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电法勘探研究所

  电法勘探研究所(简称“电法所”)主要从事电磁法勘探技术的研究与工程施工。拥有一支理论水平高、实践经验丰富的电磁法勘探专业技术人员队伍,拥有专业技术人员40余名,高级工程师、研究员以及具有研究生以上学历人员占到60%。近年来,以煤炭行业为基础,在石油、冶金、水利、电力、公路、铁路及建筑等多个行业共计承担了300多项水文地质、工程地质、灾害地质及油气勘探等方面的地面电磁法研究和勘探任务,为生产提供了大量的地质成果,赢得了客户良好的评价。
  电法所现装备有各类先进的电磁法勘探仪器,包括加拿大凤凰公司的V5、V8多功能电磁法勘探系统以及多套地面电磁法勘探仪器设备,可在能够使用直流电法、瞬变电磁法(TEM)、可控源音频大地电磁法(CSAMT)、大地电磁法(AMT/MT)、激电法(TDIP/SIP)、时间域激发极化法(TDIP)、频谱激电法(SIP)、孔间透视等方法的任何区域进行矿井与地面电磁法勘探工程。

   物探技术已在肥城、淄博、新汶、兖州、徐州、淮北、淮南、皖北、神火、永夏、平顶山、焦作、霍州、晋城、潞安、阳泉、神东、乌达、韩城、澄合、黄陵、哈密、丰城、北漂、铁法、开滦、大同等局进行了推广应用。

  主要业务
  包括:矿井电磁法勘探技术、地面电磁法勘探技术,综合勘探技术。
  矿井电磁法勘探技术
  1)巷道顶板、底板含水构造及富水区域探查
  采用矿井直流电法,以介质的电性差异为基础,利用现有的巷道工作,探查深度可达100米,要求巷道内无大范围积水,可探测含水层深度、局部富水体深度范围、导升高度及沿巷道方向分布宽度,提供沿巷道方向垂向电阻率切片剖面。用于解释工作面巷道顶底板100m深度内的含水、导水规律、潜在的突水通道、底板隔水层厚度、含水层厚度、含水层原始导升高度。

107工作面切眼附近顶板上30m电法低阻异常(导水通道)平面示意图

  2)工作面顶板、底板含水构造及老窑探查
  音频电穿透技术利用电磁波在介质中传播时,其电流强度随介质层电阻率的大小而有规律变化的特性,进而计算出穿透各点的视电阻率相对关系,做出反映探测区域富水性强弱的等视电阻率平面等值线图,为防治水工作提供准确可靠的依据。并可结合当地的地质条件推断出顶底板含水体的性质、富水性的大小、空间形态以及分布范围。利用频率测深的特性,还可以进一步推断出异常体的埋深范围。

  该技术是探测井下工作面隐伏断层、破碎带、陷落柱的一种有效实用的方法,尤其是对含水构造的反映更为明显。
  该技术结合了矿井直流电法和频率测深仪器的优点,探测采煤工作面内顶底板的导含水构造,可确定含水体的空间位置,包括平面位置和深度范围。
  利用上巷和下巷空间进行工作面CT透视,根据低频电流场的穿透效应,反演计算工作面顶底板内隐伏导含水构造及富水区。

音频电穿透法探测采煤工作面底板含水构造结果

  3)矿井直流电法超前探测含水构造
  利用巷道超前探测使用矿井直流电法超前探测法,可以预测独头前方100米范围内存在的导含水构造(断层、陷落柱、裂隙破碎带、老空巷道),尤其能识别前方100米范围内灾害性含导水地质构造及其位置。

文本框:    平朔老窑采空积水区直流电法超前探测结果

  4)探测工作面内小构造
  利用无线电坑透技术和工作面层透视技术,探测采煤工作面内的小构造、陷落柱等。

文本框:    图6 工作面内小断层坑透探测结果示意图

  地面电磁法与综合探测技术
  1)工作面及相邻区域水文地质条件探查
  为确保矿井生产安全,西安院可为开采工作面及相邻区域进行水文地质探查。包括:在采区、工作面范围内探查断面上、平面上的富水异常区域及其分布规律,指定范围内各含水层的深度,断层导水情况及潜在的导水通道。

文本框:    孟加拉巴库普利亚地面TEM探查采区断层等导水地质构造及单斜地层形态

  2)老窑勘查
  采用高分辨电法,探测地表以下250m深度范围内的地下老窑的空间分布状况,可分辨有无积水。对地表以下400m深度范围内突水淹井的透水通道进行探测。

  3)小煤矿采空区探查
  利用瞬变电磁法及高分辨电阻率法探测小煤窑采空区范围。依据物探成果资料,指导矿方重新设计工作面及大巷,避免可能发生的淹井带来的重大损失。

文本框:    邢台局东庞矿老窑探测结果
  4)煤矿水文地质补充勘探
  查明勘探区域内含水层富水性分布规律和潜在的导水通道,并对导水构造影响开采的性质和程度作出评价。给煤矿优化开拓设计方案和安全生产提供地质保障。

  5)导含水陷落柱探查
  采用高分辨电磁法勘探技术对体积小、埋藏深的导含水陷落柱进行探查。多达数十道的数据采集方式,增加了纵向分辨率,保证每一探测层位有多个频点控制,同时采用了时-频分析进行数据处理解释确保了探测结果的精准度。此方法探测深度达800~1000m,探明各含水层的富含水情况、导含水陷落柱的空间分布规律和断层的导含水性,对测区水文地质条件作出初步的综合评价,可指导井下探水工程、防治水工程的设计与实施。

含水陷落柱在电阻率断面上的反映

  6)火区勘探
  利用高分辨电法探测深度250m内的煤矿火烧区范围、烧空区范围、火烧后富水区及其边界探查,清晰可靠。

文本框:    火烧区TEM探测结果

  7)煤矿突水水害通道探测
  探查煤矿突水淹井的地质构造原因、透水通道。对工作面剩余部分的矿井充水条件进行分析与勘探评价,指导剩余煤炭储量的安全回采,为矿区水害治理、减少损失提供科学依据。

  8)探测工作面内小构造及其含水性,指导工作面优化设计
  采用高分辨电磁法勘探技术,探测工作面顶板不安全区域,探查工作面底板有效隔水层厚度、潜在突水通道,指导煤矿避免工作面顶板冒落、溃水、溃砂,避免工作面底板突水淹井或冲跨巷道等事故的发生。矿方可依据物探成果资料对矿井工作面进一步优化设计。
文本框:    黄陵一号煤矿透水淹井通道探测结果

  9)基岩风化界面及古冲沟探查
  获奖情况
  地面电磁法勘探1986年获部科技进步二等奖,1987年获国家科技进步三等奖,
音频电穿透技术2000年获西安市科技进步一等奖;获2003年国家安全生产科技成果二等奖。

文本框:    越南海防市—电站地基基岩风化界面及古冲沟探查
 
  

黄陵一号煤矿老窑透水淹井事故物探获奖锦旗
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