磁法论文勘探

磁法论文勘探（共9篇）

磁法论文勘探 篇1

地热井前期勘探中应重视磁法勘探的应用

高宝忠１

卢义媛２

冉伟彦３

（北京市地质勘察技术院

102218）

摘要 简要介绍磁法勘探原理、发展史及北京地区岩石磁性特征。阐述北京几个高磁性地区的地层特性。分析钻探地热井失败的原因并总结教训。强调在地热井前期勘探设计中磁法勘探的重要性。

关键词

磁法勘探 高磁地层特性 地热井失败经验与教训

Abstract

Briefed magnetic exploration theory，the history of the development and rock magnetic characteristics of beijing．Expounded formation characteristics of a few high magnetic areas of beijing．Analysis the reasons of drilling geothermal wells for failure and sum up the lessons．Emphasized magnetic exploration importance in geothermal exploration wells early design．

Keywords

magnetic exploration，formation of high magnetic properties，geothermal wells unsuccessful experiences and lessons

0 引言

磁法勘探是通过观测和分析由岩石、矿石（或其它勘测对象）的磁性所引起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源（或其它探测对象）的分布规律的地球物理勘探方法[1]。

早在两千年前，我国就知道并利用了天然磁石的吸铁性和指极性。国外，到1600年英国人威廉·吉尔伯特（William·Gilbert）开始研究地磁现象的起因，通过实验提出，地球类似一个大磁铁。1936年苏联人阿·阿·罗加乔夫（A·A·Логачев）试制成功感应式航空磁力仪，大大提高了磁测速度和磁测范围，使磁法勘探工作进入一个新的阶段。随着现代科学技术的发展，磁法勘探仪器的精度越来越高。电子计算机的发展，使磁场观测方式，数据整理，观测结果的处理和解释精度得到很大提高，磁法勘探应用更广泛。[1][1]

现代地磁场强度的比值，即磁化率，表示其受磁化的难易程度。在岩石形成过程中，岩石、矿石受到当时地磁场的磁化而获得磁性，称为剩余磁化强度。岩石、矿石磁性的差异是磁法勘探藉以解决地质找矿问题的基础[1]。

磁测工作按照观测磁异常的空间地域不同，分为地面磁测、航空磁测、海洋磁测和井中磁测

[1]

。磁异常的观测数据需做适当的处理和改正，主要有正常场改正、日变改正、仪器的温度系数和零点漂移改正。作大面积磁测时，正常场的改正中，还应包括纬度改正。由此获得准确的异常值，常用等值线平面图和剖面图来表示。常用的磁法勘探仪器有磁秤、磁通门磁力仪和质子旋进磁力仪。北京地区岩石磁性特征

2.1 侵入岩的磁场特征

北京地区的燕山期侵入岩体不论埋深大小，均能引起规模较大，形态规则，峰值在500nT以上的磁异常。他们的平面形态一般为圆形或椭1 磁法勘探方法

岩石磁性主要取决于铁磁性矿物的包裹体，最常见的铁磁性矿物有磁铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿和磁赤铁矿。岩石、矿石的磁性由感应磁化强度和剩余磁化强度两部分组成[1]。岩石、矿石受现代地磁场的磁化而产生感应磁化强度与 [1]

圆形，有些呈方向性很强的条带形。一般在外围不存在伴生负异常，有些仅在北侧有很小规模的负值出现[2]。

2.2 火山岩沉积地层的磁场特征 由于火山岩多以似层状迭加产出，且具一定埋深（百米至上千米），一般可在地表引起几十至400nT左右的跳跃异常场，异常平面形态不甚规则。有些地质体由于受北东向构造的影响，异常也显示出北东轴向或线状较好的条带状。由于多层磁性体互相干扰和本身磁性不均匀造成曲线形态复杂，大部分边界形态复杂，一般在正异常一侧或四周出现伴生负异常。2.3 变质岩的磁性

变质岩的磁化率和天然剩余磁化强度变化范围很大。按磁性变质岩可分为铁磁—顺磁性和铁磁性两类。由沉积岩变质生成的岩石称为水成变质岩，其磁性特性一般具有铁磁—顺磁性。由岩浆岩变质生成的岩石称火成变质岩，其磁性有铁磁—顺磁性与铁磁性两种。磁性差异和原岩的矿物成分以及变质作用的外来性或原生性有关。2.4 沉积岩的磁性

沉积岩包括碎屑岩和碳酸盐岩，它们不具有磁性或仅具微弱磁性。

图1

磁测△Z异常等值线平面图 2003年根据兴热-1井和安定地热井的资料做了岩性探测等物探工作后，在兴热-1井南测1200m处设计了兴热-7地热井。兴热-7推测地层结构为第四系层底350m、第三系层底1000m、长城系内2200m终孔，长城系高于庄组白云岩为热储层。当时认为磁异常由西北向东南略有增加，数值相对较高，在600—650nT之间，深部发育有规模较大的岩体，岩体的厚度有从西北向东南变厚的趋势。但是，由于受两眼井之间的礼贤——夏垫断裂带的影响，推测兴热-7井见岩体比兴热—1井深。而实际兴热—7井揭露第四3 磁法勘探在地热井中的应用

3.1大兴榆垡地热井分析

从榆垡地区磁测△Z异常等值线平面图（图1）看，磁测等值线总体走向北东，异常中心在榆垡——东董各庄一带，分布范围较大，磁异常最大值为800nT，榆垡镇的兴热-1地热井处磁异常数值为550nT，区内没有负异常。兴热-1钻探揭露第四系层底354m、第三系层底874 m、长城系层底1728m，以下为变质岩，终孔于2074m。长城系高于庄组为热储层，出水温度38℃，出水量1080m/d，降深达到200m。另外，在榆垡东北18km的安定地热井在1925m也见到变质岩，其地面磁场值为400nT。由于本区第四系、第三系和长城系地层均无磁性，故推测引起磁化率的地层为变质岩。3[3]

系层底340 m、第三系层底1478m、长城系层底1810m、以下为变质岩，终孔1940 m无水成为废井。这是因为第三系变厚而又提前见到了岩体，使得含水层长城系高于庄组变薄，只有332m厚，且不破碎，所以没水。

推测失误的原因是因为未对磁性体埋深进行定量计算，磁测数值变大说明岩体的埋藏深度变小，而礼贤——夏垫断裂更使得第三系变厚，断裂的通过并没有影响变质岩的存在，长城系高于庄组白云岩含水层变薄，裂隙也不太发育故而无水。

3.2 延庆小鲁庄地热井磁测分析[4] 从（图2）可以看出，图上红色区域为磁场值较高的区域，解释为磁异常区。它是由延庆西北侧山区出露的大海坨花岗岩体延续到平原区的广积屯——中羊坊——郎庄一带在地下2000米左右深度侵入引起的。图上蓝色区域为低值磁异常区，属于延庆盆地，地层顺序为第四系、第三系、侏罗系和蓟县系雾迷山组，它们都是无磁性地层。

延庆小鲁庄地热井没有进行前期地热勘探可行性论证，盲目施工结果造成了大的风险。小鲁庄井终孔于2238m，其中第四系层底620m、侏罗系层底1000m、蓟县系雾迷山组层底2202m，下伏为花岗岩侵入体。其出水温度只有38℃，水量80m3/h，主要是蓟县系雾迷山组上部出水，下部的地层被岩体侵入，有温度无水。如果当时做了前期勘探，认真分析磁法勘探的资料，孔位的设计应该向南移500m即可避开花岗岩侵入体，则同样的钻探深度，出水温度可达到60℃以上。如延庆县城内圣世苑两眼2500米地热井出水温度均为68℃；延庆监狱一眼2000m、一眼2300m的地热井出水温度都达到70℃。这些井都处于地磁场低值区（或负异常区），结果孔内未钻遇岩体。

形，分布范围较大，异常中心在海淀区苏家坨东，六里屯西北，极大值为3000nT。异常范围内的山区出露阳坊花岗岩体。平原部分多个钻孔打到黑云母闪长岩、辉石闪长岩等偏基性的岩浆岩，最浅钻孔在100米左右见到。

温热—1井位于岩体中心的西南侧白家疃村北，磁异常值为800nT。经过前期直流电阻率测深、微动测深、磁法勘探、水文地质和地热地质调查等工作之后，设计地热井第四系层底200m、奥陶系层底360m、寒武系层底840m、青白口系层底1700m、蓟县系铁岭组层底2000m、洪水庄组层底2100m下伏雾迷山组，终孔2600m，出水量500m3/d，出水温度40℃以上。而实钻时揭露第四系180m、下伏为奥陶系灰岩和闪长岩、花岗岩互层，上面（1600m以上）以灰岩为主，裂隙比较发育，水层比较好但温度低；下面（1600m以下）灰岩裂隙被闪长岩花岗岩侵入体为主填充，地层有温度无水，终孔深度2773.6m。除第四系与奥陶系的分界明显外，由于火成岩侵入、蚀变强烈没有发现标志层，下部地层时代难以确定。该井上部地层出水，出水温度30℃，出水量1000m3/d，没有达到设计指标。该井失误的原因是没充分考虑到岩体外接触带的复杂性和后期处理措施的不得当。

图2

磁测△Z异常等值线平面图 3.3 温泉镇温热-1井分析[5]

从图3看，该磁异常等值线平面形态近似圆

图3

磁测△Z异常等值线平面图 3.4 来广营西的来热-2地热井分析

从图4看磁异常呈北东向条带状分布，不是 3 很规则，来广营东南北东向密集带为顺义断裂带通过的位置。顺义断裂东南侧磁异常为零，第四系下伏白垩系、侏罗系、蓟县系雾迷山组，地层不含有磁性，地热井成井深度较浅，一般为2500m左右。而顺义断裂西北侧，磁异常数值较高，最大值为350nT，第四系下伏为侏罗系，厚度在3000m左右，且天竺西侧几个地热井在3000m左右的深度都没有穿透该地层，这几个地热井的取水层为侏罗系裂隙水，只有朝来农艺园来热—2井穿透侏罗系。

据钻孔岩样鉴定认为该地区磁异常是由侏罗系安山岩引起。朝来农艺园来热—2地热井第四系层底245m、侏罗系层底3450m、石炭-二叠系层底3620m、下伏为奥陶系，4051m终孔，出水温度为78℃，出水量1400m3/d。侏罗系上部岩性以安山质火山角砾岩、凝灰质砂岩、复成分灰质、砾岩为主；下部2442—3414m为凝灰质砂岩、安山质角砾岩、安山岩，它们组成了三个爆发相——溢流相喷发韵律互层。该井侏罗系地层厚度为3265m，引起地面磁异常的地层为安山岩。虽然该井的最终成果比较不错，但由于其钻探和后期洗井处理事故的时间总共将近三年，给施工方造成了巨大的资金损失，说明钻探的风险极大。

通过对在几个高磁异常区钻探不成功的地热井的分析，认为地面磁异常数值的大小直接反映磁性地层埋藏深浅。特别是有花岗岩侵入体的地区，岩浆在运移过程中很容易侵入到碳酸岩盐地层中，充填碳酸岩盐地层的裂缝，使该处地层不含水，结果地热井的热储层有温度而没有水，从而造成投资几百万元的地热井成为废井。

因此，在北京个别地区，如延庆盆地北部、海淀温泉至阳坊北侧、大兴南固安北等，其高磁异常都是由花岗岩磁性地层引起的，在该类地区钻探地热井风险性极大，已经钻探的几个地热井都不太成功。

由侏罗系火山岩（如安山岩）引起的地面高磁异常区，侏罗系地层较厚，见热储层比较深，成井深度较深，钻井风险较大。如朝来农艺园地热井深度达到4051m，顺义天竺地区地热井在3000m一般都没有穿透侏罗系，因此，在地热井前期可行性论证时要充分收集磁法勘探资料，在花岗岩侵入体地区应适当补充磁法勘探，进行高精度磁测工作，将岩体的界线确定准确，避免将地热井布置在花岗岩侵入体上，造成不必要的损失。

参考文献：

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罗孝宽

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证报告

北京市地质勘察技术院

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赵连海等。

[4] 北京市延庆县平原区地热资源调查工作报告

北

图4

磁测△Z异常等值线平面图

京市地质勘察技术院

2002年

高宝忠等。[5] 北京市温泉镇温热1#井完井报告

北京市地质勘

察技术院

2000年

柯柏林等。4 结论

磁法论文勘探 篇2

1 地质概况

1.1 地质背景

工作区位于准南煤田中段, 大地构造属准噶尔—北天山褶皱系, 北天山优地槽褶皱带的伊连哈比尔尕复背斜中的山间盆地, 是华力西褶皱基底上发育的中—新生代盆地。该盆地近东西向延伸, 在呼图壁河一带, 与乌鲁木齐山前坳陷连通, 向东与庙尔沟和后峡山间盆地贯通, 构成准南煤田的山区山间盆地。

1.2 地层及构造

工作区域位于北天山地层分区中的伊林哈比尔干山地层小区, 其出露的地层多呈北西西—南东东向分布, 在呼图壁河以西区域分布的地层由老到新有:中石炭统前峡组、下侏罗统八道湾组、三工河组及中统西山窑组, 其中下侏罗统八道湾组为主要含煤地层, 第四系多为冲积、洪积物, 大面积分布于坡前和沟谷中, 主要成分为黄土。工作区面积约1km2, 呈矩形状, 南北长1.4 km, 东西宽0.7 km。前人提供资料勘探区内发育一轴向近南北的向斜, 经过实地踏勘, 发现两翼地层倾角相对平缓, 勘探区内地层基本呈一向南倾的单斜构造, 倾角15°~20°。

1.3 地球物理特征

煤层的自燃过程是一高温氧化过程, 这一过程中除煤自身的变化外, 围岩中所含有铁、磷等物质在煤层燃烧过程中发生物理化学变化, 在300~800℃高温条件下原本磁性微弱的岩石经过降温过程后产生温差剩磁[2]。岩 (矿) 石标本磁化率测定是磁法资料解释的基础, 真实可靠的物性参数资料有助于正确地认识磁异常, 此次工作共采集到了50块岩 (矿) 石标本, 分别求取磁性参数 (表1) 。经统计, 岩石标本烧变岩平均值K=4 759.64×10-64π·SI, Jr=1 894.27×10-64π·SI, φ=157°14'34″, 具有中强磁性, 未发生火烧地层呈弱磁性或无磁性。因此, 采取磁法勘探探测火烧区范围及其空间分布特征是最有效的物探方法。

2 工作方法

磁测采集选用3台GSM-19t质子磁力仪, 1台仪器做日变采集, 其他2台流动采集。采集工作开展前对3台仪器进行噪声水平试验、主机、探头一致性试验, 实验结果满足规范要求 (表2) 。日变站选取严格按照规范要求, 此次工作选取日变站一处, 早晚校正点一处。工作区内地形地势复杂, 结合地层出露特点, 选择东西向布置勘探线, 勘探网格20 m×50 m, 点距20 m, 线距50 m。

3 资料处理

3.1 磁异常化极

工作区内无磁性干扰, 操作规范, 采集数据质量可靠。磁测数据经过日变校正、高度校正后得到ΔT磁异常值。磁场计算公式ΔT=TC-T0+Tr+Tg。其中, TC为观测值;T0为基点值;Tr为日变改正值;Tg为高度改正值, 工作区范围较小不需要纬度改正。对磁异常数据做滤波、化极、解析延拓、反演技术处理后, 逐步获取相关技术成果。化极是把斜磁化异常化为垂直磁化 (化到地磁极) , 消除由于磁化场的倾角和偏角引起的磁异常不对称性的一种滤波技术[3]。图1中显示在测线1 800~2 450这一范围内, 如虚线圈定位置, 磁异常值明显高于勘探区其他部位, 最高值大于800 n T。异常区域呈椭圆状, 长轴近东西向, 长度约700 m;短轴近南北向, 长度约400m。异常区域的100~300测点对应地表火烧岩体出露明显, 向东大号点方向逐渐被岩体覆盖;勘探区南部1 200~1 400测线, 500~600测点附近有一面积较小的高异常区, 最高异常约300 n T, 该处与地质调查对应小面积火烧出露基本对应。勘探区其他处磁场值较为平稳, 无明显异常。异常区正负伴生情况与煤层燃烧情况相关, 煤层燃烧时由于煤层厚度、产状、燃烧时与空气接触情况不同, 燃烧后状态各异, 燃烧界面以锯齿状多见, 从而出现正异常、负异常伴生。

3.2 磁异常延拓

向上延拓处理方法主要作用是削弱局部干扰异常, 反映深部异常分布规律。为了更好地了解不同深度区域火烧区引起的磁场变化, 在化极的基础上作出50, 100, 150 m三个不同高度向上延拓计算 (图2) 。

从延拓处理的效果看, 向上延拓50 m时磁场信息变化较大, 局部小异常消失, 异常峰值由700 n T减弱到150 n T, 高异常范围缩小;当延拓100 m时, 磁场高异常值基本消失, 中心峰值约50 n T, 整个勘探区内磁场相对平稳;上延150 m后50 n T等值线范围形成很小的圈闭, 勘探区内其他处磁场梯度相对较小。通过对比延拓不同高度的磁场信息, 推断火烧岩体的深度小于150 m。

3.3 磁异常反演

此次反演方法为二度半任意多边形截面柱体磁异常交互反演, 根据选定数学地质模型及磁场正演计算公式, 计算初始模型参数得到理论场值与实际观测场值之间的误差, 利用输出曲线图形与实测曲线的不一致性或残差, 依靠个人经验结合地质情况反复修改模型及参数, 以达到最佳拟合效果。

磁化强度选取依据为烧变岩及其围岩标本测定结果, 实际选取值为2 000×10-3~6 000×10-3A/m。图3为1 900线磁测剖面数据反演结果, 黑色实线为实测磁异常曲线, 虚线为反演拟合曲线;下部为反演推断火烧体形态, 该推断成果与已知地质情况基本吻合。结合地形地质条件, 在1 400线500点处布置钻孔一处, 浅部揭露煤层火烧体, 进尺30.5 m揭露中石炭统火山碎屑岩, 根据区域地质情况可知深部已无煤层。

4 结语

主要通过磁法勘探手段对煤层火烧范围及深度进行探测, 通过对勘探区内岩矿石磁参数测定分析, 包括烧变岩、煤层顶底板围岩、未燃烧岩石参数对比测量, 根据物性参数统计对实测磁异常数据进行了化极、延拓等技术处理以及磁异常反演, 结合地质情况综合解释, 基本查明了勘探区内煤层的赋存状态及其燃烧情况, 结合钻孔资料, 对深部地层赋存状态有新认识, 确定出露火烧煤层为下侏罗统八道湾组地层, 深部无煤层。此次工作成果对后期矿山开发具有明确指导意义。

参考文献

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磁法勘探在铁矿勘察的应用 篇3

关键词：磁法勘探；铁矿勘察；测量；应用

随着物理学科的逐渐发展，学科在实际工作中的成熟应用，以及现金的技术设备和方法的引入，我国的物质勘察质量得到了进一步的提高。特别是磁法勘探技术在铁矿石勘察的运用成效显著，磁法技术的运用水平越来越高，铁矿的采集质量越来越好，满足了铁矿行业对铁矿的增长需求。这种高精读的铁矿勘察技术，关系着我国铁矿行业的发展，如何使磁法勘探的效用更好的发挥，成了地质勘察中普遍关心的问题。为此，下文将对磁法勘探在铁矿勘察中的应用进行详细分析，具体如下。

1. 磁法勘探的内容及技术特点

1.1 磁法勘探的内容

磁法勘探又名磁力勘探，被勘测物质存在介质差别，通常是岩石和矿石容易产生磁性差异，这种差异产生的磁异常。同时含有磁性的物质磁场与地球磁场叠加，也容易产生磁场畸形。测量磁差异对被勘探物质的含磁性矿物的具体隐藏位置和铁矿物质的形状大小，并研究分析被勘测物质的地质结构和物质构成，勘探岩石地质中的铁矿分布和铁矿含量。此种技术主要依赖于的工具是磁力仪，利用磁力仪反映出磁异常，根据反馈信息编制等值线图，分析铁矿在岩石物质的存在的具体空间位置。

1.2 磁法勘探的技术特点

磁法勘探是鐵矿勘探最为重要的一种勘探方法。此种勘探方法在铁矿勘探中有以下的特点：第一，高效性。铁矿是一种具有较强磁性的物质，磁法勘探能够勘探出铁矿磁性的具体差异，判断出磁性差异的具体空间位置，能确定磁性物质的投射区间位置范围，高效地甄别不同位置的磁性感应。第二，实用性。铁矿石分布范围广，存在特殊的地质结构中，易受自然条件和周边环境影响其勘探的准确性，而此种磁法技术对勘探条件要求低，客观的环境因素不影响铁矿的磁法勘探的效用。第三，准确性。磁法勘探借助的勘探仪器改变了以往复杂、大型、繁重的缺点，引进了现代化的磁法仪器，例如光贡仪器、质子仪器等，同时结合卫星定位仪器，通过连接计算机测量系统，实现自动化的数据反馈，提高了工作效率，减少了工作量，先进的仪器提高了测量准确度。第四，时效性。采用磁法勘探，能准确测明铁矿物质在岩石矿物中的存在状态，减少了探勘的其他勘探仪器的施工，通过计算技术直接勘探铁矿几何形状及赋存含量，减轻了勘探的工作量，为下一步的铁矿采挖具有指导意义的作用。

2. 磁法勘探在铁矿勘察中的应用

2.1 设置观测站

我国的某一个大型矿区设置长期的观测站，观测站数量达到八个且选取了1∶3000的比例设网，在铁矿资源丰富的工作区域进行测量，利用计算机技术，运用电子追踪的方式反馈测量信息，编制三维立体图。这项检测共采用了每个80cm的布测线80条，使用的磁法探测点3000个，运用了现代化先进的磁力仪器，获取铁矿物质的存在实际的信息数据，使用微人机相互反演和磁化三维反演这两种模型相互配合，对测量数据进行科学的解释工作。

2.2 井下磁测量

井下磁测量是地面磁测在井的延伸，对井下适当的岩层进行钻孔磁测，根据结果划分含有磁性物质的岩层，寻找盲区的隐藏矿物质。例如北方某一矿区有着丰富的铜镍资源，在该矿区运用了地一井瞬变电磁法进行资源的勘察。主要是在该矿区的zk17孔进行的全方位的观测，通过观测数据证明，在井下深150m处出现了磁异常幅值的较高点，此磁异常范围广泛，经过数据分析解释，发现磁场的异常是由于附近的铜镍资源存在导致井孔处的厚板状的导体干扰了磁场。这一种磁感应的测量方法因此得到广泛的试验。该井下的磁测量，能够对隐伏在盲区的铁矿物质进行勘察控制，为地质工程提供了很好的指导意义。

2.3 磁异常中心测量

在某一磁性物质矿石区域的磁异常中心地段，对点距进行加密，对地磁强度加深，多次在同一工作日内，进行同一时长的磁力测量，获取同一时长的磁异常数据，编制等值线平面图，经过对数据进行分析解释，对多次的磁测数据进行反演处理，同时与勘察前期的地质剖面图进行对比推断，能得到铁矿的脉向延伸较大的结论。

2.4 日变性测量

在某一个铁矿区进行GPS的坐标定点后，使用质子磁力仪对其进行勘察，该仪器具有高精度高效率的特点，在测量过程强调日变测量，测量值随时进行修正，得到的磁测值进行系统的分析判断和全方位的解读，等磁线平面图分析还要结合磁异常的剖面图，对异常的岩石区域使用钻孔验证，对异常的岩石进行孔内取样，判断出是否存在铁矿资源。铁矿区的此种方法运用于采集铁矿资源总体效果明显。

2.5 面积性测量

通过前期的勘察得知铁矿资源丰富的地质区域开展大面积的磁力勘察，选取相应的比例，依据铁矿资源所处的地质条件，对磁法勘探结果进行按量按质的分析解释，对勘察结果进行定质判断，根据全面分析的结果圈定区域性勘察的“靶”区，从而进行下一步的勘察行动。

2.6 梯度测量

地面磁测量中还有一种特殊的梯度磁测量方法。在进行地面磁力勘察中，存在着复杂的磁异常部分区域，在这些部位和异常特征点采用不同深度的探头进行勘察，阶梯式的不同高度的磁勘探呈现出不同高度的磁感应和磁场，在垂直方向上，对不同高度的磁测量数据进行分析比对，对不同阶梯高度的磁感应的深浅参数判断不同高度的铁矿物质的分布状态、分布位置及矿藏埋深。这是一种纵向的磁法勘察方法，着力于方向性的磁感应探究，对铁矿位置的隐藏深浅有很好的勘察效果，提高对铁矿资源的空间规模的把控力度。

2.7 磁参数测定

一切的铁矿勘察工程的前提条件是进行磁参数的测定，只有准确无误的磁参数才能解释地面铁矿勘察结果。对需要进行铁矿勘察岩石矿石进行标本采集，样本采集选取注意多样性，选取不同高度、深度、广度的岩石标本，样本的磁测量反映铁矿石与周围岩石的磁场感应区别，通过磁差异反演计算该铁矿石的磁性程度，进而确定区域性的磁法勘察的磁参数，为更大面积的磁法勘察提供基础性的解释服务。

3. 磁法勘探应注意事项

磁法勘探虽然受到客观因素影响微小，但主观因素制约着磁法勘探发挥着勘探准确的效用。在勘探过程中，作为勘探的具体行为人应注意以下事项：

3.1 科学选取磁参量

磁参量的选取应具备科学性、合理性。根据勘探目标任务和勘探的区域要求，结合地质条件和铁矿的赋存大概位置，采用恰当的磁勘探仪器，选取的磁参量能够对特殊的磁异常作出科学性合理性的解释和判断。对于独特的磁异常地质区域，可选取多种磁参量同时进行勘探，应对磁异常的多样性的特征。

3.2 磁场干扰分析

使用磁法勘探发现的磁异常通常被认为是磁性物质的磁场干扰，然而在具体的勘探过程中，也存在着非铁矿物质的干扰，这些富含磁性的物质反映的磁异常幅值很高，需要谨慎的甄别这些磁性物质是否是铁矿物质造成，应注意周边能反映磁场异常的景观物质，例如高压线、建筑管道、太阳黑子等。

3.3 磁异常多次测量

磁异常不仅仅是磁性磁场的叠加产生的，还存在着由于人为操纵或仪器失灵等原因产生。因此，出现磁异常的区域应进行多次勘探测量，特别是加深点距、线距的密集程度，结合异常区的地质情况进行分析解释，获取异常磁场的具体形态，提高异常形态测量质量，保证异常形态的真实、可靠。

4. 结束语

总而言之，伴随着我国铁矿资源存量逐渐减少和矿产资源需求的扩大，科学合理的勘探开发利用技术越来越受到广泛关注。磁法勘探是铁矿资源开发采集的必经途径，为铁矿勘察高效工作提供了可能。但是，在实际应用过程中，磁法勘探技术在勘察领域还需相关工作人员在实践过程中不断地进行完善和发展，并寻求与其他勘察技术的技术互补，以使磁法勘察在铁矿勘察的应用更广泛，进而有效提升铁矿勘察效率。

参考文献：

[1] 段凌峰. 磁法勘探在河北省西北部礦集区找矿预测中的应用[J].西部资源，2016（4）：162-163.

[2] 于秀璇.磁法勘探的技术特点及在铁矿勘察中的应用[J].科技传播，2014（17）.

[3] 张富贵. 磁法勘探的技术特点及在铁矿勘察中的应用[J].地球，2016（7）.

[4] 郭军. 磁法勘探技术在老矿区找矿中的应用及效果[J]. 地球， 2015（12）.

[5] 尹见香. 磁法勘探的技术特点及在铁矿勘查中的应用[J]. 城市建设理论研究：电子版， 2015（16）.

[6] 徐博伦. 高精度磁法在新疆阿克陶县孜洛依北一带铁铜矿勘探中的应用[J]. 西部探矿工程， 2014， 26（8）：153-155.

[7] 孙堃 . 磁法勘探在某矿外围铁矿资源潜力调查中的应用[D]. 中国地质大学（北京）， 2013.

磁法论文勘探 篇4

关键词：埋地管道；瞬间磁变法；外检测技术；剩余壁厚

随着我国石油工业的不断发展，埋地管道的应用日趋增多。大部分管道地处野外，运行环境复杂，随着服役时间的延长、人为破坏以及管理不当等因素，导致其服役能力逐渐降低，管道事故时有发生。由于管道输送介质的易燃易爆性，一旦发生事故，不仅造成油气资源浪费，还将造成环境污染，甚至威胁到周围人民群众的财产安全。同时由于埋地管道深处地下，受其运行环境、输送介质的限制，绝大多数管道无法进行内部检测，因此，对油田埋地管道进行外部检测对保证埋地管到安全运行十分重要。

1埋地管道主要的缺陷形式

石油工业埋地管道内输送的介质主要包括原油、成品油、天然气和油气混合物等。随着管道运行时间的延长，运行的外部环境、自身的老化、保护措施的失效等原因都将会造成管道损伤甚至失效。管道缺陷除过制造缺陷外，通常有内腐蚀、外腐蚀、外部损伤等[1]。其中管道内腐蚀主要是输送介质、管内积液、污物等因素造成，管道外腐蚀主要是环境因素、阴保失效、外防腐层破损等因素造成，外部损伤可能由于地质灾害、震动和人为破坏等。以上因素都可能导致管道壁厚缺失，造成管道剩余壁厚减小，大面积的壁厚减薄将直接威胁到管道安全运行。

2瞬变电磁检测方法的主要原理

瞬变电磁法（TEM）属于时间域电磁法，它利用不接地回线或接地线源向地下发送电磁脉冲，在一次电磁场的激励下，地下导体内部产生感应涡旋电流。在一次脉冲电磁场的间隙期间，涡流电流产生的二次磁场不会随一次场消失而立即消失，即有一个瞬变过程，利用线圈或接地电极观测二次磁场，研究其与时间的变化关系，从而确定地下导体的电性分布结构及空间形态[2]。根据不同规格、材质的管道在瞬变衰减特征上的区别来评估管体金属损失的一种检测手段。图1为瞬变电磁检测方法的主要原理示意。

3瞬变电磁检测方法应用实例

以下检测试验使用国产管道腐蚀智能检测仪，采用连续数据采集法进行检测。3.1原油输送管道检测检测中石化西北局某段原油集输管道，管道规格为355×7.0mm，管道埋深1m，输送压力2.5MPa，管道运行年限15年，检测距离约4公里。检测先用管道探测设备确定管道准确走向，然后使用TEM检测设备检测管道壁厚。该管段管壁厚度TEM检测均值为6.28mm，最小值5.50mm，最大值6.99mm；管壁厚度在6.30～6.65mm范围内的测点有41个，占此段测点的42.27%，管壁厚度小于6.30mm的测点有48个，占此段测点的49.48%，管体为重度减薄。经后期五处局部开挖验证，该管段外防腐层基本失效，管道外腐蚀严重，剩余壁厚最大6.90，最小5.23，TEM检测结果基本准确。3.2排污管线检测检测塔里木油田天然气处理厂某排污管线管道，管道规格为为119×7.2mm，管道埋深0.5m，管道运行年限4年，检测距离约1.2公里。后期对检测结果突变处（检测点号7200处）进行开挖验证，发现该处为管道弯头，因冲刷腐蚀已造成污水泄露，TEM检测结果基本准确。3.3应力集中检测检测华北油田某天然气输送管道，管道规格为89×6.3mm，管道埋深0.8m，TEM应力集中检测发现一处电压幅值突变，经开挖验证，该处为一盗油卡子，TEM检测结果基本准确。

4应用效果分析

使用瞬变电磁法探测埋地管道的优点在于：（1）管道内检测受很多条件限制，而瞬变电磁法检测不受管径大小、管道结构、传输介质的影响，能够检测埋地管线、地面管线、架空管线等。（2）瞬变电磁法可以在不开挖、不影响管道输送工作的情况下对管道进行全面细致的检测，大大的提高了检测效率并降低了检测成本。（3）通过瞬变电磁法初步检测管道的剩余壁厚，为制定进一步检测方案和管道维护提供依据。（4）因为管道的导电率和导磁率的变化，利用瞬变电磁法能够检测到管道应力集中的部位，对管道某些缺陷可以做到观测和预防[3]。瞬变电磁法检测目前还存在着很多缺点：（1）目前检测得到的结果仅是管道的平均剩余壁厚，腐蚀发生在内壁还是外壁无法区分，对于管道小的点蚀也无法检出；（2）因高压线、电机设备等其它磁场的影响，容易检测到虚假信号，同时检测结果可能受到管材和管内介质的影响；（3）对于并行的管道，管道剩余壁厚检测尚不准确，也不能区分腐蚀具体是其中的哪一根管道，只能确定发生腐蚀的地段。

5结束语

管道TEM检测方法是一项很有前景的检测新技术，非常适用于管道的大面积普查，能够实现对埋地管道的不开挖检测，能够实现对架空管道及工艺管道隔热保温层不剥离检测，是管道内检测技术的有效补充。同时该检测方法不够成熟，检测仍有很多局限性，有待于进一步试验研究。

参考文献

磁法论文勘探 篇5

本底扣除法在磁法探测地下未爆弹数据处理中的应用

在有铁磁性物质干扰的地磁环境下,磁法探测的精度和准确率会大大降低.通过分析运用磁法实际探测地下未爆弹的特点,采用本底扣除法进行数据处理,并通过实弹试验验证该方法的.正确性,有效解决了干扰条件下的磁法探测问题.

作 者：王向彬 张少纯 杨文山 WANG Xiang-bin ZHANG Shao-chun YANG Wen-shan 作者单位：空军场务技术研究中心,北京,100097刊 名：探测与控制学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF DETECTION & CONTROL年，卷(期)：29(5)分类号：O572.11关键词：未爆弹 磁法探测 数据处理

磁法论文勘探 篇6

该区域位于云南省普洱县坯坪镇, 接触交代成矿学说认为:该岩体的侵入主要受东西向、西北向断裂构造控制。坯坪铜矿区除了矿体边缘具有磁异常外, 其余岩体上无磁异常显示, 这为利用磁异常确定铜矿的分布提供了极好的地球物理前提。

为了评估铁矿的前景, 在该区域开展了 (1:5000) 的磁法勘探, 结合以往大面积地磁资料和地质资料, 通过反演粗略的计算出铁矿的储量, 为以后的地质钻探提供了有效地地质依据。磁法勘探的研究成果对部分铜矿矿体给出了肯定, 结合大地构造的特征和已经探测的区域类比分析粗略计算未探测部分铜矿的规模。

1 勘探区域地质以及地球物理特征

1.1 地质概况

地层:该矿区的地层为震旦纪中火成岩系, 出露有三叠系和侏罗系地层, 整个地层是单斜构造, 倾向为北东, 倾角:50~75度。

构造:该矿区经历了多次大地构造运动, 断裂带较发育, 以平推构造为主, 造成地形走向不连续。

火成岩:该区域的火成岩极其发育, 除基性超基性外, 还有古生代斜长角闪岩、花岗岩、黑云花岗岩等。

矿床:该区属气水热液矿床, 岩体含矿性较好, 以深熔-贯入型和接触交代型最好。矿石具有粒状、块状、浸染状, 矿石自然类型有稀疏浸染状矿石、稠密浸染状矿石和块状矿山三种, 矿石矿物以铜矿为主, 脉石则有花岗岩、云母、角闪岩等。

1.2 地球物理特征

磁性特征:矿石以及超基性岩磁性最强, 而中性岩石, 如云母、角闪石等通常呈现的是弱磁性, 磁性仅为200-500×10-6CGSM, 几乎不产生磁异常, 而矿山的磁化强度在3500-13000×10-6CGSM, 磁性变化范围较大。其他变质岩和火成岩呈现的是弱磁性或无磁性, 不会造成干扰因素。从岩石标本磁性测量结果来看, 根据该地区的灰岩及砂岩为弱磁性, 铜矿的较强磁性, 磁性强弱的差异提供了磁法勘探的物理基础, 利用磁力仪测量, 如若测出成带的磁异常, 则成矿的可能性较大, 再结合地质构造和矿石露头去分析成矿条件, 进一步推断矿体的形态规模以及矿带所在的位置及其分布。

2 技术方法及工作成果

该矿区采用了50×20测网, 在野外采用高精度GPS打点, 误差在1米左右, 本次磁法勘探采用加拿大SCIN-TRIEX公司生产的ENIV MAG质子旋进式磁力仪开展野外工作, 磁场总量异常△t=T-T0, 本区T0选取为48000n T测定。该仪器性能稳定、精度高, 其各项技术指标如表1所示:本次磁测采用50米线距20米点距进行野外扫面观测, 同时用另一台仪器进行日变测定, 对观测的结果进行日变改正;根据解释需要, 采集标本进行磁参数测定。磁测精度定为均方差5n T。

3 物探异常特征分析与解释推断

经过数据处理分析, 坯坪铜矿测区磁异常面平等值线图如图1, 由图可知, 坯坪铜矿地区磁异常分为东部负磁异常区、南部正磁异常区和北部负异常区。

东部为负磁异常区, 该区域负磁异常范围较大。南部正磁异常区南西走向, 在南部正磁异常区西部零星的负磁异常, 结合地质图推断该区域由构造地质运动形成的岩体所引起, 铜矿床大多分布在该区域正异常带上。从地质图书可以看出在西部有多条断裂带, 该区域花岗岩种类分布较多, 但其范围小, 由此推断该地区地质运动频繁复杂, 为成矿提供了有利条件。而东部负异常北部, 异常变化不大, 推测东部地质运动比西部小, 南西部正异常较大, 有一条异常带。平面等值线图较好的反映了异常在平面上分布的总体形态和轮廓。

图2是磁异常剖面平面图, 反应了磁异常平面分布特征, 结合平面等值线图和剖面平面图分析, 磁异常值幅度大约为几百n T, 其中最大的正异常值680n T, 在基8086号线上, 由于围岩均为弱磁性或无磁性的岩石, 只有铜矿具有强烈的磁性, 基本可以推出磁异常是由于铜矿矿体引起, 8383号线到8686号线异常明显, 波峰个数较多, 且幅度较大, 磁性异常变化明显, 测线上波峰个数的不同反映了磁异常变化的不同, 从图中可以推断出矿体的走向为东西方向, 从整个剖面图来看, 西缓东陡, 可以推断地下异常体的产状西倾。由此推断磁性体存在的可能性较大, 可能有一定的延深。

4 结论

结合地质资料航空磁测资料, 使用磁法勘探找坯坪铜矿, 通过对数据的处理及根据磁异常等值线图和磁异常剖面图分析来看, 测区的工作效果良好, 达到了预期效果, 比较准确的确定矿体的位置范围, 直接或间接找矿是有效果的, 此次磁法勘探为以后钻探提供了有效的依据。

在此得出以下几点结论:

(1) 结合地质矿产资料特征, 以及周围围岩磁性的测定, 初次可以推断磁异常是由铜矿化体引起的。

(2) 根据剖面图和等值线图推断铜矿带分布在测区的南部以及中部, 推断的铜矿带大多数分布在测区南部。

(3) 在工作中应该注意低缓异常和剩余异常的解释和研究, 进一步发现更深的矿体。

最后要说明的是, 磁法勘探可以根据某些特定的地质地球物理特征, 研究更多的问题, 是其他物探方法无法比拟的。

参考文献

[1]谭承泽, 郭绍雍.磁法勘探教程[M].地质出版社, 1983.

[2]曾华霖, 阚筱玲, 谢婷婷, 张汝康.重磁勘探反演问题[M].石油工业出版社, 1991.

瞬变电磁法在任楼煤矿的应用 篇7

1 瞬变电磁法的基本原理

瞬变电磁法或称时间域电磁法 (Timedomainelectromagnetic methods) , 简称TEM, 它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲电磁场, 在一次脉冲电磁场间歇期间, 利用不接地线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。

在电流断开之前, 发射电流在回线周围空间中建立起一个稳定的磁场 (如图1所示) 。在t=0时刻, 将电流突然断开, 由该电流产生的磁场也立即消失。一次磁场的这一剧烈变化通过空气和地下导电介质传至回线周围的大地中, 并在大地中激发出感应电流以维持发射电流断开之前存在的磁场, 使空间的磁场不会即刻消失。由于介质的热损耗, 直到将磁场能量消耗完毕为止 (见图2) 。

2 工程实践

任楼煤矿中六运输大巷, 位于中四采区北翼, 全岩巷道, 断面3.6m×3.3m, 锚梁网喷支护, 施工方位N304°。现已施工至Y23点前93m, 本区地质及水文地质基本情况如下:

2.1 构造

本区煤岩层为单斜构造, 巷道临近F2断层组, 预计小构造发育。

2.2 煤岩性 (巷道向前施工依次揭露)

1) 叶片状砂岩:深灰色, 分选性差, 薄层粉砂岩与灰白色细砂岩条带互层, 含炭质, 碎块状, 片状;2) 11煤:黑色, 碎块状, 结构简单, 煤厚0.3m±;3) 细砂岩:深灰~灰黑色, 质细, 性脆, 薄层状, 水平层理。

2.3 水文地质

本区距下部灰岩最小垂距13m±, 单孔最大出水量23m3/h, 说明此处灰岩富水性较弱。根据《煤矿防治水规定》计算此处安全隔水层厚度为17m, 为确保巷道安全掘进, 对巷道距太一灰小于17m段进行了注浆加固。本次探查、注浆加固及效果检验符合《安徽省煤矿防治水和水资源化利用管理办法》的规定, 并经专家论证, 具备掘进进尺条件。本区主要充水水源为顶底板砂岩裂隙水, 预计正常涌水量在0~5m3/h。

2.3.1 瞬变电磁法测线布置

超前探测点设计:巷道支护形式为锚梁网喷, 探测时迎头无前探梁。本次探测结合实际情况, 采用竖直剖面探测方式。竖直剖面探测方式:在迎头布置三个方向超前探测点, 分别为左帮45°、巷中、右帮45°, 每个探测方向从仰角60°至俯角60°, 每10°间隔做13个探测点 (如下图) ;共计39个物理点。

2.3.2 探测平面示意图:

2.4 数据处理与解释

井下瞬变电磁探测数据处理流程为:原始数据整理→数据转换与检查→数据处理与解释→拟二维剖面→surfer8成图。

通过以上步骤处理得到以下超前探测的成果图如下 (见附图) :

本次探测共获得物探成果对比图1张:附图为中六运输大巷迎头前方左前45°、正前方、右前45°三个方向竖直探测视电阻率等值线剖面图, 探测是从顶板仰角60°至底板俯角60°范围, 每10°间隔绘制的视电阻率等值线成果图。图中x轴坐标表示在巷道顶底方向勘探高度与深度;图中y轴坐标表示在巷道探测方向探测的长度。

从图中可以看出:探测范围内存在两处主要低阻异常区, 视电阻率值8~10Ω·m, 分别位于———左帮45°方向前方70~120m、顶板0~10°方向 (即距顶板0~20m) ;巷中方向前方60~120m、距巷道顶底板10m以浅范围;结合地质资料知2014-17#β=12°N=293°L=163m钻孔在126m位置出水, 水量20m3/h, 出水点位置与左帮45°方向前方探测到的低阻异常位置基本对应。综合分析认为低阻异常为受断层F2∠58°H=25~125m及其伴生断层局部发育含水裂隙体影响所致。

附图:

3 结论和建议

综合本次瞬变电磁法超前探测成果及掘进巷道水文地质资料分析, 得以下结论:

1) 本次瞬变电磁法探测最大有效距离为120m。

2) 综合分析认为本次探测的低阻异常为受断层F2∠58°H=25~125m及其伴生断层局部发育含水裂隙体影响所致。

3) 建议巷道施工过程中采用钻探控制, 加强顶底板管理及水文地质调查。

本次工作成果表明, 采用瞬变电磁法结合已有水文地质基础资料综合分析, 对掘进工作面超前探测行之有效, 同时对于复杂地质条件下的煤矿防治水工作具有重要的指导意义。

摘要：本文以任楼煤矿瞬变电磁法工程实践为例, 主要论述了顺便电磁勘探技术在矿井水害防治方面的应用。采掘实践证明, 瞬变电磁成果的应用基本消除了矿井水害风险。

关键词：瞬变电磁法,水害防治,应用

参考文献

磁法论文勘探 篇8

1 矿井瞬变电磁法基本原理

矿井瞬变电磁法勘探技术以地面瞬变电磁法勘探的基本原理为理论基础, 并在其基础上经过发展演化而来, 所不同的是, 矿井瞬变电磁法需要在井下巷道内有限的空间中进行施工, 瞬变电磁场的响应在线圈平面的上下2个空间分布, 即呈现全空间分布[4,5,6]。全空间瞬变电磁法测量装置接收回线中的感应电动势为巷道周围空间有效探测范围内所有介质围岩电性特征的综合响应, 为全空间岩性电性特征的综合响应。在探测掘进巷道前方、煤层顶底板含水层是否含水或者是否存在导含水构造时, 依据是其视电阻率值是否较围岩视电阻率值低, 因此矿井瞬变电磁法视电阻率公式具有非常重要的意义。

矿井瞬变电磁法视电阻率ρτ计算公式:

式中, C为全空间响应系数;μ0为真空磁导率;S为发射回线的面积;N为发射回线匝数;s为接收回线面积;n为接收回线匝数;t为二次场衰减时间;V/I为归一化二次场电压值[5]。

2 矿井瞬变电磁法影响因素

矿井瞬变电磁法测量环境位于井下巷道内, 各种回线组合产生的瞬变电磁响应为全空间响应, 回线组合的尺寸比地面小得多 (一般为2 m) , 加上井下巷道底板铺设铁轨、工字钢支护、锚杆支护、电缆和运输胶带支架等设施的影响, 使得矿井瞬变电磁测量比地面复杂得多, 这些设施在井下瞬变电磁法测量中能产生很强的瞬变电磁响应, 对矿井瞬变电磁法数据采集、资料处理和解释工作有着重要的影响。巷道侧帮工字钢支护、锚杆支护在重叠回线组合中必然产生很强的瞬变电磁响应。图1为井下侧帮实际测量的工字钢支护、锚杆支护瞬变电磁响应电位衰减曲线, 曲线共同点是衰减平缓、光滑。比较2条电位衰减曲线可以看出, 锚杆支护的瞬变响应电位衰减曲线幅值最小;工字钢支护的瞬变电磁响应最大, 随延时由小到大, 差别逐渐增大。

巷道内的矿井机械设备也能产生很强的瞬变电磁响应。图2为巷道正前方探测时掘进机分别距掘进面8, 10 m瞬变电磁响应电位衰减曲线。比较2条电位衰减曲线可以看出, 矿井机械距离远近对矿井瞬变电磁的影响程度不同, 距离越近其影响程度越高, 瞬变电磁响应越强, 电位衰减曲线越圆滑。

巷道侧帮工字钢支护不但影响侧帮探测, 而且对超前探测也具有相当强的影响。图3为工字钢支护条件下的超前探测掘进方向多测道图, 从图3可以看出, 工字钢支护对不同方向的探测的影响程度的不同。综上所述, 在井下巷道进行测量中, 巷道支护性质发生改变或巷道内存在金属设施时, 会引起瞬变电磁电位衰减曲线发生变化。

通过对多个不同矿井瞬变电磁勘探实际工作, 矿井瞬变电磁数据采集环境不同 (巷道所处地层、支护条件以及其他金属设施) 对矿井瞬变电磁数据有一定的影响。对于固定的矿井设施, 在实际工作时要注意数据采集时保持方向、距离、角度的一致性, 使其对矿井瞬变电磁的影响一致, 从而发现地质异常体。根据不同矿井的采集环境总结出其标准曲线, 对实际观测曲线进行校正, 可以消除环境因素的影响, 提高矿井瞬变电磁的解释精度。图4为某矿超前探测校正前后的视电阻率断面图对比。

由图4可以看出, 校正前左侧明显比右侧低, 而校正后掘进方向两侧没有明显的电性异常, 实际掘进过程也未发现异常。

3 勘探实例

河南省某矿为了探查一3煤21020工作面底板及巷道开拓期间掘进面前方的含水性, 为煤矿防治水及安全生产提供参考资料, 采用矿井瞬变电磁法进行巷道掘进面前方以及工作面煤层底板的含水性探测工作。

(1) 工作面概况。21020工作面走向长度800m, 倾向宽度180 m。开采煤层为一3煤层, 其顶板为L3灰岩, 底板为L2灰岩, 寒武系灰岩岩溶裂隙含水岩组为一3煤底板间接充水含水岩组。在回采期间, 煤层顶板L3灰岩含水层遇小构造或裂隙溶隙时, 常有淋水和滴水。煤层底板L1、L2灰岩含水层与下伏的寒武系灰岩岩溶裂隙含水层之间隔水层较薄, 受断层构造及采动影响, 煤层底板灰岩含水层与寒武系灰岩含水层之间产生了水力联系。受区域地质构造控制和相邻矿井长期疏水降压的影响, 石炭系、寒武系灰岩的补给条件简单, 仅在丰水期有明显的渗漏越流补给现象, 平时以消耗含水层静储量为主。

(2) 勘探成果及验证情况。工作面掘进过程中进行47次超前探测, 工作面完成后对工作面内进行探测, 每次探测均对其进行探测环境影响校正, 47次超前探测, 划分了富水异常区4处, 编号为B1—B4;工作面探测划分寒武系灰岩富水异常区8处, 编号为A1—A8 (图5) 。巷道掘进过程中未发生涌水, 工作面共布置16个钻孔验证物探异常, 3个钻孔未见涌水现象, 其他钻孔涌水, 钻孔最大涌水量80m3/h, 最小涌水量0.5 m3/h, 保证了工作面的安全生产, 验证了校正的成果。

4 结论

(1) 矿井瞬变电磁能够探测巷道掘进面前方和工作面内断层、陷落柱等隐伏构造的富水异常情况。

(2) 井下数据采集过程中, 巷道环境对矿井瞬变电磁信号有一定的影响, 应引起重视, 总结不同干扰类型下矿井瞬变电磁响应曲线特征, 对其进行必要的校正可以消除假异常, 提高矿井瞬变电磁的解释精度。

参考文献

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磁法论文勘探 篇9

建矿以来我矿共发生3起水灾事故, 分别为:a.时间:1993年10月14日, 地点:水采区在一水平南17层11段溜煤道。突水原因:区内F19断层导通第四系砂层, 第四系砂层水通过F19断层涌入井下, 造成突水事故, 死亡5人。b.时间2008年4月9日14时30分, 地点:二水平北30层一、二区轨道下山上部车场。突水原因:一开拓区912队施工的二水平北30层一二区轨道下山上部车场与北33层二分层边界上山误透。无人员伤亡。c.时间:2010年1月17日。地点:二水平南17层一区水采采后闭。突水原因:水采采空区积水、采后闭不坚固、采后闭周围围岩破碎、受外力作用, 地质构造应力重新分布造成突水事故, 死亡2人。因此, 水灾水害预防对我矿建设高产高效矿井、本质安全型矿井凸显的尤为重要。瞬变电磁法 (Transient Electromagnetic Method, 简称TEM) 是利用不接地回线或电极向地下发送脉冲式一次电磁场, 用线圈或接地电极观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场的空间分布, 来解决有关地质问题的时间域电磁法。近年来, 在煤矿采空区水害防治中, 得到了广泛的应用。2010年10月由我矿地测大队, 组织技术人员对一水平南21-1层区域进行赋水性探测, 为分析该区域水情提供技术依据, 进而制定南21-1层区域防治水规划。

1 探测区域水文地质概况:

一水南21-1层区域, 区内21-1层煤为初次开采, 南部为F19断层, 北部为F6断层, 本区上方有第四纪砂层, 砂层厚度40~47m, 砂层底板标高180~190m, 砂层水尚未疏干, 残余水头高度为0~12m。本区上覆17层煤与21-1煤层间距为52米~63米, 于1998年回采结束, 开采方式为水采一次性采全高。本区下伏21层煤与21-1煤层间距为2米~16米, 21层上块于2003年回采结束, 开采方式为水采一次性采全高。下块于2004回采结束, 开采方式为机采, 只开采了一个分层。区内21层下部22-1层煤、22-2层煤、23层煤均已开采结束 (22-1层于2005年回采结束, 22-2层于2007年回采结束, 23层于2008年回采结束) 。

2 仪器参数

电流波型:偶极方波, 正、负方波之间可设置50%占空系数。基本频率:30, 75, 285Hz, (60Hz工频时) ;25, 62.5, 237.5Hz, (50Hz工频时) ;关断时间:40×40m发射线圈, 3A发射电流时, 2.5μs;发射线圈尺寸:5m×5m (8匝) 到100m×100m (单匝) ;输出电压:0到9V连续变化, 最大发射电流3A;同步:电缆同步;工作温度:-40℃-+60℃;电源:12伏可充电电瓶, 在2A输出时可连续工作5小时;加强型TEM47HP供电电源为24伏或36伏, 最大发射电流10A;重量:5.3Kg;尺寸:10.5×24×32cm;

现场参数:测线3组

测点59个

测线总长度200米

3 施工方案

3.1 测线布置 (见图1)

3.2 完成工程量 (见表1)

3.3 探测结果 (见图2-4)

4 综合分析

经过本次探测, 发现机道开门点内16米上覆赋水异常区。分析赋水异常原因:为区内21-1层下伏22-1层煤、22-2层煤、23层煤均已开采结束 (22-1层于2005年回采结束, 22-2层于2007年回采结束, 23层于2008年回采结束) 。其中22-1层、22-2层、23层停采线正均位于赋水异常区下部, 该区域受停采线分布原因导致机道上覆岩层裂隙较发育, 因此探测结果为赋水异常区。

5 结论

截止到2011年1月, 根据瞬变电磁探测结果, 施工的探放水钻孔放水效果良好。目前南21-1层已安全结束回采。

通过我矿南21-1层区域探放水效果, 证明瞬变电磁法能够有效的探测采空区积水、构造水等赋水因素, 对我矿井下水灾水害预报提供了技术依据和理论基础。

目前除一水平南21-1层区域外, 二水平南三区17层区域、二水平北11层区域均已进行瞬变电磁法探测。

瞬变电磁法在我矿井下防治水应用过程中作用明显, 但使用过程中受机电设备、金属等干扰因素影响, 探测结果均会受到不同程度的影响。受现场生产、安全因素制约, 各种干扰因素无法排出。因此提高瞬变电磁法对干扰因素的分辨能力将成为急需解决的问题。此外, 实际操作过程中人为误差也是影响探测结果的重要因素, 提高操作人员的专业技能也是急需解决的问题。

随着瞬变电磁法的不断完善, 技术装备不断更新, 瞬变电磁法的应用前景也将更加广泛, 我矿也应站在煤矿防治水技术的前沿, 加大瞬变电磁法在我矿的应用, 为我矿建设高产高效矿井、本质安全型矿井提供防治水方面技术保障。

参考文献

[1]王永红, 深文.中国煤矿水害预防及治理.