紅山煤業補充勘探水文地質報告-資料下載頁

　　

【正文】 失，它將有一個過渡(衰減)過程。該過渡過程又產生一個衰減的二次磁場向地表傳播，由地面的接收回線接收二次磁場，該二次磁場的變化將反映地下地質體的電性分布情況。如按不同的延遲時間測量二次感生電動勢V(t)，就得到了二次磁場隨時間衰減的特性曲線。如果地下沒有良導體存在時，將觀測到快速衰減的過渡過程；當存在良導體時，由于電源切斷的一瞬間，在導體內部將產生渦流以維持一次場的切斷，所觀測到的過渡過程衰變速度將變慢，從而發現地下導體的存在。(2)施工設備本次瞬變電磁勘探使用中國地質大學（武漢）高科資源探測儀器研究所生產的CUGTEM8型瞬變電磁儀，主要性能參數為：最大供電電流 200A最大輸出電壓 48VA/D轉換器 16Bit 1M/S 采樣率 1μs、4μs、16μs 動態范圍 140dB 本地噪音 ＜1μv電流脈沖寬度（ms） 40同步方式 電纜疊加次數 10500最大發射功率（KW） 12最小分辨率 本次測量儀器采用南方S82型RTK、南方全站儀、中海達Q5手持式GPS終端等。采用Q5 GIS數據采集器（表3－2），進行實時差分定點。測量系統采用系統平面為1954北京坐標系，高程為1956年黃海高程系，中央子午線111176。測量平差軟件采用由工程測量控制網微機平差系統。 Q5 GIS數據采集器主要技術指標 表3－2系統：Windows CE 處理器：530MHz高速ARM920T 內存：128MB SDRAMGPS：12通道L1+載波相位接收機 專業級GPS主板，高精度解算技術，集成SBAS內置高靈敏度抗干擾GPS天線，有外接天線接口，自動切換定位精度：單點定位： SBAS：1m 實時差分： 差分后處理：靜態測量：177。5mm＋1ppm數據存儲：內置512M Flash閃存 內置SD卡槽，可無限擴展數據通訊：藍牙、USB、RS232串口 內置GPRS通訊SIM卡插槽工作溫度：20℃～+60℃ 存儲溫度：30℃～+70℃ 防震：外業數據采集及質量評述Ⅰ、數據觀測(1)觀測中首先進行實地試驗觀測，通過觀察測深曲線的衰減情況，選取合適的觀測參數進行觀測。(2)按照有關規范作業，并作了一定數量的檢查觀測。接收線圈由專人負責使用，并保證在觀測時探頭水平氣泡居中。(3)接線員及線圈跑點人員聽從操作員的指揮，并向操作員報點號，在聽到操作員跑點命令后必須回應。⑷在野外觀測時，及時處理不合格的觀測曲線。為了保證第一手觀測資料的質量，每個觀測點上一般都重復觀測一次。還進行了部分測點的變頻測量。并且視干擾情況改變迭加次數和發送電壓。⑸對于整個工區，布置了大于總工作量35%的數量的檢查觀測點。檢查點在全區均勻分布或者在異常部位布置。Ⅱ、室內工作(1)逐一細致檢查，發現問題及時反饋到野外，并安排第二天的工作。室內人員對當天觀測數據及時進行處理和初步解釋。(2)每一條測線觀測完畢后及時編制相應剖面定性圖件，以便優化工作方案。完成工作量及工程質量情況⑴工程量，工作測網為40m20m，工作裝置采用重疊回線裝置。設計測線48條，測點810個（見圖31）。野外數據采集共完成TEM物理點數832個，其中坐標點801個，檢查點31個。圖31 瞬變電磁探測工程實際材料圖⑵工程質量在工作過程中，對所使用設備和導線等經常檢查，發射線框大小保持一致，線框大小誤差保持在3%以內。對每一個觀測數據實時監視衰減曲線和并查看數據情況，對畸變點及時進行重復觀測，杜絕了非預期數據的取得。按照設計和規范要求，對工程質量進行了嚴格檢查，原始數據與檢查數據對比一致性良好，誤差滿足要求，數據質量可靠。對工作質量進行了檢查，檢查點31個，%，%，精度達到A級，合乎設計要求（表33）。表33 TEM檢查工作量統計表完成工作量（點）檢查工作量（點）檢查量（%）總均方相對誤差（%）精度等級83231A檢查觀測與原始觀測一致性良好，數據質量可靠。本次控制測量采用實時差分（RTK/RTD）的方法進行測線放樣，電法線按設計測線進行直線放樣，所有物理點平面位置放樣誤差一般不大于177。，復雜地區不大于177。，整個工區物理點復測率不少于總數的1%，放樣偏差和復測率符合規范要求。所有的物理點做到點位準確，標志明顯，每一個坐標點都插上一次性筷子，標明線號、樁號，并綁上紅布條。所有的原始資料齊全、準確可靠、計算數據正確，滿足本次瞬變電磁法設計工作要求，經驗收全部合格。資料的整理與數據處理（1）、TEM資料預處理資料預處理包括關斷時間的影響及其校正。理論發射波形為階躍波，實際工作中由于發射線框與大地間存在電容和線框存在電感，致使發射電流關斷時，不為階躍波，而為一個有一定后沿時間的關斷波形。故必須將其校正到理想波形狀態。預處理的第二個內容為曲線的圓滑。由于各類干擾的影響，往往使實測V/I曲線尾枝出現波動，為此必須對實測曲線進行圓滑。通常可采用五點圓滑公式進行，但當尾枝波動過大時，常常效果不佳。本次采用自編的人機對話程序對曲線進行圓滑。本次工作斷面圖及水平切片反演主要采用CUGTEM8儀器自帶的正反演軟件進行處理，為更客觀的反映地下地質體的基本情況，資料解釋主要依據于反演計算出的視電阻率和視深度。 ②TEM定量解釋方法Ⅰ、正演方法對于水平層狀大地，在大回線發射諧變電流激發下，頻率域電磁響應為: （3－1）根據頻譜分析理論，由上式可得瞬變電磁響應 （3－2）式中 （3－3） 上式中的積分核隨增加而單調增加，因此對上式漢克爾變換中，要求有很多濾波系數和褶積計算次數，影響了計算速度。為了保證上式積分的收斂速度和減少褶積計算次數，將積分核形變為，于是漢克爾變換式變為: （3－4）由于隨增加表現為有限寬度的單峰曲線，故計算時只需在積分核不為零的有限寬度內進行褶積計算，可大大減少濾波系數和褶積次數，提高計算速度。同時為了進一步提高計算速度，將三次樣條插值函數引入到計算中。即先用線性數字濾波法計算出足夠數量的HZ（b），然后利用三次樣條插值函數法求出所需的核函數值，以此來代替線性數學濾波法直接計算核函數HZ（b），這就大大加快了計算速度。Ⅱ、反演計算反演中為了減少多解性，采用改進的阻尼最小二乘可行方向法。其最優化問題歸結為求解下列法方程:式中A稱為雅可比矩陣，I為單位陣，a為阻尼因子。電法工作的成果解釋⑴視電阻率斷面圖的分析遵循從已知到未知、從點到面、從簡單到復雜、從局部到全區的原則。充分收集測區地質、物性和鉆孔資料，充分考慮各種復雜因素對觀測結果的影響，依據地球物理規律，認真分析物性斷面參數和地質斷面之間的聯系。首先對TEM資料進行深度反演計算，獲取不同深度的視電阻率值，對某測點的計算結果顯示如表34。表 34 測點反演結果測道深度視電阻率測道深度視電阻率測道深度視電阻率1 11 21 2 12 22 3 13 23 4 14 24 5 15 25 6 16 26 7 17 27 8 18 28 9 19 29 10 20 30 根據瞬變電磁法場理論，如果二次感應電壓值相對較高，那么所反應的地層會表現為低電阻特性。相反，如果二次感應電壓值相對較低，那么所反應的地層會表現為高電阻特性。圖32中低電阻率值用藍色表示，高電阻率值用黃、紅色表示。視電阻率斷面圖是根據同一剖面上不同測深點和不同深度的視電阻率值勾繪的等值線斷面圖。它是瞬變電磁測深定量解釋結果繪制的重要圖件。斷面圖上的曲線是視電阻率等值線，曲線中的數字是視電阻率值。斷面等值線圖主要用來綜合分析剖面上不同深度地電斷面的特征和規律。從斷面圖上可以分析、判斷和解釋出不同電性的巖層接觸面、大致產狀及構造和含水層等。通過對多條視電阻率斷面圖的分析，進一步解釋構造、水文和其他地質現象在平面區域的變化趨勢和規律。圖32 一區第5線瞬變電磁法擬視電阻率斷面圖一般地，在反映地層的頂部地段，由于地表大多覆蓋一層020m厚的覆蓋層，電阻率呈現相對的低值，電阻率隨著覆蓋層的含水量和溫度不同，變化較大，等值線表現淺部為較稀疏的等值線，且視電阻率多為20～55m；斷面圖的中部的視電阻率等值線大多呈水平層狀，其視電阻率值較高，多為40～80m，為含煤地層反映，水平方向電阻變化，說明含水性的變化；斷面圖中下部為奧灰地層的反映，主要巖性為灰巖，等值線密集。資料解釋原則：①地層電性參數可由已知點測深曲線反演計算的平均值作為地層物性參數結果，同時要掌握全區地層物性參數的縱、橫向變化規律。②充分研究目的層、目標物及相關地層的對應物性標志，同時進行點、線、面的對比解釋，并注意各標志的縱、橫向聯系。③在定性解釋的基礎上，對獲取的單支曲線、物性參數剖面進行多方法的數據處理并成圖，同時分析各種地質特征在多參數圖件上所表現出的特征，為進一步的電法資料定量解釋打下基礎。④定量解釋手段根據已知地質條件地段或孔旁應用多種解釋手段對比分析確定，進而推廣全區。圖33為11線視電阻率斷面圖，該測線在測區的東部，圖中橫坐標為相對坐標，縱坐標為高程，圖中的黑色實線表示3號、15號煤層。圖中紅色～黃色～綠色～藍色的過渡表示視電阻率值由高～中～低的變化。縱向上看，從淺到深其視電阻率基本呈現由低～中～中高變化的電性特征，圖中上部的視電阻率等值線變化比較混亂，反應上部地層的電性變化劇烈，根據現場調查，該區3號煤層部采空較多，造成3號煤層上部近100m范圍的地層裂隙、塌陷比較發育，視電阻率變化劇烈。斷面圖中部3號煤層位視電阻率呈現低阻、高阻相間的異常形態，是3號煤層采空區的反映。向下剖面的視電阻率逐漸升高，反映了石炭系以及奧陶系上部地層的電性變化。圖33中4080m、140200m間即藍色區域3號煤層附近存在不同程度的視電阻率等值線扭曲且顯示低阻異常，推斷其為采空區的反映，并且采空區內有一定的積水。在其上部視電阻率等值線比較混亂，分析是采空區塌陷引起的地層不均勻造成的。圖 33 11線瞬變電磁擬視電阻率斷面圖圖34是30線視電阻率擬斷面圖，圖中2060m、100160m、200260m和300340m間即綠色區域3號煤層附近存在不同程度的視電阻率等值線扭曲且顯示低阻異常，推斷其為采空區的反映，并且采空區內有少量的積水。圖 34 30線瞬變電磁擬視電阻率斷面圖圖35是35線視電阻率擬斷面圖，橫向上看，視電阻率等值線東西部高，中間低的形態與向斜構造對應良好。西部應采空積水區較多，對視電阻率的影響明顯，基底形態不如東部（大樁號端）的基底異常明顯。縱向上看自上而下低中高的規律明顯。圖中西部（小點號端）的采空區反應明顯，主要異常段有0230m、250400m和460600m之間三段的藍色區域，對比采掘平面圖可知0230m之間的低阻異常對應該礦井2005年以前的采空區；460600m之間的低阻異常對應該礦井2010年的采空區。說明本次物探工作的方法選擇和采集、解釋參數使用合理，解釋結果正確。從剖面視電阻率等值線反應分析，這三段異常區對應的采空區均有一定的積水現象。圖 35 35線瞬變電磁擬視電阻率斷面圖圖36是42線視電阻率擬斷面圖，圖中顯示橫向上視電阻率等值線均一，縱向上自上而下視電阻率由低到高規律明顯，反應該剖面下地層穩定，不存在采空區、采空積水區等不良地質體。圖 36 42線瞬變電磁擬視電阻率斷面圖在解釋中注意對勘探區的電磁干擾、人為因素和地形等影響帶來的視電阻率斷面圖上等值線異常現象，在地質解釋中應引起重視，以免造成錯誤的結論。⑵視電阻率順層切片圖的分析①順層切片依據根據煤礦提供的3號煤層的底板標高資料進行內差處理，同時參照已收集到得測區地質和水文資料，結合各煤層與含水層的間距，對3號煤層做了瞬變電磁擬視電阻率順層切片圖。②視電阻率切片分析圖37為根據礦方提供的3號煤底板等高線所做一區3號煤視電阻率順層切片圖，圖38為根據礦方提供的3號煤底板等高線所做二區3號煤視電阻率順層切片圖。圖中采用相對坐標，橫坐標是點樁號，縱坐標是線樁號，圖中灰色～綠色～藍色的過渡表示電阻率由高到低的變化。圖中灰色區域為相對高阻穩定區域代表煤層的顏色,綠、藍色區域相對低阻區。通過結合視電阻率斷面圖和已知地質資料，推斷藍綠色為可疑區域，藍色區域為采空積水區。綠色區域為采空區位置。⑶綜合分析通過對在斷面圖上有異常反應的區域在平面位置上進行圈定，初步地確定異常區的范圍；然后與順層切片圖對比分析，進一步確定異常區的分布形態，并與地質成果對應分析，最終確定異常區位置，再與地質資料相結合確認異常類型。對比分析3號煤順層切片圖，結合各測線視電阻率斷面圖，進行綜合分析并確定了3號煤層采空及采空積水異常范圍。通過分析剖面和平面的視電阻率特性，對測區內設計的F2斷層的富水和導水性進行了分析推斷：F2斷層位于2號測區的中部，平面上該斷層的東南部分位于異常8區內，該區段的視電阻率相對較低，預示該斷層的東南端裂隙較發育，斷層帶較松散，導水性較差。圖37 一區3號煤層順層視