瞬變電磁在礦井水文地質工作中的應用

侯合明　趙莉　羅文啟　秦旭龍

【摘 要】在分析深部采場水文地質特征基礎上，采用礦井瞬變電磁探查技術查明深部采場突水構造位置煤區范圍開展瞬變電磁法物探工作，以“基本查明工作區范圍內斷層帶賦水性及二1煤層（頂底板）賦水性；探測工作區范圍內采空區及老窯積水情況，對區內可能存在的富水區進行解釋”。通過井下注漿鉆孔驗證，為礦井安全生產提供防范資料。通過鉆孔驗證，該方法探查深部采場富水區位置是非常適用，但也應該注意探測結果為靜態及定性解疑的局限性。

【關鍵詞】瞬變電池；礦井；水文地質；存在問題

0 前言

近年來，煤礦礦井水害問題突出，突水事故不斷，這跟地質勘測程度有直接的關系，所以加強礦山水文地質的勘測工作顯得尤為重要。瞬變電磁法（TEM）方法對低阻體靈敏，且工效高、裝備輕便，在構造探測、水文地質領域都有著廣闊的應用前景和巨大的發展潛力，瞬變電磁法探測技術也是目前煤礦積水采空區探測的首選方法之一。

1 瞬變電磁勘探原理

瞬變電磁法是一種時間域電磁感應法，其原理是利用不接地回線或接地線源在地層中制造一次脈沖場，在一次場的間隙通過回線或電偶極感應接收二次場數據。該二次場是非穩定電磁場，是由地下良導體受激勵引起的渦流所產生的，分析隨時間與二次場信號的變化規律，可以得到各個地層的電性變化和不均勻地質體的大致分布狀況。這樣我們就可以了解地質體橫向和縱向總體特征。相對于其它電法勘探方法，瞬變電磁法探測地下低阻異常體（含水構造體）有著探測精度高（特別是橫向分辨率高）及操作簡便的優勢，非常適合水文物探工作的要求。

2 在礦井生產中的應用分析

將該方法應用于礦井水文地質勘測中，具體分析該方法的適用性。研究礦區屬華北地層區豫西地層分區，依據鄰區水文地質資料，結合本區地層巖性、含水層的富水程度、地下水的埋藏條件，對開采煤層影響較大的含水層由老到新劃分為：寒武系灰巖巖溶裂隙承壓含水層、太原組下段灰巖巖溶裂隙承壓含水層、太原組上段灰巖巖溶裂隙承壓含水層、二1煤層頂板砂巖裂隙含水層、七4煤頂板砂巖裂隙含水層、七4煤層底板砂巖裂隙含水層、第四系松散含水層。

本次地質任務是探查采空區及主要含水層的具體賦水情況。因此，根據礦方提供的二1煤層底板資料和煤層與主要含水層的間距做了相應順層視電阻率擬切片圖，根據這些層位視電阻率變化情況來分析其賦水性。

二1煤層及上下賦水性分析：

圖1二1煤層標高視電阻率切片圖中縱軸為線號，橫軸為點號。藍色為低阻，紅色為高阻。從圖1看，在3880線有一近南北向延展的低阻帶，查現場記錄，此處有近似南北巷道，由此認為此低阻異?？赡苁怯上锏纼确e水影響所致。從安全角度考慮，還是將其確定為賦水區。4200線和4320線附近的低阻異常與常見的電線干擾特征不太一致，此處也存在裂隙發育、賦水的可能。經過后期的鉆孔注漿項目也驗證了瞬態電磁探測結果的正確性。

3 瞬態電磁結果分析應注意的問題

通過本此在礦區展開瞬態電磁物探工作，根絕礦井水文情況也得出如下應注意事項：（1）賦水區的劃分是相對的，劃分的主要依據是視電阻率值的高低，但引起視電阻率變化的因素是多樣的。例如，測區西部近南北向分布的低阻異?？赡苁鞘艿叵孪锏烙绊懚纬傻募佼惓?，但為安全起見，仍將之確定為賦水區，以免因干擾影響而掩蓋了對賦水區的識別，給礦井生產造成影響。此外，還應注意地表降水補給采空區造成采空區積水量增大的可能性。（2）由于煤層底板標高控制程度尚較為粗糙，影響了對地電剖面上各主要層位的深度標定，進而可能對異常區的大小及位置產生一定的影響。（3）瞬變電磁勘探成果均為靜態和定性解釋，隨著礦山開拓與掘進，必須考慮頂板冒落、底板破碎等擴大原有裂隙通道或增加新導水通道的可能性。此外，還應考慮到地表降水不斷補給采空區造成采空區積水量繼續增大的可能性。針對測區內的水文地質條件存在發生變化的可能，在使用資料時應予以注意。（4）物探勘測成果多與勘測季節等因素有關，會因勘測季節和勘測時環境不同有所差異，特別是隨著礦山開拓與掘進，巖層結構的變化都會對地球物理場形成影響，使得勘測結構發生變化。（5）在礦井開拓及生產過程中，應當嚴格遵守安全生產規程，時刻注意井下水文地質條件變化情況，并將所得資料與本次成果進行相關分析對比驗證，有效及時地得出合理結論，避免及正確處理各種不利水文地質因素的影響，達到安全生產的目的。

4 結論

（1）瞬變電磁方法煤礦水文地質領域具有較強的適用性，是目前防治礦井水害問題的有力工具；

（2）瞬變電磁勘探成果應于后期的調查及工作以及礦下水文條件的動態變化結合起來驗證、分析、修正礦區內的水文地質情況。

【參考文獻】

[1]中國統配煤礦總公司生產局，煤炭科技情報研究所.煤礦水害事故典型案例匯編[M].北京：煤炭工業出版，1992.

[2]王金印.瞬變電磁物探法在重組煤礦探水中的應用[M].煤炭科技，2014.

[3]于景邨.礦井瞬變電磁法理論與應用技術研究[D].徐州：中國礦業大學，2000.

[責任編輯：王楠]

2.6 以“共享工程”為依托，豐富數字資源內容，延伸服務網絡

為了讓廣大讀者真正能夠享受到圖書館提供的全方位、多層面、寬角度的服務，臨沂市圖書館積極整合、豐富本館數字資源，以全國文化信息共享工程臨沂支中心為依托，專題舉辦了“如何使用數字圖書館”培訓班。培訓班重點為市民介紹了哪些數字資源可以使用，講述了如何通過讀者平臺查看館藏電子書、觀看專家講座及如何利用“移動圖書館”程序在手機、pad等移動終端進行館藏查詢、下載電子圖書等，讓市民進一步了解館藏電子圖書、電子期刊數據庫及影音資源庫等數字資源的建設與使用情況。依托電子閱覽室臨沂市圖書館每年定期舉辦老年人、農民工等特定人群網絡培訓班，讓他們也能夠跟上時代的步伐，共享高水平的信息資源。

3 公共圖書館開展延伸服務的啟示

公共圖書館延伸服務是惠及廣大讀者的一項民心工程，為了保障這一工程持續、健康發展，需注意以下幾方面的問題。

3.1 強化資金支持，拓展資金來源

實踐證明，上海、南京、廣東等地圖書館延伸服務做得好的一個重要保證就是財政預算資金支持。資金困難是當前困擾公共圖書館延伸服務拓展的主要問題，也是制約圖書館事業發展的關鍵因素。一方面，公共圖書館要積極爭取當地政府加大資金投入，保障延伸服務工作所需各項經費。另一方面，積極探索社會合作機制，通過與企事業單位合作共建或接受社會各界資助、捐贈等方式，多渠道拓展資金來源，形成全社會共建共享的良好局面。

3.2 注重人才培養，加強隊伍建設

圖書館工作人員是圖書館事業創新發展的主力軍，他們的服務素質將直接影響為讀者提供的延伸服務的質量。一方面，圖書館要立足現狀，從提高工作人員服務素質入手，組織館內工作人員進行業務交流和培訓，著力培養一支既有樂于奉獻、銳意創新精神，又熟悉圖書館專業知識、熟練掌握現代化技術設備的人才隊伍。另一方面，圖書館要加強館員之間的交流，學習經驗，互學互補，充分發揮他們在延伸服務中的積極性和創造性，激發他們的職業使命感和榮譽感，使他們堅定“讀者至上，服務第一”的服務理念。

3.3 加強宣傳引導，提高社會參與度。

吸引廣大讀者深度參與是圖書館延伸服務的出發點和落腳點，否則延伸服務只能唱空城計，成為“陽春白雪”難以為繼。為此一向以“高冷”面目示人的公共圖書館更需要放下身段，一方面，借助官方網站、大眾媒體等不斷加強宣傳引導，主動延伸服務，深度對接服務對象的個性需求，擴大圖書館的社會影響力；另一方面，通過不斷暢通廣大讀者的信息反饋和監督渠道，形成讀者與圖書館的良好互動，從而創造出更好的社會效益。

4 結語

公共圖書館延伸服務沒有終點，只有新的起點。本文所提到的臨沂市圖書館在延伸服務方面的一些做法有成功，也有遺憾，需要在下一步的探索中不斷總結完善，以便更好地為廣大讀者服務。隨著各地圖書館積極探索和勇于創新，圖書館延伸服務的模式必將迎來一個千帆競渡，百舸爭流的新時代。

【參考文獻】

[1]胡曉梅.公共圖書館延伸服務探析[J].江西圖書館學刊，2011，41（5）：63-65.

[2]叢海虹.淺談公共圖書館的志愿者社會實踐活動[J].河南圖書館學刊，2012，（1）：115-116.

[責任編輯：王偉平]