CSAMT法探测煤矿构造含导水性的效果与分析

刘江宾,赵　辉,孙　伟（陕西省煤田地质局物探测量队,西安 710005）

CSAMT法探测煤矿构造含导水性的效果与分析

刘江宾,赵辉,孙伟
（陕西省煤田地质局物探测量队,西安 710005）

我国许多煤矿开采时间较长，随着煤矿开采技术的发展，生产能力大大提高，浅部煤炭资源已开采殆尽，中深部资源的开采势在必行。但中深部地质情况复杂，因此，中深部地质构造含导水性的探测显得尤为重要，探测方法的选择更是需要探索与分析。本文介绍了CSAMT法在煤田地质勘探中的技术特点及应用实例，总结了隐伏地质构造在CSAMT法中的电性反映特征。

中深部资源；隐伏地质构造；CSAMT法；煤田地质勘探

1　引言

近年来，随着浅部煤炭资源的开采殆尽，煤矿开采深度不断增加，但中深部的地质构造复杂，对构造的含导水性探测准确性较低，地质预测预报可靠性较差，从而在开采过程中造成严重的水害事故，给人民生命财产带来了重大的损失，也严重制约着煤炭工业的发展。因此，提高中深部隐伏地质构造探测的准确性具有重要的现实意义。

目前，地面探测地质构造含导水性的手段大致有三种：钻探方法直观、准确，但其效率低、成本高，探测结果具有局限性和盲目性；直流电测深法虽然理论成熟，施工简单，但也存在效率低、受高阻屏蔽等缺点，尤其对深部构造的探测工作量劳动强度更大；瞬变电磁法对水体反映敏感，但其体积效应较大，受仪器因素的限制，深部分辨率较低。CSAMT法近几年凭借其效率高、勘探深度大、体积效应较小等优点被广泛应用于地热勘探、金属矿探测等领域，并取得了较好的地质效果。但在煤田地质勘探中大面积的应用CSAMT法进行的物探工作较少，因此面积性的CSAMT工作在中深部煤田地质勘探中的应用效果值得探索与分析。本文以山西某煤矿为例，在其井田范围内进行了大量的CSAMT工作，通过资料的反演解释，对比分析了CSAMT法在探测中深部隐伏地质构造方面的效果。

2　CSAMT方法原理及其技术特点

CSAMT法使用可控制的人工场源，测量参数为电场和磁场之比所得出的视电阻率。探测深度不是靠供电电极几何尺寸的变化而是靠频率的变化而实现,故深山陡谷或狭小的区域内都可进行探测。此方法在不同频率范围进行测量时，CSAMT法还具备良好的深穿透能力，可从地表达到几公里的深度，具有良好的横向分辨率，不易受地形因素的影响且抗干扰能力强，工作效率高。

CSAMT法使用的是交变电磁场，因而可以穿过高阻层，特别是高阻薄层。有些用直流电法无法探测到的高阻薄层下的地质体，用CSAMT法能很好解决这一问题。

3　实例分析

采用美国Zonge公司生产的GDP-32Ⅱ型多功能电法工作站，标量装置进行观测，观测参数为Ex和Hy，40m×40m的二维网度布设。从图1中可以看出，该断面发育X6陷落柱和F2逆断层，视电阻率等值线在纵向上由煤系地层的较低阻至奥灰的高阻，在横向上视电阻率基本呈水平层状，反映了实际地层的特点。但在187～207段视电阻率曲线出现高阻绕曲特征，变化较杂乱，为X6陷落柱影响所致，且其不含水。在239～243段两侧视电阻率等值线发生明显的变化，与正常地层电性特征不符，为F2逆断层影响所致，分析其为局部含水断层。在点号131～155段，等值线整体向下凹陷，相对右侧呈明显的低阻异常，结合地震资料可知，S1向斜的轴部穿过此区域，分析该异常范围内含水层富水性较强。

通过以上断面异常分析认为，隐伏地质构造（断层、陷落柱、褶曲）在视电阻率断面图中电性异常反映较明显，对其含水性可以得出定性的判断，然后根据各层位视电阻率等值线平面图并结合测区内已知地质资料对各种隐伏地质构造的导水性做出推断。

4　结论

经过对山西某矿采用CSAMT法进行面积性勘探取得的成果研究和分析，有认识如下：

（1）CSAMT法勘探深度大、工作效率高、分辨率较高，受地形影响较小，对于在地形复杂的山区来说是一种行之有效的物探方法。（2）利用CSAMT法在煤田地质勘探领域探测中深部隐伏地质构造的含导水性是可行的，可以很好的解决隐伏构造含导水性的问题。

[1]何继善.可控源音频大地电磁法[M].长沙:中南工业大学出版社,1989.

[2]石昆法.可控源音频大地电磁法理论与应用[M].北京：科学出版社,1999.

[3]底青云，王若.可控源音频大地电磁数据正反演及方法应用[M].北京:科学出版社,2008.

[4]邝广.可控源音频大地电磁法的场区校正[J].CoalGeologyofchIna，1996,8(03).

[5]陈乐寿.大地电磁测深资料处理与解释[M].北京：地质出版社,1989.

[6]王家映.关于大地电磁静校正问题[J].地质科学情报,1992,11(01):69-76.

[7]朴化荣.电磁测深法原理[S].地质出版社,1990.

刘江宾(1984—)，男，河北保定人，物探助理工程师，从事电法勘探工作。