瞬变电磁法定量评估河流流域开采区富水性技术

发布时间：2021-07-13 22:28

　　为了查明河流下渗对露井联采采空区和回填区影响的范围及程度,采用瞬变电磁法对鄂尔多斯呼和乌素沟与乌兰木伦河附近井工开采采空区及露天开采回填区进行探测试验,根据距离河流的远近不同从"线、面、体"等角度全方位分析电性响应特征情况,并结合物探区域内钻探抽水试验结果,探讨瞬变电磁法定量探测富水性的可行性。结果表明:瞬变电磁法可精确勘查河流流域露井协采煤矿浅埋深地质异常体（埋深不超过150 m）富水范围及强度,河流附近不含水（或弱含水）采空区高阻特征明显,而河流附近含水回填区低阻特征明显;附近河流对回填区影响较大,横向可达500 m,回填区呈现明显的富水"漏斗",横向影响范围随深度增加缩小,富水强度随深度增加也减弱,基本与露天剥离回填空间范围相吻合,而附近河流对采空区及上部岩层影响较小,横向不超过80 m,纵向主要影响采空区上部含水层,对采空区补给较少,采空区基本不含水（或弱含水）;尝试建立钻孔单位涌水量与视电阻率之间的关系式,并用瞬变电磁法定量探测区域单位涌水量从而确定富水性等级。 

【文章来源】：重庆大学学报. 2020,43(04)北大核心CSCD

【文章页数】：14 页

【部分图文】：

距河流不同垂直距离采空区归一化电压

试验区域位于乌兰木伦河西部,呼和乌素沟从西往东穿过试验区,乌兰木伦河与呼和乌素沟在矿区东部交汇,河谷均呈明显的U型,一级阶地发育,显著高出河床。乌兰木伦河在试验区东部边界由北向东通过,流经试验区东南部,常年有水,进入榆林地区后并入窟野河,最后成为黄河的支流。乌兰木伦河是井田流量最大的河流,全年平均流量3.13 m3/s,有记录的最大流量1 395 m3/s,呼和乌素沟贯穿井田北部,从西往东汇入乌兰木伦河,季节对流量影响显著。两条河流位置见图1。试验区主要研究目标为3号煤和4号煤。3号煤层埋深较浅,小于150 m,平均为80 m,房柱式开采,试验区大部分范围3号煤层房柱式采空区已露天剥离治理并回填,只有西北部局部区域存在小煤窑房柱式或巷柱式采空区(3号煤层)。根据煤矿所提供的资料及现场调查初步结果显示,矿井西北部存在3煤房柱式采空区,井田东部存在大范围3煤剥离回填区,且房柱式采空区与回填区可能与地表河流沟通,存在大量直接补给,给煤矿安全生产带来较大的隐患。为查明该区域的采空区、回填区受河流影响分布范围以及含水层富水分布情况,特圈定了东北部和西北部2块区域进行瞬变电磁法探测,图1中东北部呼和乌素沟和乌兰木伦河交汇处以西的物探区域为露天开采回填区,西北部呼和乌素沟以北物探区域为井工开采区域,并在全矿布置了12个水文补勘钻孔,其中SK01、SK02、SK11、SK12、SK03、SK05以及SK13钻孔均位于物探区域之内。

图2 距河流不同垂直距离采空区归一化电压图2可以看出归一化电压曲线均较圆滑,随着远离河流,曲线电压有整体降低的趋势。图3不同曲线视电阻率值整体变化也较明显,其中0,20,40,60,80 m视电阻率值曲线在3煤深度附近表现低阻异常反应;100,120,140 m曲线在3煤附近起伏增大,跳跃性较明显,视电阻率值出现异常增大。结合现场地质条件,推断河流影响范围为80 m:80 m之内呈现低阻含水特征,为河流下渗影响范围,超出80 m之后,视电阻率值出现明显增大,采空区区域呈现高阻不含水特征。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3282914