直流电法物探低阻解释分析

2015-07-27太原理工大学矿业工程学院太原030024

山东工业技术 2015年19期

关键词：物探

成　磊（太原理工大学矿业工程学院,太原　030024）

直流电法物探低阻解释分析

成磊
（太原理工大学矿业工程学院,太原030024）

摘要:对煤矿地区需要对地下物体进行技术方法的提前探测，目前采用比较多的方式为直流电法物探对于地下情况进行了解，主要的解释内容是保证直流电法测定的低阻区的解释来进行预报。采用直流电法在解释过程中，解释结果的准确度直接影响后期各项工作的开展，因此必须保证工程技术方法解释的准确性，保证该技术的应用广泛度。笔者通过对现场数据解释过程对比实际情况，其中存在的差异位置进行全面的分析，总结出一套新型的资料解释方法，有效的降低在解释过程中出现的种种问题，在实际生产过程中，结合直流电法的常规解释能够有效的保证解释的准确性。

关键词:直流电法；物探；低阻；解释分析

0　引言

矿井直流电法预测技术常规模式是采用三点三极的方法对煤矿巷道的基本情况进行初步了解，矿井直流电法是在“三点源发”的基础不断的总结和完善实现的，勘探方法比较简单，对于水资源的勘察准确度比较高，并且探测深度大，因此在应用过程中比较广泛。

三点三极探测法在应用过程中采用的理论支撑是点源电流场和球体交汇理论。点源电流场理论是根据球对称原理而发展的，利用测量电极MN测量巷道底板过程中，测量的主要内容为三个点所合成的球心，两者间距为MN长度的球壳体积内整体的电阻率变化情况，实现一次测定3组视电阻率取值。在解释过程中能够结合所得三组视电阻率值和球体交汇原理来校正所得数据，将干扰因素逐步排除，提升整体解释数据的准确度。

电源电流场以及球体交汇理论可以在广义来描述地下巷道前方的基本情况，但是在详细的资料数据解释处理过程中，消除测量阶段获取的干扰波形的难度较大，在具体位置的确定上准确度也有待提升。

1　均值曲线法资料解释技术

在目前我国应用的比较多的方法中直流电法物探技术对于低阻区解释软件都是结合surfer来进行相应的数据等值线填充工作的，在操作过程中不需要复杂的人为操作，并且图像的形成效果比较良好，不足之处在于解释精度不足，一般情况只能达到60%左右。

本文的主要研究内容是避免从纯数据的角度对问题进行分析，而是选择与均值差值类似的模式来处理相关的数据和资料，取得的工程使用效果良好，本文将其称之为均值曲线法资料解释技术，主要的步骤为以下四个：

第一，首先将3个电极中获得的探测数据划分为3个组别，分别画出视电阻率曲线分布图，将横坐标采用测量点距离1号供电电极的距离作为标准，纵坐标为视电阻率的值。

第二，将3条不同的视电阻率曲线获得的同一探测距离处的视电阻率求得均值，得到相应的均值曲线，均值曲线表示的含义是在不同距离下视电阻率均值，与之前相同，在该坐标系中，横坐标为视电阻率均值与电极的距离，纵坐标为电极在不同距离处的视电阻率值。

第三，比较第一步和第二步获得的视电阻率曲线，如果原始的视电阻率值与均值视电阻率值相对出现前者小于后者的情况，则说明该位置为低阻异常区。为了有效的进行对比，笔者将相对完整的其他两条曲线等间距的平移，使其能够在同一坐标系中显示相应的视电阻率曲线。

第四，通过上述步骤的处理，能够将图像中的低阻异常区找出来，大致标注出相应的位置，然而由于本身直流电法技术采用的是“点源电流场”作为自身的支撑理论来逐渐进行地质体的解释，在测量过程中，极点在测量时能够够在巷道底板处进行相应的测量工作，将供电极作为球心，厚度指标为测量电极间距中体积范围内的介质电阻率值。如果在巷道中存在一定的影响巷道顶底板电流或者侧向有低阻异常体的情况，将会对地下真实情况造成影响，这时应当结合采用球体交汇的原理来去除相应的干扰影响。

2　交集资料解释法

通过分析大量的实际工程数据与解释结果对比，发现采用均值直流电法在数据处理上准确度严重不足，经过研究发现，在解释过程中，如果相同的数据进行处理时，无论采用哪一种方法来进行处理最终的结果都存在比较大的误差，而研究人员发现，摒弃原本的均值法，采用取交集的方法，即对于出现差异的位置确定存在异常，而是对于两个解释判断都存在异常的情况才判定为异常区。

利用河北某矿区的勘探资料进行说明，现场的基本情况如下：巷道采用下山掘进进行，迎面存在的绝大部分内容为浮煤以及煤泥，这样的实际情况对于直流电法测量结果造成一定的不利影响。

通过分析的资料可知，在该巷道内电极前方20m左右位置存在低阻异常区，显示在巷道内电极前方20m和50m左右的位置都存在一定的低阻异常区，根据取交集的方法，两组曲线都指向相同的20m位置处的低阻异常区，而50m处位置的异常为假异常，最终工程技术措施验证，在前面24m处岩层的顶板已经破碎，并且在锚杆处还有水的存在，这是导致低阻异常的真实原因，而在50m处没有发现实际地质体造成异常。