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瞬变电磁法在煤矿应用中的研究

成剑文  
【摘要】: 我国煤炭资源丰富,煤矿开采历史悠久。随着国民经济的发展,煤炭的需求量也不断提高。然而煤矿采空区(小煤窑和古空区)、煤矿地下火区和煤的风氧化带、断层和岩溶陷落柱等问题不同程度的制约着煤矿正常生产,甚至可给煤矿带来安全问题。因此探明煤矿采空区(小煤窑和古空区)、断层和岩溶陷落柱并对其含水性给出评价;准确探明煤矿地下火区和煤的风氧化带等是在煤矿安全生产迫切需要解决的问题。 目前探测方法较多,如地震勘探(二维和三维)、电法勘探(传导类和感应类)、氡气测量等物探方法均在煤矿得到了广泛的应用。然而由于各种物探方法的特点不同,受应用条件的限制,除构造类地质问题外,对地下煤层的火区(尤其是多层火区),煤的风氧化带,以及采空区(充水与不充水)这些非构造类地质问题的探测仍有待研究。 本文以地下煤层火区、煤层风氧化带以及采空区可形成电性差异为基础,根据瞬变电磁法具有穿透高阻层能力强及随机干扰影响小,受地形影响小的特点,讨论了应用瞬变电磁法对其进行探测的可行性。 本文通过查阅大量的国内外文献,在较为详细地阐述瞬变电磁法基本理论和基本方法后,在地形较为复杂的山区进行了瞬变电磁法探测充水与不充水采空区的试验,得到了有意义的结论;并对瞬变电磁法进行了地形影响的试验,给出了地形对瞬变电磁法探测结果有影响的直观表述;通过资料分析与整理对实测数据进行了地形校正,并给出了地形校正公式。 最后作者采用瞬变电磁法对大同王村煤矿地下火区,和古交西曲煤矿北五盘区煤层风氧化带,进行了试验性的探测研究。探测结果通过与其它物探方法的对比和实地验证,表明在地形较为复杂的山区,应用瞬变电磁法探测煤矿地下采空区、地下火区和煤层的氧风化带不失为一种较为有效的手段,是有意义的,是值得研究的。


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