陕北矿区岩层富水性TEM探测技术与应用

"TEM探查岩层富水性的关键技术及应用效果" 在煤矿开采过程中，水害是一个严重威胁安全生产的因素，尤其是对于大水矿区来说，有效地探测和评估岩层的富水性至关重要。瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，简称TEM）是一种常用地球物理勘探技术，尤其适用于含水层的探测。该方法基于电磁场的变化来探测地下介质的电导率，从而判断其含水量。 在陕北侏罗纪煤田榆横矿区，直罗组砂岩层的含水状况直接影响2煤的安全开采。为了解其富水性，研究者采用了TEM方法，并结合了测井数据、钻探资料和岩性特征。其中，关键的技术包括： 1. 装置选择：针对层状分布的含水层，选择中心回线装置，这种装置能提供最佳的耦合效果，减少旁侧干扰，提高横向分辨率。测量通常在发射线框内的1/9区域进行，以获取更精确的数据。 2. 测网设计：测线布置应垂直于地层和主要构造走向，以确保最佳的探测效果。在岩层富水性探测中，一般选择40m×20m的测网，而在复杂构造区域，如断层或陷落柱附近，需要加密测量，测网密度可能增加到20m×20m或10m×10m。 3. 发射回线边长的确定：最佳回线边长应满足0.8Vmax的条件，即L/h在0.9~1.5之间，其中L为回线边长，h为目的层的最大深度。在煤矿水文地质勘探中，推荐的回线边长L应小于或等于h。 通过这些关键技术的应用，研究者利用测井数据标定岩层位置，然后结合砂岩与泥岩厚度比值参数以及视电阻率的低阻异常，成功推断出富水区。实例显示，这种方法在全区范围内推断出的6个砂岩富水区，经过钻孔验证，与实际情况高度吻合，证明了TEM方法在富水性探测上的有效性。 TEM技术结合地质、水文地质和钻探资料，为矿井防治水提供了科学依据，有效提高了探查的精度和可靠性，对保障煤矿安全生产起到了积极作用。在实际应用中，应根据地质条件灵活调整探测策略，以获取最准确的富水性信息。