综合地球物理勘查技术的应用探讨

    摘要：随着经济的迅猛腾飞，大规模的工程建设如城市改造、规模扩大，公路、桥梁等建
筑物的建设在飞速发展，煤矿采空区对其路基、地基的稳定性带来了很大的危害。迫切需要
高精度、高时效的勘探方法，查明采空区的分布范围、埋藏深度、巷道走向、宽度和高度等地
质情况，为工程设计提供较准确的基础资料。本文结合采空区勘查的实例探讨了综合地球物
理勘查技术的应用。

 

　　关键词：地震法；瞬变电磁法；密度；采集

 

　　一、采空区地震勘探原理和瞬变电磁勘查原理

 

　　

 1.采空区地震勘探原理 

　　

 地震勘探所依据的是地质体的弹性波，不同密度的地质体有不同的弹性，会产生不同

的弹性波；以人工激发的弹性波在地壳中传播，当遇到不同密度的分界面时，其路径、振动
幅度和波形将随所通过介质的弹性性质和几何形态的不同而变化，当地下存在采空区等不
均匀的地质体时，就会影响波的旅行时间和速度，使同相轴发生畸变异常，煤矿采空区及
采空塌陷区所表现出的地震波场特征有：

1）同相轴连续性较差;2）同相轴形成下凹及上凸；

特征

;3）反射波能量强弱变化大。 

　　

 分析此异常在曲线的相应位置，即可确定采空区的范围、埋深及形态。 

　　

 2．采空区瞬变电磁勘查原理 

　　

 瞬变电磁法是以地壳中岩（矿）石的导电性与导磁性的导电性与导磁性差异为基础，

根据电磁感应原理观测和研究人工脉冲电流场源激励大地而产生的瞬变电磁场的空间与时
间分布规律来解决各种地质问题的一支时间域电磁法。其实质是利用地面铺设不接地的发送
回线向地下发送一次场，在一次场的间歇期间，用电探头（感应式线圈）测量地下介质产
生的瞬变电磁场（二次场）随时间变化的电流归一化电压值（

V（t）/I）。该瞬变值是与地

下地质体的几何参数及电性参数有关，因此由瞬变场的时间特征可以判断被探测的地质体
的现模及导电性。

 

　　二、资料采集与处理技术

 

　　

 1 资料采集 

　　

 1.1 地震 

　　

 地震波在不同的密度层其传播方式（速度，方向）有区别，如空气，水，岩层。地振

波在水平层状介质中的传播路径是折线而不是直线，经验表明，沉积岩中波速与岩石密度
有密切关系，从公式

VP=可看出（1）又根据大量的资料，对某些石灰石和砂页岩来说地震

波在其中传播的速度与密度可近似表示为

V=6-11 V2=Km/s：8g/cm3（2）通过岩石密度特

性研究，在对大量数据分析整理的基础上砂岩、泥岩、石灰岩、白云岩等岩性，又可总结归纳
得出如下表示式：

 

　　

 =0.31×V1/4 V：m/s :g/cm3 

　　

 此分式对岩盐和硬石膏不适。 

　　

 这步经验公式具体地反映了速度与密度之间的关系，为参数之间的换算提供了方便。

例如

:在计算人工全盛地震记录时，如果已知 V，但没有密度参数，这时可利用这步公式进

行换算。而在油、气、水等流体中地震波的传播速度比岩矿的速度低，所以当岩石空隙中充满
着油、气、水时岩石中波的传播速度就会降低。在砂泥岩剖面中，由于空隙中充填的介质不同，