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本文作者：楊玉蕊1張義平1繆玉松1齊憲秀1馬迎雷2作者單位：1貴州大學(xué)2洛陽市欒川縣電業(yè)局

本實(shí)例是對(duì)貴州省某礦進(jìn)行地下水富含狀況進(jìn)行探測，面積為2.85km2，探測深度為50～250m。根據(jù)地形條件使用DUK-2A型電法測量系統(tǒng)，分別布設(shè)300、600、900、1200m不同長度的勘探線，研究測量深度與勘探線長度相關(guān)性。

工程地質(zhì)概況

礦區(qū)地勢由東向西逐步抬升，形成明顯的階地。礦區(qū)地層傾向235°～225°，傾角為10°～15°，平均傾角為13°，總體表現(xiàn)為單斜構(gòu)造。區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造，總的來說，礦區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度簡單。地貌類型屬高原低中山溶蝕侵蝕地貌。區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育，落水洞、溶洞在區(qū)內(nèi)均有分布。區(qū)域上出露地層主要有二疊系和第四系。含煤地層為二疊系的梁山組，M1煤層為區(qū)內(nèi)唯一可采煤層，傾角10°～15°，平均傾角13°。

物探線布置

在勘探區(qū)域內(nèi)，依據(jù)地質(zhì)資料，在地形起伏較小、坡度較緩處共布置了7條勘探線?？碧骄€橫慣主要巷道、采空區(qū)、煤層露頭。測點(diǎn)位置采用高精度eTrex手持GPS衛(wèi)星定位儀導(dǎo)航定點(diǎn)，點(diǎn)位誤差為±5m。其中剖面4測量了300m勘探線、600m勘探線、900m勘探線和1200m勘探線四組數(shù)據(jù)（圖4），本文將對(duì)四組數(shù)據(jù)反演圖像進(jìn)行分析，對(duì)比其探測效果。300m勘探線電極總數(shù)為30，收斂標(biāo)志為1，測量時(shí)最大電極間距為6，即nmin=1，nmax=6，A=27，M=28，N=29，B=30完成跑極。600m勘探線電極總數(shù)為60，收斂標(biāo)志為1，測量時(shí)最大電極間距為16，即nmin=1，nmax=16，A=57，M=58，N=59，B=60完成跑極。900m勘探線電極總數(shù)為90，收斂標(biāo)志為1，測量時(shí)最大電極間距為24，即nmin=1，nmax=24，A=87，M=88，N=89，B=90完成跑極。1200m勘探線電極總數(shù)為120，收斂標(biāo)志為1，測量時(shí)最大電極間距為24，即nmin=1，nmax=24，A=117，M=118，N=119，B=120完成跑極。

探測結(jié)果分析

1300m探測結(jié)果

300m勘勘探線電阻率成像及分析圖見圖5。探測最大深度為53m。推測剖面上有一條節(jié)理裂隙異常F1。節(jié)理裂隙異常F1視電阻率等值線向下凹起呈低阻板狀體異常，走向北西，傾向北東，距地表較近，對(duì)煤炭采掘無影響。由于探測深度有限，未發(fā)現(xiàn)巖溶空洞異常及水巖溶空洞異常。

2600m探測結(jié)果

600m勘探線電阻率成像及分析圖見圖6。探測最大深度為140m。推測剖面上有有2條節(jié)理裂隙異常F1、F2；2個(gè)巖溶空洞異常K1、K2，其中K2中心標(biāo)高為+1285m；2個(gè)水巖溶空洞異常G1、G2。其中F1與300m勘探線中的F1為同一異常，K1在300m勘探線長度覆蓋但深度未達(dá)到的空間內(nèi)，F(xiàn)2、K2、G1及G2在300m勘探線長度探測范圍外異常。節(jié)理裂隙異常視電阻率等值線向下凹起呈低阻板狀體異常：F1與300m探測結(jié)果一致；F2走向北東，傾向北西，穿過M1煤層，對(duì)煤層采掘有一定影響。巖溶空洞在斷面圖上視電阻率等值線呈高值圈閉，形狀近似橢圓，本勘探線上的兩個(gè)巖溶空洞K1、K2距煤層較遠(yuǎn)，且面積不大，對(duì)煤炭采掘無影響，水巖溶空洞G1距煤層較遠(yuǎn)，雖面積不大，但由于可能與F2斷層關(guān)聯(lián)，對(duì)煤炭采掘形成一定影響，水巖溶空洞G2下部貫穿煤層，對(duì)煤炭采掘影響較大。

3900m探測結(jié)果

900m勘探線探測電阻率成像及分析圖如圖7所示。探測最大深度為223m。推測剖面上有2條節(jié)理裂隙異常F1、F2；3個(gè)巖溶空洞異常K2、K3、K4，其中K2中心標(biāo)高為+1280m，K3中心標(biāo)高為+1238m，K4中心標(biāo)高為+1350m；3個(gè)水溶空洞異常G1、G2、G3。其中F1、F2、K2、G1、G2與600m探勘探線上為同一對(duì)應(yīng)異常。K3、G3在600m勘探線范圍內(nèi)，由于探測深度不足，異常未能顯示，K4為600m勘探線長度探測范圍外異常。F1、F2、K2與600m勘探線結(jié)果一致，K4巖溶空洞距煤層較遠(yuǎn)，且面積不大，對(duì)煤炭采掘無影響；K3面積較大且橫貫M1煤層，后期煤炭采掘要防止該巖溶空洞涌水。水巖溶空洞異常在斷面圖上視電阻率等值線呈低阻圈閉異常。本勘探線上G1異常中心距煤層較遠(yuǎn)，與600m勘探線結(jié)果不同，其與F2關(guān)聯(lián)性消失，對(duì)煤炭采掘影響不大；K1的高阻圈閉體對(duì)應(yīng)位置，有大范圍高阻區(qū)域，但并未閉合，可見勘探線長度會(huì)影響對(duì)某一深度異常的解釋；G2、G3異常橫貫煤層，對(duì)煤炭采掘影響較大。

41200m探測結(jié)果

1200m勘探線探測電阻率成像及分析圖如圖8所示。探測最大深度為245m。推測剖面上有3條節(jié)理裂隙異常F1、F2、F3；3個(gè)巖溶空洞異常K2、K3、K4，其中K2中心標(biāo)高為+1280m，K3中心標(biāo)高為+1238m，K4中心標(biāo)高為+1350m；5個(gè)水巖溶空洞異常G1、G2、G3、G4、G5。其中F1、F2、K2、K3、K4、G1、G2、G3均與900m探勘探線上為同一對(duì)應(yīng)異常。G4、G5位于900m勘探線長度覆蓋但深度未達(dá)到的空間內(nèi)。F3為900m勘探線長度探測范圍外異常。F1、F2、K2、K3、K4、G1、G2、G3對(duì)煤炭采掘影響同900m勘探線分析。F3走向北東，傾向北西，煤層采掘無影響。G4異常中心距煤層較遠(yuǎn)，對(duì)煤炭采掘影響不大，G5異常上部貫穿煤層，對(duì)煤炭采掘影響較大。

5對(duì)比分析

1)探測深度分析

根據(jù)高密度電法探測深度的經(jīng)驗(yàn)算法是1/3~1/2（AB/2），則300米勘探線探測深度為50~75m，600m勘探線探測深度為100~150m，900米勘探線探測深度為150~225m，1200m勘探線探測深度為200~300m。本實(shí)驗(yàn)中四條勘探線探測深度分別為53m、140m、223m、245m，相差83m，符合經(jīng)驗(yàn)算法。

2)探測范圍及成像圖對(duì)比分析

300m勘探線起始點(diǎn)號(hào)為1～30，探測最低點(diǎn)標(biāo)高為+1250m；600m勘探線起始點(diǎn)號(hào)為1～60，探測最低點(diǎn)標(biāo)高為+1169m；900m勘探線起始點(diǎn)號(hào)為1～90，探測最低點(diǎn)標(biāo)高為+1109m；900m勘探線起始點(diǎn)號(hào)為1-120，探測最低點(diǎn)標(biāo)高為+1049m。探測電阻率成像圖相應(yīng)位置高低阻能夠吻合。

3)異常對(duì)比分析

①節(jié)理裂隙異常。F1在300m、600m、900m和1200m勘探線的電阻率成像圖上具有相同的特征；同樣F2在600m、900m和1200m勘探線電阻率成像圖的的特征也相同。F3僅在1200m勘探線范圍內(nèi)被發(fā)現(xiàn)。②巖溶空洞異常。600m勘探線的K2巖溶空洞異常與900m、1200m的K2巖溶空洞異常處于同一物理點(diǎn)上且中心標(biāo)高一致。600m勘探線的K1異常在900m、1200m勘探線上有對(duì)應(yīng)的高阻區(qū)域，但是未呈現(xiàn)閉合狀態(tài)。900米勘探線的K3、K4與1200m的K3、K4巖溶空洞異常處于同一物理點(diǎn)上且中心標(biāo)高一致。③水巖溶空洞異常。600m勘探線上的G1、G2與900m、1200m的G1、G2水巖溶空洞異常處于同一物理點(diǎn)上且中心標(biāo)高一致；900m勘探線上的G3在600m未達(dá)到的深度區(qū)域，與1200m的G3水巖溶空洞異常處于同一物理點(diǎn)上且中心標(biāo)高一致；1200m勘探線上的G4、G5在900m未達(dá)到的深度區(qū)域。

①300m勘探線、600m勘探線、900m勘探線和1200m勘探線成像圖高低阻相互對(duì)應(yīng)，高密度電法探測深度與勘探線長度成正比，長度越長，探測深度越深。②實(shí)驗(yàn)中，勘探線測深與標(biāo)高的關(guān)系：300m———H=0.353(AB/2)=53m；600m———H=0.467(AB/2)=140m；900m———H=0.496(AB/2)=223m；1200m———H=0.408(AB/2)=245m。其中0.353、0.467、0.496、0.408均處于1/3～1/2。300m、600m、900m和1200m的最大隔離系數(shù)分別為6、16、24、24，300m、600m、900m隨著隔離系數(shù)增大，深度系數(shù)增大，但是900m與1200m最大隔離系數(shù)相同，深度系數(shù)無明顯增大規(guī)律。③影響高密度電法測深的因素有很多，不僅有探勘探線長度，還有電極間距、隔離系數(shù)，還有上覆低阻層電性和厚度等。因此目前對(duì)高密度電法測深的的解釋僅能依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判定。④在工程實(shí)踐中布置剖面前要詳細(xì)分析探測區(qū)域地質(zhì)特性以及探測目標(biāo)，根據(jù)煤層埋深及地質(zhì)特性選擇合適的探測方法及勘探線長度。