浅埋深烧变岩地下水瞬变电磁法探测

王 鹏

(中煤科工集团 西安研究院有限公司，陕西 西安 710077)

烧变岩是自燃煤层及受火烧波及岩层的统称，在我国陕西、内蒙、新疆等煤田富集区广泛存在[1-2]。由于煤层自燃期间的烧蚀与烘烤，其顶底板岩层网状裂隙发育，使烧变岩具有破碎、裂隙贯通的特征。烧变岩一般分布于可采煤层上部，受雨水补给或河流渗透时积蓄地下水，对下部煤层开采形成水害威胁[3-6]。准确勘探烧变岩边界及地下水分布范围是开展有效防治水工作、解除上部水害威胁的基础。

一般采用以磁法、瞬变电磁法等综合电磁法为主，钻探为辅的勘探手段控制烧变岩边界及地下水分布范围[7-15]。其中，磁法以烧变岩与围岩的磁化差异为物理基础，通过磁化强度的变化来划分烧变岩边界；瞬变电磁法以烧变岩含水前后电阻率的急剧变化为指标，对含水区进行圈定。根据烧变岩破碎、裂隙发育的物理特性，不含水时表现为高电阻率特征；含水时表现为低电阻率特征。当烧变岩埋深较浅甚至出露时，其高、低电阻率差异与磁性差异同步表现。因此，基于单一的电阻率参数确定烧变岩边界，并圈定地下水分布范围具备理论基础。

本文以新疆某露天煤矿为例，通过瞬变电磁法获取地下电阻率分布，圈定烧变岩地下水分布范围。钻探验证了探测结果的准确性。研究瞬变电磁法探测浅埋深烧变岩及地下水分布范围的效果，对相似矿区具有借鉴和推广意义。

1 地质与地电条件

露天矿探测区地层由老至新为三叠系小泉沟群、侏罗系西山窑组、石树沟群、第四系，其中含煤地层为侏罗系西山窑组。……