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[摘 要]为了详细查明井田范围的构造发育情况、断层导水性、采空区的分布及采空区积水范围，为煤炭地质储量计算以及矿井水害预防与治理提供可靠的地质资料，以指导煤矿生产。本文依据地形、地层等的物理特征，合理选择综合物探技术，通过实例分析，从而证明瞬变电磁和地震两种相结合的物探方法在井田地质勘探中的有效性。
[关键词]综合物探技术 地质勘探 应用
中图分类号：P624 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）27-0613-02
一、引言
煤炭是我国的主体能源，在一次性能源消费结构中占70%左右，这一格局在今后相当长的时间不会发生根本性变化。然而煤矿采空区（小煤窑和古空区）、构造发育情况等诸多问题的不详细制约着煤矿合理开采，造成资源浪费，甚至可给煤矿带来安全问题。因此探明这些情况是迫切需要解决的问题。但长期以来井田地质勘探主要采用钻探的方法较多，由于施工探测钻孔难度大、成本高，所获取数据、资料在精度上不同程度地受到施工人员技术、经验水平等方面的制约。因此，特别需要采用更加先进科学的综合探测技术与方法来解决。本文以地下煤层、采空区可形成电性差异、弹性波等物性为基础，通过瞬变电磁法、激发极化法和地震法三种物探方法的综合来完成井田地质勘探工作，探测结果通过与钻探方法的对比和实地验证，表明在地形较为复杂的山区，综合物探技术不失为一种较为有效的手段，是有意义的，是值得研究的。
二、物探原理和特点
1、瞬变电磁法探测原理和特点
瞬变电磁法，又称为时间域电磁法（TEM）。其通过不接地回线或接地长导线供以双极性脉冲电流，当回线中的稳定电流突然切断后，根据电磁感应理论，发射回线中电流突然变化必将在其周围产生磁场.TEM具有受体积效应影响小、纵横向分辨率高、探测深度大、发现异常能力强、受地形影响小、施工方便、快捷、效率高等优点。但当地面测点上方有高压线、测点周围有大的金属结构或测区地下有综采设备等大型金属用电设备时，测量数据会受到较大干扰，不利于解释。
2、地震法探测原理和特点
地震法具有分辨率高，勘探深度大，施工速度快，成果直观等特点。但是，采空区上方岩石破碎，地震波要发生散射，使得有效波不能很好地得到，进而影响到探测的准确性。
3、激发极化法探测原理和特点
在直流电法勘探中，当电极排列向大地供入或切断电流的瞬间，在测量电极之间总能观测到随时间缓慢变化的附加电场，称为激发极化效应。激发极化法最大的优点是对水的反映直观，受地形影响小。理论表明，假若地质体的激发极化特征是均匀的、各向同性的，那么不论其岩性如何，电阻率怎样，也不管地形怎样起伏，测深曲线将为一条直线。
基于以上三种物探方法的特点，本次物探决定采用三种方法的联合，发挥各自的优势，弥补一种方法的不足，提高探测精度。
三、实例分析
㈠、勘探区概况
勘探区位于霍西煤田的中西部，隶属于山西焦煤霍州煤电集团的一座资源整合矿井（由原洪洞双昌、鲁生、师村3个地方小煤矿整合而成），井田面积6.4 km2。根据掌握的钻探资料及小窑采掘情况，存在构造格局、含导水情况不详，小窑采空区分布及采空区积水范围不明等突出问题，对矿井初步设计造成很大的困难，对矿井的安全生产造成极大的隐患。
㈡、勘探区地形地质条件
勘探区大部分为第四系黄土覆盖，厚度一般40-140米左右，潜水位深度一般大于180m；此外沟谷纵横、陡坎发育，地形高差较大（最大可达100米）。勘探区发育的地层有：奥陶系中统峰峰组（O2f），石炭系中统本溪组（C2b），上统太原组（C3t），二叠系下统山西组（P1s），下石盒子组（P1x），上统上石盒子组（P2s），第四系中上更新统（Q2+3）；主要含煤地层为石炭系上统太原组（C3t）的9+10#和11#煤层和二叠系下统山西组（P1s）的2#煤层（已采空），2#煤下距9+10#煤层90-108m，平均101m，9+10#煤层煤埋藏变化较大，范围从20m-450m，下距11#煤层8-13m，平均10m，11#煤层下距奥陶灰岩顶面22-28m，平均25m。勘探区主要构造形迹以正断层为主，伴生有背斜构造。根据钻孔资料及出露情况，本区主要为一背斜形态。通过历次勘查在区内共发现7条断层，各煤矿井下揭露大小断层3条，均为走向北东的正断层。褶曲因受断层影响，轴向与断层相似。
㈢、本次勘探技术难点及针对性的技术措施
1、厚黄土地层地震资料采集
勘探区土质干燥松散、速度低，地震波受鸣震干扰高频成分衰减严重，资料信噪比较低，据以往在同类地区的成功经验，采取一下措施：
（1）优选激发震源或激发层位、震/检联合强化组合技术提高单炮信噪比、压制低速强规则干扰，以获得一定信噪比的单炮资料。
（2）利用多线、长排列观测技术提高目的层段的有效覆盖数，提高叠后剖面的信噪比，从而有效地解决该类地区煤田地震采集面临的技术难题。
2、勘探区村庄密布，针对性地对测线做一定的偏移，用以控制张端断层的下降盘。
3、在后续资料处理阶段：针对低信噪比资料的去噪技术的选择与应用，针对大偏移距信号在动校正过程的拉伸畸变问题等都将是保证勘探区资料合理成像必须克服的技术难点。
4、采空、采空破坏及采空积水的电法探测
由于区内在沟谷地段存在大量小窑采掘资料不详，可能存在2#、9+10#、11#煤层多层采空及采空积水难题；区内局部地表高程和煤层埋深变化很大，给地面电法的施工和异常解释精度形成较大影响。采取以下措施：
（1）在已知采空区和积水区，通过详细的野外试验工作，调查本区电阻率垂向的变化情况以及采空、采空积水、实煤的电阻率变化特征，查明各类异常的电性异常值的变化范围。 （2）在地形变化剧烈区，在数据处理过程中，尽可能做好地形校正工作，进行多方法、多参数测量。单一的方法往往具有多解性，对异常判别会出现不同的解释，通过多方法、多参数测量以及测线附近干扰的调查工作，对异常进行综合分析解释，可以避免对异常定性、定量解释的误差，排除多解性的可能。
（3）解释过程中，结合钻孔、地质以及测井资料和地震、电法等物探成果，进行综合地质成果解释。
㈣、施工方法
1、试验工作及参数的选择
（1）本次地震选取了2处比较有代表性的试验点，采用加拿大产Aries-2.66数字地震仪及Φ75mm的洛阳铲（最大钻孔深度30m）、轻便车载钻机（最大钻孔深度65m）等设备，微测井3口，简易录井3处，分别进行不同岩性，孔深，组合数量、方式及药量等激发参数试验，共完成试验物理点194个，确定了本区应采取的激发、接收因素及观测系统基本参数。
激发层位首选激发深度为60m左右的高速层内组合激发或者到达基岩面，如难以达到60m与基岩面，则应进入红土层中五组合进行激发；药量单井：3Kg；五井组合：1Kg×5。
接收采用10Hz坑埋检波器 ；12只（6串2并）组合接收；组内距2 m；组合基距20m；组内高差不大于2m。
观测采用中间激发系统，接收道数单线80道（40道×2）；道距10m；炮点距20m（少数10m）；叠加次数40次；排列长度790。
（2）本次瞬变电磁试验第一阶段、第二阶段工作根据勘探的主要目的，选择了中国地质大学（武汉）研制的CUGTEM-8型仪器，均分别选在两条测线、共同的桩号区间进行两次实验，最终确定第一阶段CUGTEM-8仪器装置参数为：装置类型为重叠回线；发射电流200A；发射回线12m×12m×1砸；供电脉宽10μs；接收回线12m×12m×8砸；阻尼电阻200Ω；叠加次数为每个测点依当点干扰情况不同30次～60次不等。第二阶段IGGETEM-20B仪器装置参数为：装置类型为大回线装置；发射时基20ms；发射线框600m×240m×1匝；采样时窗44道；接收回线2m×2m×20匝；延时时间30μs；发射电流5A ；关断时间30μs；叠加次数为128次，每个测点依干扰情况不同取值不等。
⑶本次激电测深工作使用WDJD-1型多功能数字直流激电仪，采用对称四极激电测深装置，供电时间2s；延时200ms；供电周期3；供电电压50～500V。
2、施工方法
本次地面物探工作分两阶段完成。
第一阶段采取瞬变电磁与二维地震两种勘探方法。首先通过大测网（250m×20m）的瞬变电磁方法，以煤层和奥陶系灰岩为勘探目标进行勘探，全区共完成瞬变电磁法测线14条，测点1214个，其中检查观测点47个，占总观测点的4.0%，从而定性地推断断层的落差，并控制煤层中落差较大断层的空间位置及其含水性；在此基础上，然后于重点构造附近地段采用二维地震勘探方法，垂直于主构造方向布设测线4条，测线长度8.11km，炮线长度8.09km，设计生产物理点377个，完成生产物理点396个，定量解释出断层断距、落差，并确定断层具体位置及其导含水性，从而查明勘探区内的构造格局，对前述构造予以验证，同时了解测线下方2号煤层中大致的采空分布范围。
在勘探第一阶段基本了解勘探区内采空区异常范围的基础上，第二阶段重点采用瞬变电磁和激电测深方法。布置瞬变电磁法测线82条，测点3990个（含加密点471个），其中物理点3841个，检查点149个，占总观测点的4.4%，通过在重点区域实施加密观测，进一步落实该区煤层采空区及采空积水区面积。同时，为了减少瞬变电磁方法的多解性，布置了激发极化法测深点30个，与之进行对比，相互验证、相互补充，去伪存真，准确判断，为矿井水害预防与治理提供较可靠的探测资料。
㈤、资料处理与解释
1、地震资料处理与解释
地震资料处理：本次地震数据使用Sun Ultra 80工作站，采用法国地球物理公司的地震数据处理软件GeovecturPlus和美国Green V版本的绿山初至折射静校正软件，通过野外静校正、干扰波去除、地表一致性反褶积、常速扫描与速度分析的混合使用、剩余静校正、叠加、迭后去噪主要处理步骤，坚持处理与解释交互进行，以达到地质任务的要求。
2、电法数据处理与解释
电法数据处理：
瞬变电磁数据采用浙江大学王华军博士等人研发的cugtem4pro处理系统及自主软件，经原始数据的录入，一次数据处理（包括数据编辑，数据滤波、圆滑处理），二次数据处理（建立正、反演文件，磁源初步反演、磁源正、反演等），生成绘制图件的数据文件，绘制成各测线的多测道电压剖面图、视电阻率拟断面图和视电阻率平面等值线图，从而合理确定各地层与物性层在定量、定性上的对应关系，以确定测区地质构造情况，解决地质问题。
直流激电测深数据的处理采用Grapher数据处理软件，经原始数据的录入，数据格式转换，一次数据处理（包括数据编辑、归一化、地形校正及均滑处理）， 二次数据处理（包括单条剖面曲线、单点测深曲线的绘制和断面图、平面图的绘制）。
电法资料解释：
（1）异常解释方法
本区第一阶段瞬变电磁法以单测线多测道电压剖面图和视电阻率拟断面图为主，同时考虑了实际地质情况及各种干扰因素进行综合分析解释。第二阶段以单测线多测道电压剖面图、视电阻率拟断面图和视电阻率平面等值线图为主，同时考虑了实际地质情况及各种干扰因素，结合直流激电测深进行综合分析解释。
瞬变电磁多测道电压剖面图低值响应部分为高阻层，高值响应部分为低阻层，不但能反映各测点垂直方向电性变化情况，而且还能反映不同深度沿水平方向电性变化情况。 瞬变电磁视电阻率拟断面图能比较详细和清楚地反映地下构造特征和各种地质现象，正常的沉积地层等值线基本呈水平层状分布，当有异常体存在时，等值线将发生畸变，呈现各种形态的变化。
瞬变电磁视电阻率平面等值线图能形象直观地反映地下岩层、构造等的整体特征以及能反映区内煤层的采空与含水情况。当存在诸如采空区、陷落柱、断层等地质构造时，不同高程的视电阻率等值线将发生畸变，研究视电阻率等值线在不同高程和同一高程水平方向上的变化特征，即可确定异常体的形态、埋深和赋存状态等。
直流激电测深法采用人工和微机相互结合的解释方法，结合对比孔旁测深曲线及已知参数点资料，对曲线进行认真细致的分层定性定量解释，为瞬变电磁提供解释参数，以提高资料解释的精度。
（2）异常特征概述
根据测区煤层的埋深情况，纵向对比各测线的视电阻率拟断面图，浅层表现为高阻且视电阻率等值线变化梯度较大，应为电阻率较高的第四系黄土层；下层视电阻率等值线变化梯度比上层小，为电阻率较低的煤系地层；深层高阻区视电阻率等值线变化梯度比上一层大，为奥陶系峰峰组灰岩，这与测区钻孔的测井资料所反映的地层电性特征相似，如图3 TEM视电阻率拟断面图。
（3）干扰异常解释
本测区构成对瞬变电磁法的干扰因素主要是测区中各村庄和煤矿供电电线、地表房屋以及铁磁干扰等，其中在高压线附近一百多米以内形成了不可抗拒的干扰源，采集数据时在高压线附近增加了数据叠加次数，局部区段取得了一定的抗干扰效果，但收效甚微。
㈥、技术成果
本次勘探基本控制了勘探区内地层及主要煤层的起伏形态和构造轮廓，共解释断层13条，其中新发现断层3条（F13、F15和F16）；下张端断层（Fzd），东义断层（Fdy），F3，F5，F9，F10、F11、F12、 F4、F8均为已知断层，其中下张端断层（Fzd），东义断层（Fdy），F3，F5，F9等5条断层根据二维地震和瞬变电磁进行了修正，可靠程度较高； F4、F8，F10、F11、F12 和F16等6条断层解释主要采用了瞬变电磁资料，性质和产状在较大程度上结合了原地质解释成果，本次物探主要起到了验证作用。
基本查明了2#、9#+10#、11#煤层的采空与赋水情况。其中， 2#煤层已大面积采空，且部分采空区含水或受断裂破碎带影响局部赋水，存在5处含水量较大的富水区和6处含水量不大的赋水区； 9#+10#、11#煤层整体赋存较完整，仅局部位置出现采空，但局部地层受断层影响存在3处含水量较大的富水区和6处含水量不大的赋水区。同时，解释了2处2#煤层煤层变薄区。
四、结论
本次勘探进一步查明了该区域的地质条件，尤其是几条落差较大断层的确定，为采掘设计、工程施工和安全生产提供了可靠的地质依据。虽然地面物探技术存在难以避免的多解性问题，但选取多种不同原理的物探方法，互补各自的不足，方可获得较为理想的数据。本文成果充分说明这三种方法是比较合理的技术组合，可以在井田地质勘探中大范围推广应用。
参考文献
[1] 中华人民共和国煤炭行业标准《煤炭煤层气地震勘探规范》（MT/T897-2000）、《地面瞬变电磁法技术规程》（DZ/T 0187-1997）、《煤炭电法勘探规范》（MT/T 898-2000）。
[2] 卫金善，等.综合勘探方法在成庄矿井地质构造探测中的应用[J]，中国煤田地质，2002。14（4）.
作者简介
马金喜（1970.04），男，山西省洪洞县人，地测助理工程师，现任调度室业务主管.
[关键词]综合物探技术 地质勘探 应用
中图分类号：P624 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）27-0613-02
一、引言
煤炭是我国的主体能源，在一次性能源消费结构中占70%左右，这一格局在今后相当长的时间不会发生根本性变化。然而煤矿采空区（小煤窑和古空区）、构造发育情况等诸多问题的不详细制约着煤矿合理开采，造成资源浪费，甚至可给煤矿带来安全问题。因此探明这些情况是迫切需要解决的问题。但长期以来井田地质勘探主要采用钻探的方法较多，由于施工探测钻孔难度大、成本高，所获取数据、资料在精度上不同程度地受到施工人员技术、经验水平等方面的制约。因此，特别需要采用更加先进科学的综合探测技术与方法来解决。本文以地下煤层、采空区可形成电性差异、弹性波等物性为基础，通过瞬变电磁法、激发极化法和地震法三种物探方法的综合来完成井田地质勘探工作，探测结果通过与钻探方法的对比和实地验证，表明在地形较为复杂的山区，综合物探技术不失为一种较为有效的手段，是有意义的，是值得研究的。
二、物探原理和特点
1、瞬变电磁法探测原理和特点
瞬变电磁法，又称为时间域电磁法（TEM）。其通过不接地回线或接地长导线供以双极性脉冲电流，当回线中的稳定电流突然切断后，根据电磁感应理论，发射回线中电流突然变化必将在其周围产生磁场.TEM具有受体积效应影响小、纵横向分辨率高、探测深度大、发现异常能力强、受地形影响小、施工方便、快捷、效率高等优点。但当地面测点上方有高压线、测点周围有大的金属结构或测区地下有综采设备等大型金属用电设备时，测量数据会受到较大干扰，不利于解释。
2、地震法探测原理和特点
地震法具有分辨率高，勘探深度大，施工速度快，成果直观等特点。但是，采空区上方岩石破碎，地震波要发生散射，使得有效波不能很好地得到，进而影响到探测的准确性。
3、激发极化法探测原理和特点
在直流电法勘探中，当电极排列向大地供入或切断电流的瞬间，在测量电极之间总能观测到随时间缓慢变化的附加电场，称为激发极化效应。激发极化法最大的优点是对水的反映直观，受地形影响小。理论表明，假若地质体的激发极化特征是均匀的、各向同性的，那么不论其岩性如何，电阻率怎样，也不管地形怎样起伏，测深曲线将为一条直线。
基于以上三种物探方法的特点，本次物探决定采用三种方法的联合，发挥各自的优势，弥补一种方法的不足，提高探测精度。
三、实例分析
㈠、勘探区概况
勘探区位于霍西煤田的中西部，隶属于山西焦煤霍州煤电集团的一座资源整合矿井（由原洪洞双昌、鲁生、师村3个地方小煤矿整合而成），井田面积6.4 km2。根据掌握的钻探资料及小窑采掘情况，存在构造格局、含导水情况不详，小窑采空区分布及采空区积水范围不明等突出问题，对矿井初步设计造成很大的困难，对矿井的安全生产造成极大的隐患。
㈡、勘探区地形地质条件
勘探区大部分为第四系黄土覆盖，厚度一般40-140米左右，潜水位深度一般大于180m；此外沟谷纵横、陡坎发育，地形高差较大（最大可达100米）。勘探区发育的地层有：奥陶系中统峰峰组（O2f），石炭系中统本溪组（C2b），上统太原组（C3t），二叠系下统山西组（P1s），下石盒子组（P1x），上统上石盒子组（P2s），第四系中上更新统（Q2+3）；主要含煤地层为石炭系上统太原组（C3t）的9+10#和11#煤层和二叠系下统山西组（P1s）的2#煤层（已采空），2#煤下距9+10#煤层90-108m，平均101m，9+10#煤层煤埋藏变化较大，范围从20m-450m，下距11#煤层8-13m，平均10m，11#煤层下距奥陶灰岩顶面22-28m，平均25m。勘探区主要构造形迹以正断层为主，伴生有背斜构造。根据钻孔资料及出露情况，本区主要为一背斜形态。通过历次勘查在区内共发现7条断层，各煤矿井下揭露大小断层3条，均为走向北东的正断层。褶曲因受断层影响，轴向与断层相似。
㈢、本次勘探技术难点及针对性的技术措施
1、厚黄土地层地震资料采集
勘探区土质干燥松散、速度低，地震波受鸣震干扰高频成分衰减严重，资料信噪比较低，据以往在同类地区的成功经验，采取一下措施：
（1）优选激发震源或激发层位、震/检联合强化组合技术提高单炮信噪比、压制低速强规则干扰，以获得一定信噪比的单炮资料。
（2）利用多线、长排列观测技术提高目的层段的有效覆盖数，提高叠后剖面的信噪比，从而有效地解决该类地区煤田地震采集面临的技术难题。
2、勘探区村庄密布，针对性地对测线做一定的偏移，用以控制张端断层的下降盘。
3、在后续资料处理阶段：针对低信噪比资料的去噪技术的选择与应用，针对大偏移距信号在动校正过程的拉伸畸变问题等都将是保证勘探区资料合理成像必须克服的技术难点。
4、采空、采空破坏及采空积水的电法探测
由于区内在沟谷地段存在大量小窑采掘资料不详，可能存在2#、9+10#、11#煤层多层采空及采空积水难题；区内局部地表高程和煤层埋深变化很大，给地面电法的施工和异常解释精度形成较大影响。采取以下措施：
（1）在已知采空区和积水区，通过详细的野外试验工作，调查本区电阻率垂向的变化情况以及采空、采空积水、实煤的电阻率变化特征，查明各类异常的电性异常值的变化范围。 （2）在地形变化剧烈区，在数据处理过程中，尽可能做好地形校正工作，进行多方法、多参数测量。单一的方法往往具有多解性，对异常判别会出现不同的解释，通过多方法、多参数测量以及测线附近干扰的调查工作，对异常进行综合分析解释，可以避免对异常定性、定量解释的误差，排除多解性的可能。
（3）解释过程中，结合钻孔、地质以及测井资料和地震、电法等物探成果，进行综合地质成果解释。
㈣、施工方法
1、试验工作及参数的选择
（1）本次地震选取了2处比较有代表性的试验点，采用加拿大产Aries-2.66数字地震仪及Φ75mm的洛阳铲（最大钻孔深度30m）、轻便车载钻机（最大钻孔深度65m）等设备，微测井3口，简易录井3处，分别进行不同岩性，孔深，组合数量、方式及药量等激发参数试验，共完成试验物理点194个，确定了本区应采取的激发、接收因素及观测系统基本参数。
激发层位首选激发深度为60m左右的高速层内组合激发或者到达基岩面，如难以达到60m与基岩面，则应进入红土层中五组合进行激发；药量单井：3Kg；五井组合：1Kg×5。
接收采用10Hz坑埋检波器 ；12只（6串2并）组合接收；组内距2 m；组合基距20m；组内高差不大于2m。
观测采用中间激发系统，接收道数单线80道（40道×2）；道距10m；炮点距20m（少数10m）；叠加次数40次；排列长度790。
（2）本次瞬变电磁试验第一阶段、第二阶段工作根据勘探的主要目的，选择了中国地质大学（武汉）研制的CUGTEM-8型仪器，均分别选在两条测线、共同的桩号区间进行两次实验，最终确定第一阶段CUGTEM-8仪器装置参数为：装置类型为重叠回线；发射电流200A；发射回线12m×12m×1砸；供电脉宽10μs；接收回线12m×12m×8砸；阻尼电阻200Ω；叠加次数为每个测点依当点干扰情况不同30次～60次不等。第二阶段IGGETEM-20B仪器装置参数为：装置类型为大回线装置；发射时基20ms；发射线框600m×240m×1匝；采样时窗44道；接收回线2m×2m×20匝；延时时间30μs；发射电流5A ；关断时间30μs；叠加次数为128次，每个测点依干扰情况不同取值不等。
⑶本次激电测深工作使用WDJD-1型多功能数字直流激电仪，采用对称四极激电测深装置，供电时间2s；延时200ms；供电周期3；供电电压50～500V。
2、施工方法
本次地面物探工作分两阶段完成。
第一阶段采取瞬变电磁与二维地震两种勘探方法。首先通过大测网（250m×20m）的瞬变电磁方法，以煤层和奥陶系灰岩为勘探目标进行勘探，全区共完成瞬变电磁法测线14条，测点1214个，其中检查观测点47个，占总观测点的4.0%，从而定性地推断断层的落差，并控制煤层中落差较大断层的空间位置及其含水性；在此基础上，然后于重点构造附近地段采用二维地震勘探方法，垂直于主构造方向布设测线4条，测线长度8.11km，炮线长度8.09km，设计生产物理点377个，完成生产物理点396个，定量解释出断层断距、落差，并确定断层具体位置及其导含水性，从而查明勘探区内的构造格局，对前述构造予以验证，同时了解测线下方2号煤层中大致的采空分布范围。
在勘探第一阶段基本了解勘探区内采空区异常范围的基础上，第二阶段重点采用瞬变电磁和激电测深方法。布置瞬变电磁法测线82条，测点3990个（含加密点471个），其中物理点3841个，检查点149个，占总观测点的4.4%，通过在重点区域实施加密观测，进一步落实该区煤层采空区及采空积水区面积。同时，为了减少瞬变电磁方法的多解性，布置了激发极化法测深点30个，与之进行对比，相互验证、相互补充，去伪存真，准确判断，为矿井水害预防与治理提供较可靠的探测资料。
㈤、资料处理与解释
1、地震资料处理与解释
地震资料处理：本次地震数据使用Sun Ultra 80工作站，采用法国地球物理公司的地震数据处理软件GeovecturPlus和美国Green V版本的绿山初至折射静校正软件，通过野外静校正、干扰波去除、地表一致性反褶积、常速扫描与速度分析的混合使用、剩余静校正、叠加、迭后去噪主要处理步骤，坚持处理与解释交互进行，以达到地质任务的要求。
2、电法数据处理与解释
电法数据处理：
瞬变电磁数据采用浙江大学王华军博士等人研发的cugtem4pro处理系统及自主软件，经原始数据的录入，一次数据处理（包括数据编辑，数据滤波、圆滑处理），二次数据处理（建立正、反演文件，磁源初步反演、磁源正、反演等），生成绘制图件的数据文件，绘制成各测线的多测道电压剖面图、视电阻率拟断面图和视电阻率平面等值线图，从而合理确定各地层与物性层在定量、定性上的对应关系，以确定测区地质构造情况，解决地质问题。
直流激电测深数据的处理采用Grapher数据处理软件，经原始数据的录入，数据格式转换，一次数据处理（包括数据编辑、归一化、地形校正及均滑处理）， 二次数据处理（包括单条剖面曲线、单点测深曲线的绘制和断面图、平面图的绘制）。
电法资料解释：
（1）异常解释方法
本区第一阶段瞬变电磁法以单测线多测道电压剖面图和视电阻率拟断面图为主，同时考虑了实际地质情况及各种干扰因素进行综合分析解释。第二阶段以单测线多测道电压剖面图、视电阻率拟断面图和视电阻率平面等值线图为主，同时考虑了实际地质情况及各种干扰因素，结合直流激电测深进行综合分析解释。
瞬变电磁多测道电压剖面图低值响应部分为高阻层，高值响应部分为低阻层，不但能反映各测点垂直方向电性变化情况，而且还能反映不同深度沿水平方向电性变化情况。 瞬变电磁视电阻率拟断面图能比较详细和清楚地反映地下构造特征和各种地质现象，正常的沉积地层等值线基本呈水平层状分布，当有异常体存在时，等值线将发生畸变，呈现各种形态的变化。
瞬变电磁视电阻率平面等值线图能形象直观地反映地下岩层、构造等的整体特征以及能反映区内煤层的采空与含水情况。当存在诸如采空区、陷落柱、断层等地质构造时，不同高程的视电阻率等值线将发生畸变，研究视电阻率等值线在不同高程和同一高程水平方向上的变化特征，即可确定异常体的形态、埋深和赋存状态等。
直流激电测深法采用人工和微机相互结合的解释方法，结合对比孔旁测深曲线及已知参数点资料，对曲线进行认真细致的分层定性定量解释，为瞬变电磁提供解释参数，以提高资料解释的精度。
（2）异常特征概述
根据测区煤层的埋深情况，纵向对比各测线的视电阻率拟断面图，浅层表现为高阻且视电阻率等值线变化梯度较大，应为电阻率较高的第四系黄土层；下层视电阻率等值线变化梯度比上层小，为电阻率较低的煤系地层；深层高阻区视电阻率等值线变化梯度比上一层大，为奥陶系峰峰组灰岩，这与测区钻孔的测井资料所反映的地层电性特征相似，如图3 TEM视电阻率拟断面图。
（3）干扰异常解释
本测区构成对瞬变电磁法的干扰因素主要是测区中各村庄和煤矿供电电线、地表房屋以及铁磁干扰等，其中在高压线附近一百多米以内形成了不可抗拒的干扰源，采集数据时在高压线附近增加了数据叠加次数，局部区段取得了一定的抗干扰效果，但收效甚微。
㈥、技术成果
本次勘探基本控制了勘探区内地层及主要煤层的起伏形态和构造轮廓，共解释断层13条，其中新发现断层3条（F13、F15和F16）；下张端断层（Fzd），东义断层（Fdy），F3，F5，F9，F10、F11、F12、 F4、F8均为已知断层，其中下张端断层（Fzd），东义断层（Fdy），F3，F5，F9等5条断层根据二维地震和瞬变电磁进行了修正，可靠程度较高； F4、F8，F10、F11、F12 和F16等6条断层解释主要采用了瞬变电磁资料，性质和产状在较大程度上结合了原地质解释成果，本次物探主要起到了验证作用。
基本查明了2#、9#+10#、11#煤层的采空与赋水情况。其中， 2#煤层已大面积采空，且部分采空区含水或受断裂破碎带影响局部赋水，存在5处含水量较大的富水区和6处含水量不大的赋水区； 9#+10#、11#煤层整体赋存较完整，仅局部位置出现采空，但局部地层受断层影响存在3处含水量较大的富水区和6处含水量不大的赋水区。同时，解释了2处2#煤层煤层变薄区。
四、结论
本次勘探进一步查明了该区域的地质条件，尤其是几条落差较大断层的确定，为采掘设计、工程施工和安全生产提供了可靠的地质依据。虽然地面物探技术存在难以避免的多解性问题，但选取多种不同原理的物探方法，互补各自的不足，方可获得较为理想的数据。本文成果充分说明这三种方法是比较合理的技术组合，可以在井田地质勘探中大范围推广应用。
参考文献
[1] 中华人民共和国煤炭行业标准《煤炭煤层气地震勘探规范》（MT/T897-2000）、《地面瞬变电磁法技术规程》（DZ/T 0187-1997）、《煤炭电法勘探规范》（MT/T 898-2000）。
[2] 卫金善，等.综合勘探方法在成庄矿井地质构造探测中的应用[J]，中国煤田地质，2002。14（4）.
作者简介
马金喜（1970.04），男，山西省洪洞县人，地测助理工程师，现任调度室业务主管.