阳煤集团某煤矿采空区CSAMT响应规律及应用

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目前,各种电法勘探方法对煤矿采空区的研究大都集中于单层采空方面,对于双层采空区的电磁响应规律研究较少。CSAMT作为一种相对经济高效的频率域测深方法在煤矿采空区勘查中应用较为广泛。
  本文选用有限单元法进行采空区的数值模拟,结合实际地质情况及地球物理特征,主要研究不同的采空区塌陷规模、充水规模条件下的CSAMT响应。在此基础上,研究双层采空区在不同的电性组合以及不同的间隔条件下的CSAMT响应规律。得到如下结论:
  (1)单层低阻采空区受充水度影响较大,充水程度较低时难以分辨其边界,充水程度较高时容易分辨其边界,且单层低阻采空区主要在垂向上影响范围较大;单层高阻采空区受采空区坍塌程度影响较大,坍塌程度较低时容易分辨其采空边界,坍塌程度较高时,较难分辨其采空边界,且单层高阻采空区主要在横向影响范围较大。
  (2)对于不同类型的双层采空区,双层低阻采空区可以在间隔约为180m时能够分辨,分辨能力最弱;双层低、高阻和双层高阻采空区均可以在间隔达到约120m时能够区分,分辨能力次之;双层高、低阻采空区在间隔达到约60m时能够清晰分辨为两个异常,分辨能力较好。
  (3)上层为未坍塌及少部分坍塌(均未充水)的采空区时,上下层异常体均能在间隔约为60m时达到分辨效果;上层为50%坍塌采空区时,在两层异常体间隔达约90m时能够区分;上层为完全坍塌采空区时,两层异常体间隔达到约120m时能够分层。即塌陷程度越低,CSAMT法的纵向分辨率越高,探测效果越好。
  基于有限单元法的二维模拟结果,对矿区采空区的范围划定有一定的指导作用,通过实验结果证明模拟结论是合理的、可靠的,表明模拟研究对于指导实际工作提供理论依据,具有指导意义。
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