直流電法物探低阻解釋分析

成磊

摘要：對煤礦地區(qū)需要對地下物體進(jìn)行技術(shù)方法的提前探測，目前采用比較多的方式為直流電法物探對于地下情況進(jìn)行了解，主要的解釋內(nèi)容是保證直流電法測定的低阻區(qū)的解釋來進(jìn)行預(yù)報(bào)。采用直流電法在解釋過程中，解釋結(jié)果的準(zhǔn)確度直接影響后期各項(xiàng)工作的開展，因此必須保證工程技術(shù)方法解釋的準(zhǔn)確性，保證該技術(shù)的應(yīng)用廣泛度。

關(guān)鍵詞：直流電法；物探；低阻；解釋分析

0引言

礦井直流電法預(yù)測技術(shù)常規(guī)模式是采用三點(diǎn)三極的方法對煤礦巷道的基本情況進(jìn)行初步了解，礦井直流電法是在“三點(diǎn)源發(fā)”的基礎(chǔ)不斷的總結(jié)和完善實(shí)現(xiàn)的，勘探方法比較簡單，對于水資源的勘察準(zhǔn)確度比較高，并且探測深度大，因此在應(yīng)用過程中比較廣泛。

三點(diǎn)三極探測法在應(yīng)用過程中采用的理論支撐是點(diǎn)源電流場和球體交匯理論。點(diǎn)源電流場理論是根據(jù)球?qū)ΨQ原理而發(fā)展的，利用測量電極MN測量巷道底板過程中，測量的主要內(nèi)容為三個(gè)點(diǎn)所合成的球心，兩者間距為MN長度的球殼體積內(nèi)整體的電阻率變化情況，實(shí)現(xiàn)一次測定3組視電阻率取值。在解釋過程中能夠結(jié)合所得三組視電阻率值和球體交匯原理來校正所得數(shù)據(jù)，將干擾因素逐步排除，提升整體解釋數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

電源電流場以及球體交匯理論可以在廣義來描述地下巷道前方的基本情況，但是在詳細(xì)的資料數(shù)據(jù)解釋處理過程中，消除測量階段獲取的干擾波形的難度較大，在具體位置的確定上準(zhǔn)確度也有待提升。

1均值曲線法資料解釋技術(shù)

在目前我國應(yīng)用的比較多的方法中直流電法物探技術(shù)對于低阻區(qū)解釋軟件都是結(jié)合surfer來進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)等值線填充工作的，在操作過程中不需要復(fù)雜的人為操作，并且圖像的形成效果比較良好，不足之處在于解釋精度不足，一般情況只能達(dá)到60%左右。

本文的主要研究內(nèi)容是避免從純數(shù)據(jù)的角度對問題進(jìn)行分析，而是選擇與均值差值類似的模式來處理相關(guān)的數(shù)據(jù)和資料，取得的工程使用效果良好，本文將其稱之為均值曲線法資料解釋技術(shù)，主要的步驟為以下四個(gè)：

第一，首先將3個(gè)電極中獲得的探測數(shù)據(jù)劃分為3個(gè)組別，分別畫出視電阻率曲線分布圖，將橫坐標(biāo)采用測量點(diǎn)距離1號(hào)供電電極的距離作為標(biāo)準(zhǔn)，縱坐標(biāo)為視電阻率的值;第二，將3條不同的視電阻率曲線獲得的同一探測距離處的視電阻率求得均值，得到相應(yīng)的均值曲線（如圖１），均值曲線表示的含義是在不同距離下視電阻率均值，與之前相同，在該坐標(biāo)系中，橫坐標(biāo)為視電阻率均值與電極的距離，縱坐標(biāo)為電極在不同距離處的視電阻率值;第三，比較第一步和第二步獲得的視電阻率曲線，如果原始的視電阻率值與均值視電阻率值相對出現(xiàn)前者小于后者的情況，則說明該位置為低阻異常區(qū)。為了有效的進(jìn)行對比，筆者將相對完整的其他兩條曲線等間距的平移，使其能夠在同一坐標(biāo)系中顯示相應(yīng)的視電阻率曲線。圖2中畫圈部分為低阻異常區(qū);第四，通過上述步驟的處理，能夠?qū)D像中的低阻異常區(qū)找出來，大致標(biāo)注出相應(yīng)的位置，然而由于本身直流電法技術(shù)采用的是“點(diǎn)源電流場”作為自身的支撐理論來逐漸進(jìn)行地質(zhì)體的解釋，在測量過程中，極點(diǎn)在測量時(shí)能夠夠在巷道底板處進(jìn)行相應(yīng)的測量工作，將供電極作為球心，厚度指標(biāo)為測量電極間距中體積范圍內(nèi)的介質(zhì)電阻率值。如果在巷道中存在一定的影響巷道頂?shù)装咫娏骰蛘邆?cè)向有低阻異常體的情況，將會(huì)對地下真實(shí)情況造成影響，這時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合采用球體交匯的原理來去除相應(yīng)的干擾影響。

2交集資料解釋法

利用河北某礦區(qū)的勘探資料進(jìn)行說明，現(xiàn)場的基本情況如下：巷道采用下山掘進(jìn)進(jìn)行，迎面存在的絕大部分內(nèi)容為浮煤以及煤泥，這樣的實(shí)際情況對于直流電法測量結(jié)果造成一定的不利影響。

圖3為軟件解釋法獲得的資料解釋結(jié)果，該勘探類型與圖2中利用均值曲線獲得的資料成果為相同地區(qū)。

通過分析圖2中的資料可知，在該巷道內(nèi)電極前方20m左右位置存在低阻異常區(qū)，在圖3中則顯示在巷道內(nèi)電極前方20m和50m左右的位置都存在一定的低阻異常區(qū)，根據(jù)取交集的方法，兩組曲線都指向相同的20m位置處的低阻異常區(qū)，而50m處位置的異常為假異常，最終工程技術(shù)措施驗(yàn)證，在前面24m處巖層的頂板已經(jīng)破碎，并且在錨桿處還有水的存在，這是導(dǎo)致低阻異常的真實(shí)原因，而在50m處沒有發(fā)現(xiàn)實(shí)際地質(zhì)體造成異常。

3結(jié)束語

直流電法物探在實(shí)際應(yīng)用過程中憑借本身簡單易操作的特點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用礦山巷道前方預(yù)測工作中，但是由于本身的工程資料信息受到的影響因素比較多，在解釋過程中可能導(dǎo)致一定的誤差。采用取交集資料解釋的方法能夠有效的處理低阻解釋過程中的問題，將假異常區(qū)排除，更準(zhǔn)確的對巷道前方情況進(jìn)行評價(jià)，提升解釋準(zhǔn)確度。

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