1、电法勘探技术,煤炭科学研究总院西安分院电法勘探技术研究所王信文13519175936,内容提要：,什么是电法勘探？电法有多少种勘探方法？目前电法技术能解决什么问题？煤矿常用的电法勘探技术有哪些？ 能解决什么问题？ 解决到什么程度？ 怎么解决？,一、什么是电法勘探？,利用探测目标对电参数的差异来分辨目标体,电参数,电流,电压,电阻率,电场强度,极化强度,目标体,岩层,洞穴,金属矿,水体,构造,前提是目标体有明显的电性差异，如：煤的电阻率 30-1000m海水的电阻率 0.2-1 m湿土壤的电阻率 1-10m泥岩的电阻率 10-100 m砂岩的电阻率 100-1000m灰岩的电阻率 300-100
2、00m砂砾的电阻率 600-10000m花岗岩的电阻率 -10000m铜的电阻率 0.0001m,二、电法有多少种勘探方法？,重力勘探,磁法勘探,地震法勘探,物探（地球物理勘探）,电法勘探,电法勘探,直流电法,交流电法,天然电法,电法勘探,高密度,高分辨,电测深,瞬变电磁,地质雷达,磁偶源,坑道透视,天然场,电磁辐射,电剖面,三、目前电法技术能解决什么问题？,1.大地构造,地球结构 地壳厚度、地幔厚度探测,2.空间技术,电磁波技术 天气预报、太阳黑子活动,3.精细目标探测 古墓、建筑地基、路基、 古河道、溶洞、含水层、水源井、 基底岩层、海水侵入、污染土体、 各种金属矿产、地质构造,四、煤矿常
3、用的电法勘探技术有哪些？,电磁法原理图,瞬变电磁（TEM）,TEM属时间域电磁勘探方法。其探测原理是在发送回线中通以稳恒电流，这样在回线中及周围一定区域内便产生了一次稳定磁场。根据电磁感应原理，当一次电流关断后，在大地中感应出二次涡流场。在地中，良导体内部所激发的涡流场较强、不良导体中的涡流场较弱，因此可以通过分析二次场随时间的衰变规律，来探测地下地质体的分布情况。,瞬变电磁（可控源频率测深）能解决的问题：,煤矿采区地下水勘探；煤矿采区含导水陷落柱探测；老窑采空区范围及边界勘察；断层破碎带、地热水资源勘探；潜在突水或导水通道探测；洞穴、岩溶勘察及评价；煤田自燃区探查；帷幕注浆效果质量检测；工程
4、地基勘察；,设备 （无线、卫星同步）加拿大PHYNIX公司的V8系统,野外发射电源,野外施工,数据曲线特征,时间道剖面认识,地层形态在剖面上的反映,含水陷落柱在剖面上的反映,断层在电阻率剖面上的反映,大深度勘探，适合地质条件复杂区域，沙漠、戈壁、山地、沟壑等地也可以使用。属于瞬态电磁波技术有变种CSAMT、MT等属于体积勘探实用性好定性解释区域性含水体、构造含水断有盲区问题可提供不同深度平面，不同方向剖面信息瞬变仪器 （V5、V8、PROTEM、GDP32、DTEM、TEM等）,瞬变电磁总体特点,直流电法探测原理,直流电法是通过供电电极AB在地层中建立稳定电场，不同电阻率的地层会产生不同的电位
5、差异，研究测量电极MN得到的电位差异规律，便可确定不同地质构造的形态及规模。由于岩石电阻率大小主要取决于空隙内的富水性和孔隙空间特性。所以电阻率成像对于识别隐伏断层、破碎带、陷落柱、尤其是含水、导水破碎带甚至潜在的突水点都有明显的地质效果。,直流电法的装置形式,高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法，野外测量时只需将全部电极(几十至上百根)置于测点上，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集，当将测量结果送入微机后，还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种图示结果。,高密度电阻率法介绍,高密度对称四极法示意图,12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,
6、1,1 2 3 4 5 6 7 8,9 10 11 12 13 14 15 16,A,B,N,M,高密度偶极剖面法示意图,802,施工布置,风积沙厚度,巷道顶底板探查 利用现有的巷道工作，探查深度可达100米，要求巷道内无大范围积水，可探测含水层深度，局部富水体深度范围、导升高度及沿巷道方向分布宽度，提供沿巷道方向垂向电阻率切片剖面。用于解释工作面巷道底板50m深度内的含水、导水规律，潜在的突水通道、底板隔水厚度、含水层厚度、含水层原始导升高度,矿井直流电法应用,利用巷道超前探测使用三极空间交汇探测法，可以预测堵头前方80米范围内存在的导含水构造（断层、陷落柱、裂隙破碎带、老空巷道），提供前方
7、80米范围内岩石的视电阻率变化信息。预测堵头的后方必须有不小于80米的施工空间，不能判断前方含水体的来源（顶板裂隙水、底板溶洞水等）。可以肯定解释非异常区不会存在突水或出水的危险，解释的异常区不能肯定一定出水，异常为相对异常。,巷道超前探测,B,直流电法超前探原理示意,无穷远,透视CT技术（坑透、电透、CT）,电穿透技术是利用电磁波在介质中传播时，其电流强度随介质层电阻率的大小而有规律变化的特性，进而计算出穿透各点的视电阻率相对关系，做出反映探测区域富水性强弱的等视电阻率平面等值线图，为防治水工作提供准确可靠的依据。并可结合当地的地质条件推断出顶底板含水体的性质、富水性的大小、空间形态以及分布
8、范围。利用频率测深的特性，还可以进一步推断出异常体的埋深范围。该技术是探测井下工作面隐伏断层、破碎带、陷落柱的一种有效实用的方法，尤其是对含水构造的反映更为明显,工作方式,用于资源开发的成熟物探技术一览表,用于矿井采区的成熟物探技术一览表,国外新技术,V8多功能电法仪EH4测深系统PATHfinder地质雷达美国Stolar Horizon公司的机载雷达澳大利亚ADVANCED随钻测斜钻进网络化矿井地质勘探远程专家支持系统,井下：美国Stolar Horizon, Inc. 机载超前探测雷达,监视,探头,实时超前探测、定量灰份测量关键：随采动探测创新：自动回采、掘进作业，煤质要求，作业工艺，安全,实时超前探测,网络交互环境下的三维地质解释,TSP技术移植煤矿使用的条件,均匀地质体-层状地质体误解释的问题,大跨度超前,井下TEM 方向性激发和接受,大跨度超前,结论:,地面导含水构造的精确探测,与地震勘探同步简单/快速,现场处理的超前探测井下100米长距离超前探测方法矿井机载地质条件可视化技术前期研究孔中直观可视化水文地质条件立体监测,感谢大家的长期支持共建平台,加强交流,共同探讨产学研结合,促进我们共同的事业发展 感谢大家!,
