高密度电阻率成像技术及其应用
高密度电阻率成像法是集电测深和电剖面于一体的一种多装置、多较距的组合方法。它具有一次布较即可进行多点、多较距和多参数数据采集的优点。其显著特点是数据采样高、信息量大,因而能很好地反映出测量断面的电性特征。数据处理中通过电阻率成像和求取比值参数,可**异常信息,从而达到效率高、精度高、分辨高解决地质问题的效果。 相对于点电源场在地表分布为半空间而言,井下空间应为全空间,考虑到回采工作面煤层的电阻率值高(主要是气煤、肥煤),而**底板围岩一般为砂页岩类,其电阻率比煤层低得多,因此,矿井勘探队伍,回采工作面底板(或**板) 上点电源的电流分布可近似看作半空间,这一近似不影响探测地质效果。
正常岩层中存在含水体,其电场响应特征表现为视电阻率降低,富水性越强,视电阻率越低,通过高密度电阻率成像法探测,矿井勘探,可以比较准确地圈定低阻异常区,从而判断是否存在含水体及含水程度。
矿井物探面临的科学问题
加强全空间深部矿井地球物理场的基础性研究
研究深部地下空间的地球物理场特征,并提出观测和分析方法,指导矿井物探工作的深入开展。要解决这一问题,矿井勘探方法,需要克服现有的理论方法在深部的适用性有限的难题,辨析在高地应力、高地温、高岩溶水压、高瓦斯含量与气压的环境下以及在地应力场、渗流场、地球物理场等多场复杂的耦合作用条件下,深部地质体的物理力学性质与浅部地质体的差异,建立适用于深部全空间的地球物理理论体系。
矿井地球物理在向深部拓展时,需要引入现代岩石物理学、流体力学及地质学等基础理论成果,增进学科融合和交叉发展;在固-水-气三相耦合、各向异性作用和非线性条件下,开展三维全空间地球物理场的数值模拟和物理模拟;结合煤矿采掘工程实践,开展裂隙场与地球物理场的耦合研究,形成采动条件下的矿井地球物理场响应规律;这些基础性研究都需要加强。
槽波的形成
在地质剖面中,煤层是一个经典的低速夹层,在物理上构成了一个“波导”。当煤层中激发了体波,包括纵波和横波,激发的部分能量由于**底界面的多次全反射被禁锢在煤层及其邻近的岩石(简称煤槽)中,不向围岩辐射,矿井勘探团队,在煤槽中相互叠加,相长干涉,形成一个强的干涉扰动,即槽波。它以煤层为波导沿着煤槽向外传播,因此煤槽波又称煤层波或导波。