文章摘要
胡龙兵,王佳俊,王雨沛,夏方华,黄艳超,李宽宽,赵飞,张柳根,曹文韬.高精度磁法与高密度电法联合探测在露天煤矿采空区与火区中的应用与验证[J].矿产勘查,2025,16(10):2336-2347
高精度磁法与高密度电法联合探测在露天煤矿采空区与火区中的应用与验证
Integrated high-precision magnetics and high-density resistivity for delineating goafs and fire zones in an open-pit coal mine
投稿时间:2025-09-17  
DOI:10.20008/j.kckc.202510010
中文关键词: 高精度磁法  高密度电阻率法  采空区  煤火区  钻探验证
英文关键词: high-precision magnetics  high-density resistivity  goaf  coal-fire zone  borehole verification
基金项目:本文受天津华北地质勘查局科研项目(HK2022-B11)资助。
作者单位
胡龙兵 河北华勘地质勘查有限公司河北廊坊 065000 
王佳俊 河北华勘地质勘查有限公司河北廊坊 065000 
王雨沛 河北华勘地质勘查有限公司河北廊坊 065000
华北地质勘查局综合普查大队河北廊坊 065201 
夏方华 河北华勘地质勘查有限公司河北廊坊 065000
华北地质勘查局综合普查大队河北廊坊 065201 
黄艳超 河北华勘地质勘查有限公司河北廊坊 065000
华北地质勘查局综合普查大队河北廊坊 065201 
李宽宽 河北华勘地质勘查有限公司河北廊坊 065000
华北地质勘查局综合普查大队河北廊坊 065201 
赵飞 河北华勘地质勘查有限公司河北廊坊 065000
华北地质勘查局综合普查大队河北廊坊 065201 
张柳根 河北华勘地质勘查有限公司河北廊坊 065000 
曹文韬 河北华勘地质勘查有限公司河北廊坊 065000
华北地质勘查局综合普查大队河北廊坊 065201 
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中文摘要:
      为满足露天煤矿生产安全需要,本文在既有地质资料基础上,联合应用高精度磁法与高密度电法,对鄂尔多斯盆地某露天煤矿二采区的采空区与火区进行圈定,并通过钻孔验证。磁法采用 40 m×20 m网度与基站昼变改正、IGRF去主场及化极处理;电法采用 Wenner装置与二维约束反演(RMS 4%~8%)。结果表明:二采区共识别磁异常 5处与高阻异常 12处,其中南西部与北部异常发育。综合异常组合与地表迹象,圈定火区 3片、采空塌陷区 2片。钻探 5孔(ZK03、ZK05、ZK09、ZK13、ZK14)对关键异常进行验证,见火烧岩与塌陷回填等特征,综合一致性良好。总结判别规律为:浅部煤层火区通常表现为高磁(ΔT>500 nT)与高阻(ρ>400 Ω·m)的组合;孤立高阻多指示塌陷回填或干燥孔隙体;连续层状低阻多与富水或炭质泥岩有关。本研究验证了磁-电联合探测对露天煤矿采空区与火区的有效性,可为后续治理与生产提供技术支撑。
英文摘要:
      To improve production safety in an open-pit coal mine in the Ordos Basin, China, we combinedhigh-precision magnetic surveys with high-density resistivity imaging to delineate goafs and fire zones, followed byborehole verification. Magnetics were acquired on a 40 m × 20 m grid with base-station diurnal correction, IGRF re.moval, and reduction-to-the-pole. Resistivity used a Wenner array and 2-D constrained inversion (RMS 4%-8%).We mapped five magnetic anomalies and twelve high-resistivity anomalies, mainly in the southwest and north of thearea. Integrating anomaly patterns and surface evidence defined three fire zones and two collapse-related goafs.Five verification boreholes (ZK03, ZK05, ZK09, ZK13, ZK14) encountered burnt rocks and backfilled collapse ma.terials, showing good consistency with geophysical predictions. Empirical rules are: shallow fire zones typically ex.hibit high magnetization (ΔT>500 nT) coupled with high resistivity (ρ>400 Ω·m); isolated high resistivity bodies in.dicate collapsed/backfilled voids; extensive layered low resistivity is associated with groundwater or carbonaceousmudstone. The results demonstrate the effectiveness of magnetics-resistivity integration, which can support hazardmitigation and mine planning.
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