基于瞬变电磁法的浅层导水断层探测研究

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矿井水害的主要影响因素是水源和导水通道,断层是最主要的导水通道之一,为了查明矿井地质构造,掌握导水断层地质资料,应用瞬变电磁法对矿井进行普查。在均匀地层中,由于岩层的连续性,地层视电阻率一致,当构造断层切断此地层时,岩层连续性被打断,在断层位置地层视电阻率的连续性被切断;研究表明一般情况下倾向断层具有良好的储水性能,导致断层与其周围岩层岩石电性差异明显。瞬变电磁法正是通过不同地层中岩层电阻率之间的差异以及断层构造周围破碎带的电性特征判断导水断层。  本文从实际出发,结合国内外对断层探测研究的现状,采用理论与实践相结合的方法开展瞬变电磁法对浅层导水断层的探测研究。以瞬变电磁法理论计算研究为基础,首先根据频率域电磁场的计算,通过傅立叶转换得到瞬变电磁场的解,然后由瞬变电磁场计算表达式推导出视电阻率计算公式。应用BETEM软件模拟均匀地层中不同阻值岩层的响应曲线,对比发现低阻岩层瞬变电磁场衰减缓慢。以东北裂隙水害区某矿为例,应用地面瞬变电磁探测系统对井田范围普查。结果表明:测区内断层经过的地层视电阻率曲线完整性被破坏并且断层及其周围破碎带发育,低阻显现明显,具有良好的导水倾向。对疑似区的井下瞬变电磁超前探测结果与实际揭露断层相吻合。应用瞬变电磁法对煤矿浅层导水断层探测为煤矿防治水工作提供了有效的技术支撑。
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