剖面上，利用相关控制和采集仪器便可实现剖面中各个位置的数据的快速采集。与常规电阻率法相比，高密度电法具有如下优点：1.电极布置方便，可以一次性完成，提高了效率；2.电极排列方式多种多样，能获得十分丰富的地电断面信息；3.室外的数据采集实现了自动化或半自动化，避免了人为误差的同时，也提高了数据采集的速率。

3.1.2超高密度电法

高密度电阻率法作为一种阵列勘探方法，其本质仍然是采取普通电法的电极装置和数据采集方式。而超高密度电阻率法不受电极装置和数据采集方式的限制，可以将ABMN放到任意网格节点上。只需布置好电极，连接好仪器就可进行勘测工作。而且超高密度电法所使用的反演方法已经发展为电法勘探中非常重要的一种数据处理方法，而采集数据量的多少直接影响反演结果的准确性。采用超高密度电阻率法，所得到的数据量是普通电法的40倍以上，所以反演后的结果就更加可靠。

3.2激发极化法

研究发现在电法勘探的过程中，在电极排列向大地供入或切断电流的瞬间，测量电极之间总能观测到跟时间相关的缓慢变化的附加电场，称为激发极化效应。激发极化法是通过电场激发岩石、矿石，观察不同岩石、矿石的激发极化效应的差异来解决地质问题的一类勘探方法。我国开始研究激电法是在20世纪50年代末，到20世纪80年代初又开始对频谱激电法进行研究。激发极化法不受地形地势的限制，测量数据较多，在水文地质和工程地质中有较大的应用空间。

3.3可控源音频大地电磁法

基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组建立了视电阻率和电场与磁场比值之间的关系，并根据电磁波的趋肤效应理论得出电磁波的传播深度（或探测深度）与频率之间的关系，可以通过改变发射频率来改变探测深度，达到频率测深的目的。

可控源音频大地电磁法是采用人工场源，在一定范围内该场源可近似为平面波。其有勘探范围大，能显著增强电阻抗干扰能力减少地形对电阻的影响，且7个点的同时测量也提高了勘探效率等优点。可应用于寻找金属矿、找煤、水库坝体渗漏情况调查、地下水源的寻找等。

3.4地质雷达

地质雷达与探空雷达技术均是利用宽带高频率电磁脉冲波的反射勘测目标，再对目标进行分析。不同点是地质雷达的频率较低，更适应与用于地质体的勘测。

地质雷达的穿透效果和发射电磁脉冲波的频率有一定的联系，发展初期，由于技术等原因的限制，其穿透深度很浅，但是分辨率却很高。随着研究的深入以及技术的不断革新，其穿透程度就也越来越大。由于地质雷达的分辨率比较高，测量结果准确度高等优点，在浅层地质勘测中应用十分广泛。

4、结论

本文通过对当下应用较多的几种电法勘探方法的探讨，可以看出，电法勘探方法在实际的地质勘探中有着十分广泛的应用，归结起来有以下几个方面：

（1）高密度电法和超高密度电法由于其工作效率高、精确的地电剖面成像以及较深的探测距离，成为水文和工程地质勘察中最有效的方法。但是考虑到该方法的分辨率不高，在具体的应用中需要结合实践经验和其他勘探方法，以达到探清地质体的目的。

（2）地质雷达由于分辨率高，主要应用于各类工程地质条件的勘探，是工程地质勘探首选的电法勘探方法。同时，该方法还可以和地震勘探结合，利用已有的资料和技术，可以在更多的领域发挥作用。

（3）在水文地质条件的勘探中，激发极化法和可控源音频大地电磁法都是十分有效的电法勘探方法，将两者结合起来使用，可以在寻找地下水资源方面发挥很好的作用。

参考文献：

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电法勘探数据的图形化解释研究 第4篇

能源勘探中数据解释方法有很多, 其中电磁法勘探是其中常用的一种。我国电法勘探软件研究目前尚处于发展阶段, 特别是三维成图方面存在一定缺陷。国外电法勘探解释软件功能较完备, 但界面及操作全是英文, 使用不便。因此, 我们开发具有自主知识产权的电法数据图形化解释系统是十分有必要的。

1电磁法勘探基本理论

电磁法勘探是根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质和电化学特性的差异, 通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究, 寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。用于寻找金属、非金属矿床、勘查地下水资源和能源、解决某些工程地质及深部地质问题。

在电法勘探中一个非常重要的问题就是数据的正反演处理。正演处理就是当地电层的层参数 (ρ1, h1, ρ2, h2, , ρn, hn, ) 给定后, 利用正演程序可以计算出随深度变化的视电阻率理论曲线, 通过正演计算可以为勘探区施工前的工作设计提供一定依据, 以减少实验工作量及施工的盲目性。用核函数表示的视电阻率表达式为:

式 (1) 中, T1 (λ) =ρ1[1+2B′1 (λ) ]被定义为核函数, 仅与大地的层电阻率和厚度有关, 而与电极距无关。核函数表征了地电断面性质, 又称电阻率转换函数。对于多层介质, 各层层顶面都有一个与之对应的核函数, 分别用T1 (λ) , T2 (λ) , , Tn (λ) 表示, Ti (λ) 表示第i层层顶面上的核函数, 它取决于第i层以下各层电性参数;λ是空间频率参数, 它的值只与采样间隔有关, 与其它值无关[1]。

反演处理是电法处理解释的核心。反演就是根据原始测深曲线、剖断面、立体图或者转换后的正演曲线、剖断面、立体图, 估计出初始层参数并生成理论核函数曲线、剖断面、立体图, 拟合两种图, 当拟合精度满足要求时, 理论核函数的层参数就是反演结果[2]。

2电磁法勘探系统的设计

根据项目设计的要求, 该系统是集数据通讯预处理、数据管理、处理解释和成图于一体的适用于多种电法方法的具有集成化特点的电法处理解释系统。因此整个系统从需求上可以分成四个组成部分。

2.1数据通信部分

完成的功能是将野外采集的数据送入计算机。编写通信程序, 提供二级缓存接收电法仪发送到计算机的数据并将数据解析, 然后放入数据临时表中。

2.2数据预处理部分

对临时表中的数据进行简单处理并将结果放入标准工程数据库中预处理。同时还要从工程数据库中提取数据, 生成供各类正反演处理的数据库文件。

2.3数据处理部分

完成的主要功能是根据各类正反演的具体要求从对应数据库提取数据, 生成临时接口文件, 然后进行各类正反演处理, 并生成相应的绘图接口文件[3]。

2.4 绘图部分

根据正反演处理得到的临时接口文件绘制各类正反演图件[4]。

图1所示是数据进入系统后的处理流程图。

野外数据从电法仪进入系统以后, 首先根据电法仪的类型将数据送入相应的临时表中, 然后我们要对进入系统的数据进行相应地预处理操作, 预处理结束后将数据存入标准工程数据库中。接着就是生成一、二维正反演接口文件和相应的图件成图接口文件, 等待成图模块调用以生成相应的图件[5]。如果成图效果结果令人满意, 用户可以将图件输出到打印机。图2所示是系统详细模块构成示意图。

3 应用实例

根据永煤集团提供的实际电法勘探数据, 利用本系统进行处理, 对照已有的结果, 效果令人满意。绘图结果能够从不同的侧面清晰地反映出目标区域的地质构造。下面我们给出关于温纳排布的数据例子文件的反演结果, 数据来自永煤集团东矿区一号测线, 测量方法是高密度阿尔法方法, 横坐标线显示的是电极点和极距;纵坐标显示的是测量深度。

参考文献

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常用电法勘探的原理及优点分析 第5篇

1 常用电法勘探的主要原理及特点

1.1 岩土体电阻率测试技术的方法及原理

对于岩土体电阻率的测试, 是可以采用很多种方法的。下面介绍的则是其中的一部分, 是根据试验研究和工程的实测结果来计算的。通过直流电测深中的温纳装置在岩土体电阻率测试中的具体应用, 来达到对岩土体电阻的测试。这样测试的结果有很高的准确度。

按工程建设的阶段, 工程地质勘查一般会分为规划点至选址的工程地质勘查、初步设计工程质地勘查和施工图设计工程地质勘查。工程地质勘察的方法有很多, 常用的有地质测绘、工程地质勘探、实验室或现场试验、长期监测等。点法勘探的理想导体是电阻率为零的导体, 理想导体与充电点无关, 只与充电电流、导体形状、周围介质电性分布情况有关。

实施原理:由于温纳装置是等比装置, 且MN/AB=1/3, 所以视电阻率与电位差及电流强度的关系式为:ρs=kΔUAM/I现场观测施工方法:AB供电极距逐渐加大, 以增加勘探深度, 可以测得不同电极距下的视电阻率ρs。采取处理与解释采用现场作图的方式, 快速测定电阻率及划分岩性层位。以MN为横坐标, 计算MN/ρs, 并以MN/ρs为纵坐标, 在双对数坐标纸上绘制MN/ρs与MN的关系图。对各测深点依次作图解释, 可求得各测点处分层的电阻率值, 对获得的各层电阻率值进行数理统计, 便可获得地层的平均电阻率值。物性层位的划分可以采用计算机数值模拟计算、量板法或其它手工解释方法。

岩土体电阻率测试技术和传统的勘测是有区别的。它更加的快捷、相对更加精准。岩土体电阻率测试技术是通过快速测试电阻率与划分岩层层位作为基础来得出一系列的相应数据。通过勘查了解岩层的情况, 可以很大程度的提高地质解释的质量。岩土工程勘测是建设工程的必要程序, 要学会综合气象、水文条件、岩土力学、地质情况、化学、工程学、环境学等学科进行深入的研究。要根据制图的标准来解决实际发生的问题, 使结果更加的精确。在这个测试技术中温纳装置起着很重要的作用。

1.2 三维直流电法的具体内容

三维直流电法探测就是应用现有的直流电法仪器和勘探方法, 在施工方法上优化改进, 进行加密采样数据以取得三维数据体, 然后采取电阻率层析成像技术进行资料处理和成图。该方法是传统直流电法的三维化, 可使勘探精度得到很大提高, 在原有仪器设备条件下提高了传统直流电法勘探的能力, 其工作主体是测试工作, 以“时间换取空间上的高分辨率”。

施工采取一次布极, 多极距测量技术, 本文主要介绍的三维直流电法勘探施工两极装置是:在勘探区域布置m条测线, 每个测线布置n个测点 (电极) , 测网密度根据探测对象及其探测深度而定, 在城市建设和水利电力工程勘测中, 一般选取测线距L=2~10米、测点距D=2~5米即可。

该法较传统直流电法勘探具有信息量大、精度高的优点, 在工程勘察中有较好的应用效果, 同时又拓展了老式电法仪的应用范围, 延长了老式仪器的经济使用寿命;但又具有施工量大的缺点, 性价比决定其适合于小区域的工程勘察。

1.3 高密度电法的具体内容

高密度电法其实就是集中了电剖面法和电测深法, 它是一种阵列勘探方法。它的原理与普通电阻率法相同, 即以岩石、矿物的电性差异为基础, 通过对目标的观测和研究人工建立的电流场在大地中的分布的规律, 解决水文、环境和工程地质一些问题, 所不同的是在观测中设置了高密度的观测点。

高密度电法野外测量时将全部电极 (几十至上百根) 置于剖面上, 利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现剖面中不同电极距、不同电极排列方式的数据快速自动采集。现场测时, 只需将全部电极布置在一定间隔的测点上, 然后进行观测。

高密度电法的优点在于能够经济而迅速的探测较大范围, 减少了工作的盲目性, 提高了精准度。缩短工程, 减低成本, 提高效率。充分应用了科学技术以及科学原理, 这样大大的节省了勘测所需要的时间。数据非常准确, 可以为以后的工作提供了非常有利的基础条件。而且这一方法非常具有实用性, 可以减少人员的配备。在设计和技术实施上, 高密度电测系统采用先进的自动控制理论和大规模集成电路, 使用的电极数量多, 而且电极之间可自由组合, 这样就可以提取更多的地电信息, 使电法勘探能像地震勘探-样使用覆盖式的测量方式。

高密度电法勘探的前提条件是地下介质间的导电性差异, 和常规电法一样, 它通过A、B电极向地下供电 (电流为I) , 然后测量M、N极电位差△U, 从而求得该记录点的视电阻率值ρs=K*△U/I。根据实测的视电阻率剖面进行计算、处理、分析, 便可获得地层中的电阻率分布情况, 从而解决相应的工程地质问题。

电极排列布置在工作中最优先选用的是四极装置, 它是公认的最稳妥的装置, 虽然需要的场地开阔, 但是能获得最大的测量电位, 对节省外接电源, 减少供电电压, 特别是压制干扰, 增强有效信号, 有着重要意义, 而且四极装置受地形的影响较小, 电测剖面形态比较好判别。

高密度电法广泛应用于城市建筑等工程物探中, 由于受场地范围、地形起伏的局限, 高密度电法多选用AMN和MNB的三极装置, 如同常规电法的三极装置一样在电性界面附近, 因ρs电流密度呈现非线性变化, 造成M N极的电位差的阶跃, 从而使ρs出现规律性的畸变。对于三极装置在方法上可按照联合剖面的工作方法进行, 即把测得的值作对称四极装置化处理。

2 结论

总而言之, 常用的电法勘探的技术是三维直流电法探测技术、岩土体电阻率测试技术和高密度电法, 都是常用的技术方法。它们具有准确度高、精细度好、信息量大等特点, 是我们在生产生活中非常便利使用的方法。对于矿产的勘测和研究都有着很大的价值。但是要想达到更加精致的水平, 就要不断的在此基础上进行创新, 有创新才能有进步。要提高相关工作人员的素质, 和科学文化知识的水平。要将这一技术更加深入的推广到其他行业的领域范围内, 这样才能有更好的发展空间。要在认清一项技术的本质规律、优点以及不足的情况下做出进一步的优化创新, 使之更好的为国家和企业创造出更大利益。

摘要：随着经济的发展科学的进步, 矿物资源越来越得到大家的重视, 矿物产品的价值也在不断上涨。对于相关产业的重视度也上升, 例如对于矿物资源的勘探技术。准确、有效的关于矿物资源勘探的技术也是众多学者研究的对象。因为资源与人们的生活联系的最为紧密。电法勘探原理的讨论和相关的技术研究就显得非常重要。本文所提及的三种电法勘探的主要方法也是非常典型的技术。本文提到了电法勘探的方法和原理、优缺点以及以后的发展情况并提出了一些建议与方法。

关键词：原理,物理勘测,技术方法,实施原理,优点分析

参考文献

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高密度电法在隧道勘探中的应用 第6篇

在隧道施工过程中, 由于地质条件的变化, 常易发生突发性的意外情况。据国内隧道施工的不完全统计, 施工过程中由于塌方、涌水、突泥、岩爆、高瓦斯等地质灾害事故造成的停工时间大约占总工期的30%。通过隧道地质超前预报, 及时预报隧道掌子面前方的不良地质体及其性质、位置、规模、产状与成灾可能性, 预防涌水、突泥、坍塌等灾害性事故的发生, 为正确选择开挖断面、支护设计参数和优化施工方案提供依据。以工程地质分析法为基础, 以地球物理探测方法为手段的隧道综合地质超前预报方法已成为隧道工程界的共识, 并得到广泛的应用[1]。高密度电法不仅可以应用于施工前的地质勘察, 也可以用于施工中的病害范围探测, 能够对隧道路线上围岩地质状况进行较高精度的预报, 尤其对富水性岩溶发育及破碎围岩等病害有很好的探测效果, 因此能够较好地指导施工管理工作[2]。

高密度电法作为一种快速有效的勘探方法, 具有效率高、信息量大、分辨率高的特点, 适合勘察埋深中等的大长隧道[3]。本文介绍了高密度电法在某隧道勘测工作中的应用情况, 探测效果较好。

1高密度电法的基本原理

高密度电法[4]是以岩、矿石之间电阻率差异为基础, 通过观测和研究与这些差异有关的电场在空间上的分布特点和变化规律, 来查明地下地质构造和寻找地下电性不均匀体 (岩溶、风化层、滑坡体等) 的一类勘查地球物理方法。相对于传统电法而言, 高密度电法的特点是观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、生产效率高等。利用程控电极转换器, 由微机控制选择供电电极和测量电极, 数据采集实现了自动化或半自动化, 不仅可以快速采集到大量原始数据, 而且避免了由于手工操作所出现的错误。

高密度电法的电极布设是一次性完成的, 不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰, 而且可以完成纵向和横向的二维勘探, 既能反映地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化, 同时又能提供地层岩性纵向的电性变化情况, 具备电剖面法和电测深法两种方法的综合探测能力[5]。电极布设完成后, 能够有效地进行多种电极排列方式的扫描测量, 获取比较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息, 在电性不均匀体的探测中具有良好的地质效果。

2应用实例

2.1工区地质概况及地球物理特征

隧址区主要发育北祁连加里东褶皱带沉积碎屑岩, 以河湖相沉积为主, 在白垩系局部滨海相沉积, 发育灰岩、泥灰岩。经工程地质测绘及钻探揭露, 隧址区地层主要为第四系全新统冲洪积层、第四系上更新统风积马兰组黄土和下第三系始新统清水营组泥岩、砂质泥岩。

工区覆盖层主要是以粉质粘土、黄土为主的第四系冲积和洪积物, 土质较疏松, 地表条件较好, 电阻率一般在几十至数百Ω·m。下伏地层主要为下第三系始新统清水营组地层, 岩性主要为泥岩和砂质泥岩, 泥岩的电阻率较覆盖层偏低, 通常在几十至数百Ω·m。工区内广泛分布的泥岩, 尤其是全风化或中风化的泥岩, 其孔隙较大、吸水能力较强, 很可能成为地下水渗透的主要通道, 含水后电阻率为几至几十Ω·m, 呈低阻反映, 说明在工区开展高密度电法勘查工作具备了良好的地球物理条件。

2.2测线布置

本次高密度电法勘探采用的是重庆奔腾数控技术研究所研制的多功能数字直流激电仪WDJD-3和多路电极转换器WDZJ-3。由于高密度电法有多种测量装置, 所以在本次勘查前, 先在工区内分别采用α, β, γ三种装置进行实验, 对比发现, α装置 (温纳装置) 的反演结果电性界线明显, 地质信息丰富, 分层效果好, 故决定采用α装置, 电极距为5m, 一共布置了4条平行于隧道的测线, 其中1、2号测线采用120根电极, 3、4号测线由于受地形限制, 采用50根电极, 测线布置图如图1所示, 实线代表4条测线的大致位置。

2.3数据处理

高密度电法的数据处理是把所测得的视电阻率, 经数据格式转换、数据预处理、地形校正、正演和反演计算, 最后得到视电阻成像色谱图。数据处理工作主要是剔除一些由接地不好电极影响的坏数据和采集系统自带的随机高斯干扰数据, 带上高程文件, 形成反演数据[6]。采用最佳拟合法, 给定一个初始地电断面, 在初始断面上计算视电阻率的理论曲线, 将理论曲线与实测曲线作对比 (拟合) , 通过修改参数获得最佳拟合效果, 即高密度电法反演成像色谱图。

本次高密度电法的数据处理主要使用的是BTRC2004数据接收与格式转换软件和RES2DINV反演软件。反演方法采用基于圆滑约束的最小二乘反演方法。RES2DINV软件可以进行带地形反演, 对地形影响进行改正, 同时可通过设置一系列参数来适应不同的场地条件[7]。在进行最小二乘反演的过程中, 应注意迭代次数和迭代误差, 迭代次数一般以3~5次为宜, 数据质量较好的情况下反演迭代误差一般小于5%。由于本次勘探布置的4条测线在同一直线上, 反演时, 需将4条测线数据拼接成长剖面后进行反演, 最终得到电阻率成像长断面图。

2.4成果解释

图2是ZK23+610~ZK24+850段反演断面图, 图3是ZK23+610~ZK24+850段地质解译图, 从高密度电法反演断面图可以看出隧道所经地层岩性较为复杂, 电性分界面明显, 电阻率变化较大, 结合工区地质资料, 推断如下:

ZK23+610~ZK24+030测线段, 表层电阻率较高, 电阻率值介于50~370Ω·m, 推测为第四系覆盖物, 成分主要以粉质粘土和黄土为主, 部分高阻异常推测为碎石块所致, 覆盖层厚度从3~10m不等。覆盖层下方约30m范围内有一电阻率值介于70~150Ω·m的岩层, 推测此层为全风化泥岩。ZK23+770~ZK23+845测线段下方有一低阻异常区 (异常I) , 电阻率值介于3~15Ω·m之间, 推测泥岩含水所致;ZK23+930~ZK24+000测线段同样存在一低阻异常 (异常II) , 电阻率值介于1~15Ω·m之间, 结合地质资料推测为破碎泥岩, 含水可能性较大。

ZK24+030~ZK24+500测线段, 第一层覆盖层电阻率值介于150~380Ω·m之间, 厚度从4~15m不等。第二层为砾岩层, 主要由全风化砾岩层和强风化砾岩组成, 电阻率值在200~1000Ω·m之间, 砾岩层厚度为10~40m。第三层岩性主要为强风化泥岩, 电阻率值介于15~70Ω·m之间。ZK24+210~ZK24+400测线段有一低阻层 (异常III) , 电阻率在8~150Ω·m, 此处为泥岩和砾岩的岩性接触带, 推测接触带岩体破碎、裂隙较发育。

ZK24+500~ZK24+850测线段, 此段经过一山沟 (ZK24+570处) , 沟宽约45m, 沟深约20m。覆盖层电阻率为80~260Ω·m, 厚度约为6~15m。由图2可见, 沟下方电阻率介于166~900Ω·m, 岩性主要为强风化、全风化砾岩。

3结论

本次勘察利用高密度电法基本查明了工区岩性变化、覆盖层厚度以及含水病害的分布情况, 能够直观、形象地反映断面电性异常体的形态、产状等。充分利用工区地质资料, 分析推测出病害区的位置, 达到了预期的目的, 为后期的隧道施工提供了可靠的地球物理资料。实践证明, 高密度电法具有效率高、精度高、数据信息丰富等优点, 在探测富水性地质病害方面, 应用效果好, 具有明显的优势。

高密度电法是一种间接的物探手段, 仅是对地下电性的一个综合反映, 其反演具有多解性, 所以该法并不能对异常体的具体位置、涌水量等进行定量的分析解释。在实际应用中, 需结合多种物探方法, 对成果进行比较和补充, 必能使物探资料更加完整、可靠。

摘要：高密度电法是一种经济、高效、精确的物探方法, 在解决含水性地质病害问题时具有明显的优越性。本文简要介绍了高密度电法的基本原理和资料处理, 将高密度电法应用于某隧道的勘查工作中, 结合测区的地质资料和地球物理特征, 推断隧道所经区域内含水病害的分布情况及覆盖层的厚度, 并通过钻孔验证了推断成果, 为后期隧道工程建设提供了地球物理勘探资料。

关键词：高密度电法,隧道,工程勘察

参考文献

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电法勘探在矿井安全开采中的应用 第7篇

目前采空区探测方法主要有钻探和物探,钻探方法直观,探测结果明确,但对于大范围探测的钻探造价高,仅凭少量钻孔资料不足以判断采空区特征及其分布。物探勘查具有快速和大面积普查的优势,近几年来,物探勘查在采空区探测上得到了广泛应用[1,2,3]。因此,根据该矿地质地形特点和采空区的地球物理特征,对开采区域选取合适的电法勘探,查明老空区的位置、分布范围及顶板富水情况,为矿井的安全生产提供保障。

1 勘探区地质概况

1.1 地层

东胜煤田是以三叠系上统延长组为沉积基底的侏罗纪早、中期含煤建造,主要含煤地层为侏罗系中下统延安组(J1-2y),上覆地层有侏罗系中统直罗组(J2z)、安定组(J2a),侏罗系上统白垩系下统志丹群(J3-K1zh)、第三系上新统(N2)和第四系(Q)。

1.2 构造

东胜煤田的基本构造形态表现为一向南西倾斜的单斜构造,倾角一般为1°～5°。井田构造形态与东胜煤田总体构造形态相一致,为一向南西倾斜的单斜构造,倾向200°～210°,倾角1°～2°,区内无断裂和较大的褶曲构造,但发育有宽缓的波状起伏,也无岩浆岩侵入,地质构造属简单类型。

1.3 煤层

含煤地层为侏罗系中下统延安组,岩性主要为一套灰白色的各粒级砂岩、深灰色砂质泥岩和泥岩,含有2、3、4、5、6煤组。勘查目标层为3煤,为井田内全区发育的主要可采煤层之一,煤层平均厚3.18 m。煤层结构简单,一般不含夹矸或局部含1层夹矸,层位稳定,对比可靠,顶板岩性以泥岩、砂质泥岩为主,局部为粉砂岩、细砂岩;底板岩性以砂质泥岩、泥岩为主,局部为粉砂岩。

2 勘查方法选取

2.1 探测方法确定

用于采空区物探的方法很多,主要包括地震类方法(如浅层地震、瑞雷波、地震映像法)、电法类方法(如高密度电法、瞬变电磁法、地质雷达、电法CT等)、放射性勘探以及综合物探方法(如地震与电法综合等)。

鉴于采空区所在的地形地貌、地质条件及干扰影响,在探测采空区的时候一般会根据地形、地质情况选取不同的方法,各种物探方法均有自己的优缺点和适用范围。瞬变电磁法相对其他方法施工较为方便,受地形影响小,但易受高压线的影响;对于探测深度不大、地形起伏较小、地面导体分布较多和高压线分布区域,适宜采用高密度电阻率法。因此,该勘查区域采用瞬变电磁与高密度电法综合勘查方法。

2.2 采空区地球物理特征

煤系地层具有层状分布的特点,其电性分布具有特定的规律:不同岩性的导电性一般存在明显差异,一般而言泥岩、页岩、粉砂岩、中粗砂岩、灰岩的电阻率是依次增高的,煤的电阻率通常很大,常以明显的高阻异常区别于顶底板岩层(如泥岩、砂岩等);在同一个岩层内,电性分布相对均一;不同岩层组合,其垂向电性分布和变化是有序的且与岩性组合顺序相对应;当存在采空区及充水岩溶、含水裂隙、含水断层破碎带等含水构造时,地质异常体及其附近导电性分布将发生明显变化。

瞬变电磁法和高密度电法是以导电性差异为应用前提的地球物理勘探方法,当煤层被采空以后,形成一定规模的充气空间,造成采空区相应地层的电性与围岩电性不同。采空区保存完整且未积水时,采空区在电性上是典型的高阻特征;而采空区大量积水或顶板富含水时,具有低阻的电性特征。

3 电法勘探施工

瞬变电磁法勘探使用V8多功能电磁法探测仪,该仪器具有抗干扰能力强、测量动态范围大、体积小、功率大、施工方便及测量精度高等特点。高密度电法采用WDJD-3型多功能数字直流激电仪。

为准确控制可能存在的采空区及积水异常,瞬变电磁法测网设计为线距40 m,点距20 m,共布置测线18条,采用中心回线装置;高密度电法测网根据现场地形特点灵活决定测线长度及方向,测点间距10 m,共布置测线9条,采用三极测量装置。

瞬变电磁法勘探共完成1 320个物理点,其中坐标点1 235个,质量检查点共85个,占实际工作量的6.5%,符合重复检查工作量不少于5%的要求。高密度电法在野外数据采集的同时进行数据的实时监测,并初步处理,对于测量中数据有问题的测点,及时进行重新测量,按常规电法统计重复测量误差,本次重复测量的误差为2.8%,在±5%范围内,符合《煤炭电法勘探规范》要求。

4 结果分析

野外施工完成后,进行内业资料整理解译。物探资料的解译遵循以下原则:即由点及线、由线及面、由简单到复杂、由已知到未知逐步类比展开的原则。物探资料的解译遵循以下步骤:首先对测区相关的已知资料进行分析,突出具体特征,归纳普遍规律,确定标志层位,标定探测深度,圈定异常范围;然后进行异常确认和可靠性评级;最后进行合理的地质推断,形成如图1所示的电法勘探剖面。

分析此次电法勘探得到的所有视电阻率异常特征并结合勘探区有关地质、水文、采空区、钻探、采掘工程等各方面的资料来综合解释推断,形成电法勘探成果图。从电法勘探成果图可知测区共有3处异常区,分别编号A1、A2、A3,其中,A1号异常区推断为3煤疑似采空区,面积约0.18 km2;A2号异常区推断为3煤上覆岩层富水区,面积约0.152 km2;A3号异常区推断为3煤上覆岩层富水区,面积约0.11 km2(图2)。

根据勘探成果,该矿回采过程中应采取技术措施:巷道掘进至A1号异常区时,须采取超前探测措施,防止沟通小窑采空区;巷道掘进到顶板淋水较为集中段时,应对该裂隙段进行打钻超前疏放砂岩水,以确保工作面回采的安全。

5 结论

(1)根据该矿地质地形特征,选取适合1134、1136、1138工作面物探勘查的瞬变电磁法与高密度电法综合勘查方法。

(2)通过物探勘查,在物探区内发现1处高阻异常区、2处低阻异常区,高阻异常区推断解释为3煤疑似采空区,低阻异常区推断为3煤上覆岩层富水区。

(3)煤层回采中应高度重视异常区,提前做好预防措施,防止沟通小窑采空区,顶板淋水较为集中段,打钻超前疏放砂岩水,确保煤矿安全开采。

参考文献

[1]高宇平.综合物探方法探测小窑采空区积水[J].煤炭学报,2006,31(增):136-139.

[2]高俊良,段建华,郭粤莲.综合物探技术在探测煤矿采空区及其富水性中的应用[J].中国煤田地质,2007,19(增):111-125.

高密度电法在地热勘探中的应用分析 第8篇

1高密度电法概述

近些年来应用较为广泛、发展极为迅速的一种物探方法就是高密度电法, 该方法具备电测深法和点剖面法的特点, 是一种阵列式勘探方法, 属于电阻率法范畴。与常规电法相同, 高密度电法通过电极向地下供电, 并对电位差进行测量, 可将视电阻率值计算出来。地层中的电阻率分布情况可通过实测视电阻率剖面进行处理、计算、分析, 最终能将相应工程地质问题解决。文章中介绍将温纳装置应用于高密度电法进行勘探。勘探深度大、抗感染能力强、分辨率高、稳定性高等是温纳装置的优点。装置的最大供电电压为360伏, 测线长度为600米, 电极距为5米, 120根电极。为了适应复杂的地下地质情况, 较厚的工区覆盖层。因此确保精度, 并对勘探深度有要求。

2实际应用

以某工区为例进行说明, 云母石英片岩、石英岩、片绿岩大理石、板岩等为该地区主要岩性。大部分工区覆盖于第四系, 主要分布于缓坡、河谷、低洼地势, 主要为冰水对基层、冲洪积层、残坡积等。找查含水的断裂构造是物探工作的主要目的, 在电阻率勘探方法的基础上诞生了高密度电法。较低阻值表现了含水构造地质现象。在进行工作之前, 为对工区电性参数有个掌握, 测量了物探电性参数。完整岩体与含水构造带的电阻率差异显著, 其物理条件符合高密度电法勘探。在计算机上, 采用专用处理软件处理高密度电法数据, 经过数据的预处理、数据格式转换、以及地形校正, 采用不同的方法正演野外采集的视电阻率数据, 并进行效果对比, 将最优正演结果挑选出来。反演图像采用圆滑约束最小二乘法进行反演迭代, 从而能够获得视电阻率成像色谱图。合理的地质解释根据异常体深度和产状的2维地点断面图实现。经过转换后, 高密度原始数据格式预处理数据, 将坏点剔除后, 采用内插值方法处理严重发生畸变的数据, 地形的校正可创建地形模型。断层在高密度电法成果图中, 与围岩电阻率所呈现出的电阻率具有显著差异, 但是, 如断层两盘错动等复杂的地下地质, 纵向上断层的电阻率会发生延伸, 断层可能是是低阻或高阻。

测线1剖面, 参照图1所示。图中标出了A和B两点主要异常。两处异常纵向具有一定的延伸, 且电阻率横向变化显著, A、B的倾向一致于断层倾向, 根据已知的地质信息, 因此, A、B两点为断层。已知温泉出露点与A、B之间的低阻区相距很近, 推断该低阻区由上涌的地下地热将岩石孔隙充填所致。因此, 断层A、B之间的区域即为地热勘探的重点区, 也是上涌地热的通道。如图所示, 推测320米与450米处下方低阻区为渗透地表水所致。

测线2剖面, 参照图2所示。在图2中, C、D、E三处是显示出的主要异常点。在纵向上, 三点具有一定延伸, 在横向上, 三点具有非常显著的突变, 因此, 可推断为断层。不含水的覆盖迪拜哦碎石层为近地表位置的高阻异常区。河流位于C左边低阻异常体上面。C与D之间低阻异常体吻合与其它剖面结果, 因此, 可推断该低阻区域由上涌的地热充填岩石孔隙。与温泉出露点距离较近的是断层C, 根据物探资料和综合地质, 地热重点异常区在A和C附近。

结束语

通过高密度电法勘测工作, 围岩与断层之间具有显著电阻率差异, 且对于断层而言, 探测效果良好, 对于勘探地热资源来说, 掌握纵向和横向两个方向的断层的形态分布特征是非常关键的。, 地下水被加热成为热水, 升高的热水中受到不透水且致密的岩层的阻碍, 在压力不断上升的条件下, 一旦出现裂缝, 处于高压状态的蒸汽和热水会即刻窜涌上来, 受热迟缓的冷水与上升的热水因密度的不同, 反复循环的压力也发生对流, 热水循裂隙上升, 最后在地表涌出, 源源不绝形成温泉。地层中的电阻率分布情况可通过实测视电阻率剖面进行处理、计算、分析, 最终能将相应工程地质问题解决。采用专用处理软件处理高密度电法数据, 经过数据的预处理、数据格式转换、以及地形校正, 采用不同的方法正演野外采集的视电阻率数据, 并进行效果对比, 将最优正演结果挑选出来。文章中介绍了数据的采集使用120根电极, 相对于普通高密度电法, 一次测量能够勘探更丰富的数据、更深的探测深度、更长的断面, 因此也具有更大的优势。在勘察过程中, 应用高密度电法能够将地下埋深情况以及地下延展分布等情况反映出来。除此之外, 通过钻探或者其它方法, 验证高密度电法结论是为了更准确地指导工程施工。

摘要：在水文地质勘察与工程地质中广泛应用到高密度电法, 该方法具有探测深度大、探测精度高、高采集效率、采集数据量大、点距小等优点。在某工区的地热勘察中应用了高密度电法, 并对其在地热勘探中的可行性进行验证。为给地热勘探提供理论依据, 在经过软件反演后, 视电阻率数据的采集可用温纳装置, 裂隙地下埋深情况以及地下延展分布等情况通过视电阻率异常特征和断面反映出来。

关键词：地热勘探,图像,温纳装置,高密度电法

参考文献

[1]黄兆辉, 李莉, 魏长洪, 黄瑞芳, 李春辉.综合物探方法在地热资源勘查中的应用[J].重庆科技学院学报 (自然科学版) , 2010 (1) .

[2]舒勤峰, 李晓, 王俊丽, 段启杉.综合物探法在贵州中部某变质岩区地热勘探中的应用[J].地下水, 2013 (1) .

电法勘探在金属矿勘查中的应用探究 第9篇

所谓电法勘探主要是指地质工作者根据地壳中各种岩石或矿体的不同电磁学性质和电化学特性, 通过对人工或天然电场、电磁场以及电化学场的有效空间分布规律和时间特性的观测研究, 来寻找不同类型的有用矿床和查明地质构造以及解决地质问题的地球物理勘探方法。目前电法勘探经过不断发展已经被广泛应用在寻找金属矿、非金属矿床、勘探地下水资源、应用于某些建筑工程地质以及深部地质问题等领域中。当前随着科学技术的飞速发展, 科学家们已经根据不同的野外测区地质条件、工作效率、解决地质问题能力的不同等各个方面探索出各种不同的电法勘探技术, 主要有电阻率法、瞬变电磁法以及CSAMT法等各种方法。各种电法勘探技术都有其特定的应用范围和优势, 总得来说电法勘探具有成本低廉、绿色环保、设备轻巧、易于搬迁和施工灵活等优势, 其获得的资料分辨率更高、探测更为精确, 在金属矿勘查中有着广阔的应用前景。

2 电法勘探在金属矿勘查中的具体应用

电法勘探极大的满足了金属矿山的勘探工作, 在实际应用中要提前对矿区的地质构造、水文等进行研究, 选择合适的电法勘探方法, 保证电法勘探技术的正常应用。在实际的金属矿勘探过程中, 主要采用以下几种方法来进行勘探:

(1) 激发极化法:其工作原理是当电极排列向地面供入或者切断电源的瞬间在测量电极之间可以观测到随着时间的变化的附加电场。它以岩石、矿石之间的激发极化效应的差异作为基础来对金属矿床等进行勘察, 其主要测量二次场, 其优势在于不受地形起伏和岩石周围电性不一致的影响的特点, 而且具有可测量参数多的优势。初期这种方法主要应用于勘查硫化金属矿床, 后来随着科学技术的不断发展应用到了诸多领域, 例如各种金属矿床和非金属矿床、工程地质等方面, 目前已经得到了更加广泛的应用。

(2) 瞬变电磁法:这种方法是指利用不接地或者接地线向地面或者矿山发送一次场, 在一次场的间歇期间, 测量由地质体产生的感应电磁场随着时间的变化, 来根据二次场的衰减曲线特征判断地下不同深度的地质体的电性特征及规模, 这种方法可以消除一次场所产生的各种由装置带来的噪音, 体积小分辨率高, 探测深度深以及受旁侧地质体影响小的优点。

(3) CSAMT法:这种方法可以在那些具有较强干扰的金属矿区进行作业, 其抗干扰能力强, 它通过利用改变频率而不改变几何尺寸来进行不同深度的电测, 不仅提高了工作效率而且减轻了劳动强度, 可以一次性完成七个点的电磁测深, 方便简单, 其通过接收频点和采用整条断面反演, 有效的提高了分辨率, 其对地形要求不高, 适应性很强, 而且勘探范围大, 当某些地质体无法使用直流电法勘探时, 可以采用此法。

除此之外, 在利用电法勘探金属矿的时候还应该在仪器、信号处理以及方法等几个方面多加注意:

在使用仪器方面, 勘探工作者要根据矿山的电磁干扰的频率范围和强度情况, 设计各种滤波器来对各种干扰进行消除, 尤其要注意控制来自地面的共模干扰, 因此, 在利用电法勘探在金属矿山时应该在使用仪器前置精密隔离放大器以此来放大有效信号, 抵抗干扰, 根据金属矿山受干扰的具体情况如强干扰或者是中干扰乃至是弱干扰来灵活选择合适的放大器和滤波器。

在信号处理方面主要是要A/D转化后所产生的数字信号进行处理。金属矿山周围的电磁干扰具有随机性的特点, 其干扰出现的时间、强度也具有随机性, 因此, 可以通过长时间的持续观测来探求其干扰规律, 找到其频率分布范围, 总结出干扰的特点规律, 以此来设计电法仪器的各种滤波器, 同时还可以通过模拟信号处理和数字信号的有机结合来达到良好的效果。

在采用电法勘探对金属矿山进行勘查的过程中还应该注意根据矿山的具体特点来选择合适的方法。金属矿山地质勘探要求高、难度大, 易于受到各种干扰, 同时地下存在着大量的人工坑道, 这些都会对电法的正常勘探带来不良干扰, 可以通过开展多参数的测井、近矿激电法、井下电法、地面电法等多种方法来加强对金属矿山的勘查的准确率。

3 电法勘探应用于金属矿勘查中的难点介绍及注意事项

实践证明, 电法勘探在金属矿产的勘探中具有其天然优势, 近年来我国不少地区综合利用电法勘探已经在不少矿山深部以及许多大中型金属矿山得以充分利用等取得了丰硕的成果, 为我国金属矿产资源的充分开发做出了巨大的贡献, 但是由于电法勘探受制于其自身的特点, 一旦生产矿山附近地区存在工业设施, 其电力线所产生的电磁干扰将会对电法勘探产生极大的干扰, 严重影响了电法勘探的正常工作效率, 其次不少生产矿山附近存在着的坑道也会对电法勘探的工作效率造成诸多的不便。但是同时也应该看到, 虽然电法勘探在使用中会受到各种不良的干扰给其正常的工作带来影响, 但是这些干扰和不良影响并非是不可以控制和消除的, 只要我们在实际作业中采用正确的控制方法, 从仪器、信号、数据处理等各个方面进行有效控制, 那么一定会在金属矿的勘查中取得良好的效果。因此, 在电法勘探的实际应用中如何有效避免电磁干扰及大量坑道对电法勘探所带来的不良影响, 这是正常电法勘探所必须要面对和有效解决的。

4 结语

随着我国科学技术水平的不断提高, 我国在勘探方面的技术得到了不断的创新和发展, 电法勘探作为近年来建筑工程中一种强有效的勘探手段和方法, 得到了迅速的推广。电法勘探是一种物理勘探方法, 其在勘探过程中主要是通过仪器对电场环境的监控, 以得到周边环境中的矿藏情况。

参考文献

[1]曹向阳, 张金淼, 韩文明, 等.利用信息融合技术整合地震分频信号的方法及应用研究[J].CT理论与应用研究, 2012 (4) .

[2]王俊超, 师学明, 万方方, 等.探测孤石高阻体的跨孔电阻率CT水槽物理模拟实验研究[J].CT理论与应用研究, 2012 (4) .

[3]何方, 曾高福, 刘峰.澳大利亚阿兰达域金矿成矿规律研究和找矿方向分析[C]//依托国家资源战略、提升行业技术水平、做大做强域内企业、共谋中西部有色金属工业科学发展——2013 (桂林) 第六届中西部有色金属工业发展论坛论文集.2013.