瞬變電磁法和測(cè)氡在煤礦采空區(qū)勘查中的應(yīng)用研究(編輯修改稿)
2025-07-17 07:43 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 子分子。當(dāng)這兩種物質(zhì)的分子或原子相互接近時(shí)，由于電力轉(zhuǎn)動(dòng)和核振動(dòng)，發(fā)生電子和核之間的相對(duì)位移而產(chǎn)生瞬時(shí)偶極。這種情況的不斷重復(fù)使分子之間始終存在色散力，活性炭對(duì)氡的吸附正是色散力起主要作用。當(dāng)氡運(yùn)移到活性炭表面時(shí)，很快被吸附，造成其周圍的氡濃度降低。在濃度差作用下，高濃度處的氡不斷向活性炭運(yùn)移，直至它吸附的氡量達(dá)最大值，并與周圍的氡濃度達(dá)到平衡。其工作方法如下:將高吸附活性炭埋入地下40 cm深的坑中，待5~7 d后取出，由活性炭測(cè)氡儀測(cè)量3 min記數(shù)，并對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行保存與處理。根據(jù)每1條剖面線上氡異常點(diǎn)的位置，來(lái)確定地下采空邊界位置。2 原理如果探測(cè)的目標(biāo)地質(zhì)體為采空區(qū)，相對(duì)周圍的煤層在電性上反映為高阻。如果采空區(qū)塌陷，其內(nèi)部充填的松散物的視電阻率與周圍介質(zhì)相比還是呈相對(duì)高阻；如采空區(qū)積水，充填物的視電阻率與周圍介質(zhì)相比為低阻。通過(guò)對(duì)這些響應(yīng)信息的提取與分析，達(dá)到探測(cè)地下地質(zhì)體的目的二次場(chǎng)的大小與地下地質(zhì)體的電性有關(guān):低阻地質(zhì)體的感應(yīng)二次場(chǎng)衰減速度較慢，二次場(chǎng)電壓較大；高阻地質(zhì)體感應(yīng)二次場(chǎng)衰減速度較快，二次場(chǎng)電壓較小。根據(jù)二次場(chǎng)衰減的特征，可以判斷地下地質(zhì)體的電性、性質(zhì)、規(guī)模和產(chǎn)狀等，從而可以解決如斷層、陷落柱、采空區(qū)等地質(zhì)問(wèn)題。瞬變電磁所觀測(cè)的原始數(shù)據(jù)是各測(cè)點(diǎn)的各個(gè)測(cè)道的瞬時(shí)感應(yīng)電壓，通過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)換成視電阻率、視深度等參數(shù)。繪制成瞬變電磁多測(cè)道電壓剖面圖、瞬變電磁等視電阻率擬斷面圖來(lái)確定地下采空邊界位置及其深度氡氣測(cè)量的基本原理:氡是U238系的唯一呈氣態(tài)的放射性惰性氣體，它可以由地下深部遷移至地表，并可顯示出地層深部的地質(zhì)信息。煤系地層是在還原條件下形成的，由于U238核素的物理化學(xué)性質(zhì)，在煤系地層中U238核素的含量大大的高于其它地層。當(dāng)?shù)叵麓嬖诓煽諈^(qū)時(shí)，由于采空區(qū)改變了地下地質(zhì)體的應(yīng)力狀態(tài)，促使地質(zhì)體發(fā)生形變，從而改變了地下氣體的運(yùn)移與集聚環(huán)境，對(duì)氡氣的運(yùn)移與富集起到了一定的控制作用。通過(guò)儲(chǔ)氣、集氣和通道三種作用，氡核素向采空區(qū)運(yùn)移，因此可在采空區(qū)形成濃度很高的氡。由于氡氣具有很強(qiáng)的垂直向上運(yùn)移能力，加之采空區(qū)頂部裂隙較發(fā)育，為氡的運(yùn)移提供了很好的通道，可在地表形成一個(gè)與采空區(qū)形態(tài)相應(yīng)的氡異常區(qū)。因此，通過(guò)測(cè)量地表附近氡的濃度，可確定采空區(qū)的位置與范圍。3試驗(yàn)工作參數(shù)選擇正式工作開(kāi)始前，首先在已知采空區(qū)地段先后采用不同的裝置（重疊回線、中心回線等裝置），不同的邊框（250、100m），不同發(fā)射頻率（、25Hz）等參數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)工作。根據(jù)探測(cè)深度需要，遵循保證獲得可識(shí)別異常及保證工作效率的原則，最后確定采用重疊回線觀測(cè)方式，5050m的線框。方法試驗(yàn)遵循由已知到未知的原則，在
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