Meisibulake 탄광의 수질물리학 조사에 TEM 및 HDRM 적용

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 21368(2022) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

수자원 재해는 가스 재해에 이어 탄광의 안전 생산을 위협하는 주요 재해 중 하나입니다. 그리고 Meisbluke 탄광은 수해로 인해 심각한 피해를 입었습니다. Meisbluke 탄광 내 수분 함유 지역의 범위와 위치를 알아내기 위해. 본 연구는 과도전자기법(TEM)과 고밀도 저항법(HDRM)을 결합한 종합적인 지구물리학적 탐사 방법을 사용합니다. 먼저 측정영역을 결정하고 해당 측정점을 배치하였으며, 요구사항에 따라 TEM 측량선 73개와 HDRM 측량선 10개를 배치하였다. 그런 다음 TEM 및 HDRM의 원리, 데이터 처리 방법 및 주요 매개 변수를 소개합니다. TEM 검출 결과는 TEM으로 추정한 제4기의 두께가 시추공에서 밝혀진 지질 조건과 일치하며 두께는 약 50~80m인 것으로 나타났다. 그리고 기반암의 풍부한 물은 분명히 제4기 대수층에 의해 재충전됩니다. 또한, 각 고도의 물이 풍부한 지역이 표시되고 TEM에 의해 역전된 3D 시나리오를 기반으로 물 유입 유출 채널이 추론됩니다. 그리고 두 가지 방법에 의한 함수 영역의 탐지 결과는 서로 잘 일치하므로 서로 확인하고 보완할 수 있으며 데이터 해석은 과학적이고 합리적이며 높은 신뢰성을 갖습니다. 게다가 HDRM의 감지 깊이는 TEM의 감지 깊이보다 큽니다.

탄광 생산 사고의 관점에서 볼 때, 물 위험은 가스 사고에 이어 두 번째로 심각한 위협입니다1,2,3. 수문학적 상황과 수원지의 정확한 위치를 파악하는 것은 탄광 첨단 수자원 탐사의 기본 작업입니다. 기존의 측량 방법은 더 많은 시추공을 배치하여 코어를 탐지하는 것입니다4. 이 방법은 탄광에서 덩어리와 물이 있는 지역의 위치와 범위를 결정하는 데 필수적입니다. 그러나 시추 작업에는 특히 건설 중인 일부 프로젝트의 경우 많은 시간과 비용이 소요되는 경우가 많습니다. 시추공 탐지 방법과 비교하여 지구물리학적 방법은 높은 효율성과 비파괴 특성으로 인해 탐지에 널리 사용됩니다5,6,7.

과도 전자기 방법(TEM)은 저항률이 낮은 물체에 대한 높은 감도, 더 높은 가로 분해능(깊이 400m 이상, 가로 폭 12m 이상인 물 전도 구조를 분해할 수 있음) 및 빠른 작동이 특징입니다. 물이 유입되는 구조물8,9,10을 찾기 위해 신속하고 정확하게 탐지를 수행할 수 있습니다. Chen et al.11은 정확도를 향상시킬 뿐만 아니라 1000~1200 범위의 탄광에서 물이 풍부한 지역을 탐지하기 위한 탐사 깊이를 확대하는 새로운 과도 전자기 방법 구성인 SOTEM(Short-Offset Transient Electronical Method)을 제안했습니다. m 깊이. 접지된 전기 소스 공중 과도 전자기(GREATEM) 시스템은 상당한 탐사 깊이, 측면 해상도 및 높은 탐지 효율성을 제공할 수 있습니다. Goaf Water에서의 타당성을 검증하기 위해 Li et al.에 의해 Qinshui 탄광(중국 산시성)에 대한 현장 전자기 조사가 수행되었으며 조사 지역의 저항률 프로파일이 명확하게 제시되었으며 이는 에서 제공한 정보와 일치합니다. 중국 산시 석탄 지질학 지구물리학 탐사 탐사 연구소. 결과는 GREATEM 시스템의 적용이 Goaf Water의 비저항 검출에 효과적인 기술임을 보여줍니다. Chang et al.13은 실제 석탄 측정 지층 데이터를 기반으로 전체 공간 지전기 모델을 구축하고, 유한차분 시간 영역 방법을 사용하여 물이 채워진 덩어리의 전체 공간 TEM 응답을 모델링했습니다. 결과는 저항률 윤곽의 낮은 저항 영역이 채광용 물의 풍부함을 정확하게 반영할 수 있음을 보여주었습니다. 지하 TEM은 광산 환경에서 채광용 염소의 물 풍부도를 감지하는 데 사용되었으며 그 감지 결과는 실제 결과와 일치했습니다. Zhou et al.14은 저주파 성능을 보상하기 위해 조정 가능한 분극 방향을 갖춘 과도 전자기 방해(TED) 테스트 시스템을 개발했습니다. 이는 향후 대규모 시스템 수준 TED 테스트 시스템을 개발하는 데 중요한 가치가 있습니다. . Yu et al.15은 물로 채워진 채굴된 영역을 감지하기 위해 대형 루프 과도 전자기 방법을 사용했습니다. 그리고 실제 지질탐사에는 GDP-32 장비와 ANT-6 자기탐침기가 활용되었다. 이 장치는 120V 송신기 전압 및 15A 송신 전류를 사용하여 16Hz의 기본 주파수에서 작동했습니다. 반전 결과는 물로 풍부해진 채굴된 지역이 항상 매우 낮은 저항률을 나타내고 저항률 윤곽이 닫힌 원을 나타냄을 시사합니다. Fan et al.16은 먼저 다중 창 시간 스위프 파동장 역변환 기술을 사용하여 TEM 데이터를 다중 해상도 의사파로 변환한 다음 결합 해석 방법을 활용하여 지하 전기 분포 특성, 물이 채워진 위치를 얻었습니다. 영역과 지층의 지속적인 기복.