矿井瞬变电磁技术资料解释的方法研究

左蓉丽

（宁夏回族自治区煤田地质局，宁夏 银川 750011）

0 引言

瞬变电磁技术在地面应用的基础之上应用到矿井中，在地面应用良好的基础上，在矿井中也取得了较好的应用效果，但是也存在个别不准确的现象。这种现象有可能是多方面因素引起的：干扰因素大，时深转换模型不准确、水文等地质资料的缺失等等。这就需要参考前人的解释经验，对矿井瞬变电磁技术的解释技术进行总结、归纳，找出图件的规律所在，提取有用的信息，最后并且要通过验证（一般情况下通过钻孔验证）。

1 矿井瞬变电磁法资料解释所遵循的原则

一般情况下，在时深转换之后，大多绘制视电阻率-深度的等值线图：以测点为黄坐标，探测深度为纵坐标，视电阻率为所记录的数据。只要数据在处理对时候比较准确，则绘制的图形就能够很直观地描述出岩层的视电阻率变化特征，再结合探测区的地质特征从而就判断异常体（包括形态、埋深、走向等）。

话说如此，但是怎样判断异常体，也就是说怎样判断区分背景场以及所谓的异常需要遵循一定的原则。如若不然判断异常体就成了一纸空谈，所以需要先判断背景值和异常值才能最后划分出异常区域。

首先得确定背景值，确定背景值之前需要选择背景值良好区域进行测量。根据长期积累的经验一般选择厚度均匀，构造不发育，没有磁性的区域。而且该区域最好能够满足瞬变响应衰减快，规律性好以及变化趋势比较平缓。当然，选择各种噪声比较小的区域也是必须的，也就是说尽量避开各种干扰，例如尽可能的避开金属物，减少人为活动等等。

上面介绍了怎样选择较好的区域测量，已达到背景值的平稳，在数据处理结果得到之后就需要根据图件确定背景值了，这里可结合多种方法判断确定背景值：分析多测道图确定背景值；观察曲线的衰减程度确定背景值；当曲线比较复杂的时候；结合测区原有资料确定背景……如果该区的地质条件比较复杂，可以考虑分区确定不同的背景值，也就是说不同区域确定不同的背景值，将问题细化，逐个解决。

背景值确定好之后就需要划分异常区域，确定异常值了。异常值的确定得建立在背景值的基础上确定，根据所确定的背景值结合图件全出异常区域；如果有钻孔资料，可结合钻孔资料等，校正时深转换的深度，然后根据钻孔信息确定异常区域；假如一些比较明显的异常是在矿井中是显而易见的，例如一些金属干扰会造成假异常，还有的矿井中直接会有涌突水，这就是明显的异常，这在探测的过程当中都应该有记录的，因此，可以根据现场记录确定异常区域；当然也可以结合地质条件来判断异常体从而确定异常区域。

2 矿井瞬变电磁技术资料解释的方法

由于物探方法的解释具有多样性，也就是说多同一数据资料，不同的解释人员甚至同一解释人员也都会不同的解释，这一般跟解释人员的解释习惯、知识水平、解释的方法等都息息相关。为此为了提高最终成果解释的准确性先提供一统一的解释方法。现将资料解释分成三个阶段，即资料解释前的准备工作，资料解释阶段以及最后的总结。

在资料解释之前需要详细了解探测区域的各种地质资料、水文地质资料等，了解矿井的围岩特征（包括岩性、围岩视电阻率等等），掌握知道矿井周围的地质构造（包括断层、溶洞等等），还要知道地下水情况……总之，在资料解释之前对探测区域资料掌握的越多对资料的解释是越有帮助的，所以要尽可能的了解、掌握矿井的地质信息。

在充分掌握矿井资料之后，就需要选择合适的资料进行处理，一般情况下感应电动势呈指数衰减趋势的都为效果较好的数据。资料处理后在视电阻率等值线图中，通常情况下都选择蓝色表示视电阻率的低阻区域，红色来表示视电阻率的高阻区域，而绿色以及黄色用来表示低阻与高阻的中间区域。Sufer绘制图件过程中颜色的选择有助于异常的划分，颜色色标选择合理会使视电阻率等值线图清晰、直观，便于资料的解释。除此之外需要认清楚视电阻率等值线图的横坐标与纵坐标，一般情况下纵坐标表示深度，横坐标表示矿井迎头的测点布置，而视电阻率值即为坐标值。

充分了解图件的基本特征后就可以观察图件，划分图件中的异常区域。例如，如果视电阻率等值线图中低阻区域比较明显，则可以先圈出低阻异常区域，然后再结合地质资料进行更加详细的分析，推断异常形成的原因，并采用专业术语进行描述；如果低阻区域表现的不明显，则可以根据其它图件如：多测道图、单点视电阻率图等综合分析，然后再结合地质资料给出综合推断。

当异常划分好之后就需要对异常区域进行详细的描述，一般情况下不仅需要推断出异常区域的位置（深度）、规模（尺寸和走向），还需要对异常造成的原因给与分析，对其能产生的危害给与评估，并能向施工方提供有价值的可行性建议。如指导钻孔位置、评价异常体的危害程度等。

3 矿井瞬变电磁技术中异常体特征

瞬变电磁技术探测计算得到的是岩层与不良地质体的视电阻率ρs，而不是围岩与不良地质体的真电阻率。因此，在制图中采用的也是视电阻率，图中是通过视电阻率的变化趋势与形态来描述地质体的地点特征的。通过视电阻率等值线图之所以能够区分、判断各种不同的地质体，是因为视电阻率对应不同的异常体有着不同的变化趋势及形态。

首先要明确，瞬变电磁技术对低阻体反映良好，分辨率很高，一般情况下都能清晰直观的描述出低阻异常体的准确位置以及形态等等，而且瞬变电磁技术穿透能力强，不受高阻层的屏蔽。所以，矿井瞬变电磁技术对于含水的不良地质体的反映较为准确。因为地下水相对于围岩来说是低阻，反映是比较明显的。而对不含水的异常体一般需要通过结合该区的地质资料综合判断。

对于矿井中正常的岩层、地质体而言，其视电阻率的等值线图一般都是以直线形态呈现出来的，而且其视电阻率的变化情况一般都是随着深度的增大也逐渐地增加。

由于瞬变电磁技术最终计算得到的是视电阻率ρs，所以视电阻率等值线图上所反映出来的异常体的范围也不一定完全吻合，通常情况下都存在差异的，但是大致形态与位置一般都是比较准确的。上述的介绍的集中异常体的特征也只能作为矿井瞬变电磁技术解释过程中的一种参考与帮助，但具体形态特征还根据不同的探测仪器有所不同，都需要根据具体问题具体分析。

4 结束语

总之，在矿井瞬变电磁技术解释的时候需要结合探测区域的地质岩性特征、水文定制特征、钻井情况等，根据具体情况综合的给与推断解释，并在今后的解释中不断积累，提高自身解释经验也十分必要。

[1]李貅.瞬变电磁测深的理论与应用[M].陕西科学技术出版社,2002.

[2]牛之琏.时间域电磁法原理[M].中南工业大学出版社,1992.

[3]陈乐寿,王光锷.构造电法勘探[M].中国地质大学出版社,1991.

[4]朴化荣.电磁测深法原理[M].地质出版社,1990.

[5]张纪勋,范志平.瞬变电磁技术在巷道超前探测中的应用[J].中国煤田地质，2006(03).