鄭 燕，宋德朝，宋 豪，張 寧，李卓彧，趙智超

（河南省航空物探遙感中心，河南 鄭州 450000）

為了查明修武縣七賢鎮(zhèn)旅游服務(wù)區(qū)建設(shè)場(chǎng)地地基穩(wěn)定性以及煤礦采空區(qū)的分布狀況，為地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供可靠的地質(zhì)依據(jù)，通過(guò)開(kāi)展可控源音頻大地電磁測(cè)深（CSAMT）工作，結(jié)合評(píng)價(jià)區(qū)已知水文、地質(zhì)資料，查明評(píng)價(jià)區(qū)已知采空區(qū)的充水情況、塌陷范圍等，為旅游服務(wù)區(qū)規(guī)劃建設(shè)提供依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

方莊礦新井礦區(qū)為山前沖洪積平原地貌，基巖被新近系和第四系地層全覆蓋。據(jù)鉆孔揭露，該區(qū)發(fā)育地層從老到新為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組（O2m），石炭系上統(tǒng)本溪組（C2b）、太原組（C2t），二疊系下統(tǒng)山西組（P1sh）、下石盒子組（P1x）、上統(tǒng)上石盒子組（P2s）、新近系和第四系（N+Q）。

1.1 地層

（1）奧陶系中統(tǒng)馬家溝組（O2m）。礦區(qū)外西北部有大面積出露，為灰色厚層狀及巨厚層狀細(xì)—中粒白云質(zhì)灰?guī)r、灰色薄層角礫狀灰?guī)r、深灰色厚層狀隱晶質(zhì)微粒石灰?guī)r、淺灰—灰色薄層狀泥巖。據(jù)區(qū)域資料厚度為400 m，鉆孔揭露最大厚度為70.07 m。

（2）石炭系（C）。僅發(fā)育上統(tǒng)本溪組和太原組地層，厚72.00～121.00 m，平均厚91.28 m。

（3）二疊系（P）。鉆孔揭露有二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組及上統(tǒng)上石盒子組。①下統(tǒng)山西組（P1sh）。自L9灰?guī)r頂至砂鍋窯砂巖底，厚72.00～120.00 m，平均厚100.59 m。山西組與下伏太原組整合接觸。②下統(tǒng)下石盒子組（P1x）。自砂鍋窯砂巖底至田家溝砂巖底，厚255.24～271.05 m，平均265.57 m。下石盒子組與下伏山西組呈整合接觸。③上統(tǒng)上石盒子組（P2s）。下起田家溝砂巖底，揭露厚度57.36 m。底部為灰、灰綠、灰黃色細(xì)—粗粒砂巖（田家溝砂巖St），成分以石英為主，泥硅質(zhì)膠結(jié)，大型交錯(cuò)層理，厚4.84～18.77 m，平均厚16.83 m。在DLW曲線上呈高阻反映，HGG、HG曲線上呈低密度、低伽馬值反映，為上、下石盒子組的分界標(biāo)志層。其上部為灰、灰黃色泥巖、紫斑泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及紫色細(xì)粒砂巖，與下伏下石盒子組整合接觸。

（4）新近系+第四系（N+Q）。巖性由礫石、黏土夾砂石、礫石流砂、黏土及砂質(zhì)黏土組成，厚35～88 m，平均厚60 m，從北西向南東方向厚度有增大趨勢(shì)。新近系地層已經(jīng)過(guò)半固結(jié)初期成巖階段，而第四系全為松散沉積物，與下伏各地層呈角度不整合接觸。

1.2 構(gòu)造

方莊礦新井位于焦作煤田東北部，主要受北東向區(qū)域大斷層（小莊斷層、九里山斷層）、北西向斷層（方莊斷層）控制。礦區(qū)總體為走向175°～195°、傾向85°～105°、傾角17°左右的單斜構(gòu)造。構(gòu)造以高角度正斷層為主，礦區(qū)內(nèi)共發(fā)育落差大于30 m的正斷層5條，邊界斷層2條（小莊斷層、九里山斷層）。按其展布方向，可分為北東向、北西向、近東西向和近南北向4組斷層。區(qū)內(nèi)無(wú)巖漿巖，構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等。與此次工作直接相關(guān)的斷層主要有馮營(yíng)斷層、方莊斷層、韓莊斷層及一些小型斷層。①馮營(yíng)斷層。位于方莊斷層以南，是馮營(yíng)礦井田北部邊界斷層，正斷層，走向305°～308°，傾向北，傾角50°左右，北盤(pán)下降，落差200 m左右。與方莊斷層構(gòu)成地塹。②方莊斷層。位于方莊鎮(zhèn)北側(cè)，為新井南部邊界斷層，走向310°～320°，傾向220°～230°，傾角60°～75°，南西盤(pán)下降，正斷層，落差約200 m。③韓莊斷層。位于韓莊村南部，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)1.7 km，斷層走向90°，傾向北，傾角75°左右，北盤(pán)下降，正斷層，中部落差70 m，兩端尖滅。

1.3 地球物理特征

收集以往在該地區(qū)及相臨研究區(qū)的工作電性資料，結(jié)合此次工作整理了區(qū)內(nèi)相關(guān)地層及典型巖礦石的電性參數(shù)，列于表1。

表1 研究區(qū)地層巖性及巖礦石電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)Tab.1 Statistics of strata lithology and electrical parameters of rock and ore in the study area

從表1可知，區(qū)內(nèi)地層從新到老電阻率逐漸增大，下古生界奧陶系灰?guī)r為明顯的高阻層，石炭系、二疊系電阻率中等，第四系電阻率變化較大，與地表礫石層等密切相關(guān)?？傮w上，第四系與煤系地層界面比較清晰，煤系地層與奧陶灰?guī)r界面明顯。此次工作是在已知采空區(qū)分布的情形下進(jìn)行的，要根據(jù)采煤層分布情況，結(jié)合采空區(qū)的電性特點(diǎn)來(lái)解決問(wèn)題。從實(shí)際情況來(lái)看，一些采空區(qū)后期會(huì)充水，這就會(huì)極大地影響電阻率值，出現(xiàn)一定范圍的低阻區(qū)。而另外一些采空區(qū)則會(huì)塌陷形成空洞，這就會(huì)形成一些高阻區(qū)。同時(shí)由于采空區(qū)充水和空洞的分布不均勻，就會(huì)導(dǎo)致在其影響范圍內(nèi)出現(xiàn)比地層電阻率偏低或偏高的區(qū)域，可以視為采空區(qū)的影響范圍。

2 可控源工作方法技術(shù)

2.1 方法原理

可控源音頻大地電磁法是以有限長(zhǎng)接地導(dǎo)線為場(chǎng)源，在距偶極中心一定距離（r）處同時(shí)觀測(cè)電、磁場(chǎng)參數(shù)的一種電磁測(cè)深方法。采用赤道偶極裝置進(jìn)行標(biāo)量測(cè)量，同時(shí)觀測(cè)與場(chǎng)源平行的電場(chǎng)水平分量Ex和與場(chǎng)源正交的磁場(chǎng)水平分量Hy。利用電場(chǎng)振幅Ex磁場(chǎng)振幅Hy計(jì)算阻抗電阻率ρs、電場(chǎng)相位Ep和磁場(chǎng)相位Hp，計(jì)算阻抗相位φ。

（1）

假定地表電阻率固定時(shí)，電磁波的傳播深度（或探測(cè)深度）與頻率呈反比，高頻時(shí)，探測(cè)深度淺，低頻時(shí)，探測(cè)深度深?？梢酝ㄟ^(guò)改變發(fā)射頻率來(lái)改變探測(cè)深度，達(dá)到頻率測(cè)深的目的。

（2）

式中，H為探測(cè)深度；ρ為電阻率；f為頻率。

2.2 儀器設(shè)備及性能測(cè)試

（1）儀器設(shè)備。工作中使用V8多功能電法系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)組、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。

（2）儀器性能測(cè)試。為了保證野外工作的順利進(jìn)行和測(cè)量數(shù)據(jù)的質(zhì)量，出隊(duì)前項(xiàng)目組對(duì)所使用儀器進(jìn)行了必要的檢修和維護(hù)保養(yǎng)，并在評(píng)價(jià)區(qū)對(duì)儀器進(jìn)行了標(biāo)定。標(biāo)定對(duì)于儀器來(lái)說(shuō)有2個(gè)功能：①檢查儀器是否正常，不正常的標(biāo)定曲線表明儀器的記錄通道故障；②記錄儀器本身的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)響應(yīng)。電信號(hào)道標(biāo)定曲線如圖1所示。

圖1 電信號(hào)道標(biāo)定曲線Fig.1 Electrical signal channel calibration curve

從標(biāo)定曲線上可以看出，曲線圓滑無(wú)跳點(diǎn)，表明儀器運(yùn)行正常，采集系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。同時(shí)對(duì)發(fā)射機(jī)和發(fā)電機(jī)也經(jīng)過(guò)了多次嚴(yán)格的測(cè)試，以保證其發(fā)射電流穩(wěn)定可靠。通過(guò)以上過(guò)程，確保該系統(tǒng)穩(wěn)定。

2.3 野外工作方法

2.3.1 發(fā)射場(chǎng)源及觀測(cè)偶極布設(shè)

根據(jù)區(qū)內(nèi)相關(guān)地質(zhì)資料，保持與原勘探線方向一致，線距100 m，測(cè)點(diǎn)距50 m，測(cè)線方向133°，這一特點(diǎn)決定了場(chǎng)源及觀測(cè)偶極的方向。

（1）場(chǎng)源布設(shè)。對(duì)于可控源工作來(lái)說(shuō)，場(chǎng)源的選擇至關(guān)重要，不同發(fā)射場(chǎng)源往往會(huì)對(duì)最終采集結(jié)果造成影響。結(jié)合水文地質(zhì)勘探線剖面資料，確定該區(qū)勘探深度在500 m左右，為了取得好的資料，壓制外界干擾，此次工作發(fā)射極距AB鋪設(shè)2 km，收發(fā)距R在4.5～5.5 km。供電電極AB用4塊金屬材質(zhì)的鋁板（30 cm×50 cm）作為電極，用4個(gè)深坑分別埋設(shè)，坑深在0.7 m左右，相鄰坑距離大于1 m，并進(jìn)行了鹽水澆灌和填土壓實(shí)，起到減小接地電阻、增大供電電流的作用。

（2）測(cè)量偶極的布設(shè)。測(cè)量偶極（MN）平行于場(chǎng)源（AB），磁信號(hào)傳感器垂直于場(chǎng)源水平布設(shè)，位于發(fā)射偶極中軸線兩側(cè)各30°的扇形區(qū)內(nèi)，記錄點(diǎn)在偶極MN連線的中心點(diǎn)，如圖2所示。

圖2 CSAMT法野外施工布極Fig.2 Field construction pole diagram of CSAMT method

采用EMAP觀測(cè)方式，6個(gè)電道偶極共用1個(gè)磁場(chǎng)分量的排列方式進(jìn)行觀測(cè)，磁探頭一般安置在排列的中心點(diǎn)附近。

2.3.2 數(shù)據(jù)采集

先進(jìn)行儀器的檢查，確認(rèn)儀器各項(xiàng)參數(shù)正常后，通知發(fā)射端發(fā)射信號(hào)，數(shù)據(jù)采集頻率范圍1～7 680 Hz，采集的最高頻率為7 680 Hz，最低頻率為1 Hz，40個(gè)頻點(diǎn)，采集時(shí)間40 min。

測(cè)量過(guò)程中隨時(shí)觀察測(cè)量結(jié)果，包括頻點(diǎn)信號(hào)離差、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)視電阻率及相位曲線變化等，對(duì)數(shù)據(jù)離差較大、相位不穩(wěn)的曲線以及異常地段進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保原始資料真實(shí)可靠。

3 資料處理

可控源數(shù)據(jù)的處理使用專(zhuān)門(mén)配套軟件CSAMT來(lái)完成，處理流程如圖3所示。預(yù)處理利用CMTPRO預(yù)處理軟件完成，主要進(jìn)行測(cè)定坐標(biāo)編輯、頻點(diǎn)取舍、剔除干擾大的跳點(diǎn)等工作，之后輸出為可供專(zhuān)門(mén)的反演解釋軟件識(shí)別的數(shù)據(jù)格式。

4 推斷解釋

4.1 試驗(yàn)線和已知斷面解釋

為了區(qū)分采空區(qū)與非采空區(qū)的電性差異，了解地層結(jié)構(gòu)及與之相對(duì)應(yīng)的地電斷面，先對(duì)試驗(yàn)線和已知地質(zhì)斷面重合的測(cè)線進(jìn)行解釋?zhuān)_定解譯標(biāo)志。

（1）試驗(yàn)對(duì)比線。試驗(yàn)線橫跨馮營(yíng)斷層和方莊斷層，長(zhǎng)度1 km，在馮營(yíng)斷層以南、方莊斷層以北均為煤采空區(qū)，中間為兩斷層所形成的地塹，為非采煤區(qū)。馮營(yíng)斷層以南煤層標(biāo)高-100～-50 m，方莊斷層以北煤層標(biāo)高-100～-50 m。地塹位置煤層可能缺失，已知資料顯示,煤層等高線分布在-250～-200 m，落差達(dá)到200 m。試驗(yàn)線反演解釋斷面如圖4所示。

圖3 CSAMT數(shù)據(jù)處理流程Fig.3 CSAMT data processing flow chart

圖4 試驗(yàn)線反演解釋斷面Fig.4 Cross-sectional view of test line inversion interpretation

從圖4可知，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)線反演結(jié)果解釋?zhuān)擅簠^(qū)和非采煤區(qū)電性差異比較明顯，斷層及地塹構(gòu)造格局清晰。首先根據(jù)地層的地球物理特征從上至下對(duì)電性層進(jìn)行了劃分：①第一電性層。對(duì)數(shù)電阻率0～1.6（即1～101.6Ω·m），連續(xù)分布，中間厚度較大，兩端較薄，推測(cè)為第四系和新近系覆蓋層（N+Q），厚度80～90 m。②第二電性層。對(duì)數(shù)電阻率1.6～2.6（101.6～102.6Ω·m），不連續(xù)分布，中間斷開(kāi)，推測(cè)主要為二疊系地層（P），厚度100～200 m。③第三電性層。對(duì)數(shù)電阻率1.6～2.2（101.6～102.2Ω·m），不連續(xù)分布，中間斷開(kāi)，推測(cè)主要為二疊系地層（C），厚度70～100 m。④第四電性層。對(duì)數(shù)電阻率2.2～3.6（102.2～103.6Ω·m），連續(xù)分布，推測(cè)為奧陶系地層（O），厚度大于200 m。

馮營(yíng)斷層和方莊斷層之間形成較大范圍的低阻區(qū)，主要是由于斷層作用地層下陷、斷層破碎帶等影響所致。馮營(yíng)斷層以南的已知采空區(qū)，其電阻率基本和原圍巖二疊系地層基本一致，推測(cè)采空區(qū)未充水，其中的含水層也已基本被疏干，局部出現(xiàn)高阻區(qū)，推測(cè)為采空區(qū)塌陷形成較大的空洞所致。方莊斷層以北的已知采空區(qū)也具有相同的地球物理電性特點(diǎn)。

（2）5號(hào)剖面線。5號(hào)測(cè)線與已知的第27水文地質(zhì)勘探線部分重合，為此將地質(zhì)勘探線資料及煤層線與反演斷面進(jìn)行重合解釋?zhuān)ㄟ^(guò)上述地層與電性層的對(duì)應(yīng)關(guān)系，首先對(duì)地層進(jìn)行了劃分。5號(hào)線反演解釋斷面如圖5所示。

圖5 5號(hào)線反演解釋斷面Fig.5 Line 5 inversion interpretation section

從圖5可知，在煤層被采空的部分，其電性差異相對(duì)比較明顯，50—150號(hào)點(diǎn)，采空區(qū)表現(xiàn)為中高阻，對(duì)數(shù)電阻率為2.0～2.6（102～102.6Ω·m），基本與二疊系地層電阻率一致，推測(cè)該段未充水。175—350號(hào)點(diǎn)，表現(xiàn)為低阻區(qū)，對(duì)數(shù)電阻率為0～1.4（1～101.4Ω·m）推測(cè)該段采空區(qū)充水，從而導(dǎo)致電阻率下降。350—500號(hào)點(diǎn)，表現(xiàn)為中阻，對(duì)數(shù)電阻率為1.6～1.8（101.6～101.8Ω·m）推測(cè)該段未形成空洞，但塌陷后有滲水現(xiàn)象發(fā)生。

（3）10號(hào)剖面線。根據(jù)上述地層與電性層的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及斷層顯示特點(diǎn)，對(duì)10號(hào)剖面進(jìn)行了反演解釋。10號(hào)測(cè)線與已知的第28水文地質(zhì)勘探線部分重合，將地質(zhì)勘探線資料及煤層線與反演斷面進(jìn)行重合解釋?zhuān)鐖D6所示，從圖6可知，在煤層采空的部分，其電性差異相對(duì)比較明顯，0—75號(hào)點(diǎn)，煤采空區(qū)表現(xiàn)為中高阻，基本與二疊系地層電阻率一致，推測(cè)該段未充水。75—250號(hào)點(diǎn)，表現(xiàn)為低阻區(qū)，推測(cè)該段采空區(qū)充水，從而導(dǎo)致電阻率下降。250—350號(hào)點(diǎn)，表現(xiàn)為中阻，推測(cè)該段采空區(qū)受韓莊斷層影響，有滲水現(xiàn)象發(fā)生。韓莊斷層以東，375—425未進(jìn)行采煤，低阻區(qū)主要是斷層滲水影響所致。425—525采煤之后為高阻區(qū)，推測(cè)未充水。

4.2 未知剖面的推斷解釋

通過(guò)上述已知剖面及試驗(yàn)線的定性定量解釋?zhuān)敬_立了該區(qū)的解釋思路。首先劃分地層，在此基礎(chǔ)上利用煤層等高線在剖面確定煤層的位置，之后根據(jù)其電性特點(diǎn)判斷采空區(qū)性質(zhì)，充水為低阻，未充水或根據(jù)采煤情況確定的未采空區(qū)域則顯示為中高阻，地層塌陷滲水區(qū)域則表現(xiàn)為偏中低阻。

圖6 10號(hào)線反演解釋斷面圖Fig.6 Line 10 inversion interpretation section diagram

（1）1號(hào)測(cè)線。1號(hào)測(cè)線受地面建筑干擾影響，只做了4個(gè)測(cè)點(diǎn)，1號(hào)線反演解釋如圖7（a）所示。由圖7（a）可知，地層分界線較為明顯，新近系和第四系地層厚度約90 m，表現(xiàn)為中高阻，根據(jù)地表調(diào)查，該區(qū)存在礫石層，與高阻特征吻合。二疊系地層厚度約100～120 m，總體表現(xiàn)為中低阻。石炭系地層50～60 m，中等偏高的電阻率。下部為奧陶系地層，表現(xiàn)為中高阻。煤層分布在標(biāo)高0～+50 m，根據(jù)其電性特點(diǎn)主要表現(xiàn)為中低阻，推測(cè)采空區(qū)受斷層影響發(fā)生滲水。

（2）2號(hào)測(cè)線。2號(hào)測(cè)線主要位于非采煤區(qū)，小斷層比較多，對(duì)電性解釋影響較大。2號(hào)線反演解釋如圖7（b）所示。由圖7（b）可知，地層分界線較清晰，新近系和第四系地層厚度約60 m，表現(xiàn)為中高阻，主要與礫石層的存在有關(guān)。二疊系地層厚度150～200 m，電性受到斷層影響，總體表現(xiàn)為斷層以西為低阻，以東為高阻。石炭系地層50～150 m，受斷層滲水影響中等偏低的電阻率。奧陶系地層主要在剖面東段，埋深在300 m左右。

（3）3號(hào)測(cè)線。3號(hào)線反演解釋如圖7（c）所示。由圖7（c）可知，煤層采空區(qū)電性差異變化較大，75—175號(hào)點(diǎn)，煤層采空區(qū)表現(xiàn)為中高阻，對(duì)數(shù)電阻率為1.8～2.2（101.8～102.2Ω·m），基本與二疊系地層電阻率一致，推測(cè)該段未充水。175—230號(hào)點(diǎn)，表現(xiàn)為中低阻區(qū)，對(duì)數(shù)電阻率為1～1.6（即10～101.6Ω·m）推測(cè)該段采空區(qū)滲水，從而導(dǎo)致電阻率相對(duì)下降。230—300號(hào)點(diǎn)，表現(xiàn)為中高阻，對(duì)數(shù)電阻率為1.8～2.2（101.8～102.2Ω·m）推測(cè)該段采空區(qū)塌陷后形成規(guī)模較小的空洞，300—375號(hào)點(diǎn)，表現(xiàn)為中低阻區(qū)，推測(cè)為滲水區(qū)。

（4）4號(hào)測(cè)線。4號(hào)線反演解釋如圖8（a）所示。由圖8（a）可知，反演斷面電性界面清晰。中間受斷層影響，從采煤面采空區(qū)的電性情況來(lái)看：75—175號(hào)點(diǎn)，為中高阻區(qū)，推測(cè)采空區(qū)未充水。175—450號(hào)點(diǎn)，采空區(qū)主要表現(xiàn)為中低阻，推測(cè)為滲水區(qū)域，同時(shí)采空區(qū)下部可能存在水量較大的含水層。

（5）6號(hào)測(cè)線。6號(hào)線反演解釋如圖8（b）所示。由圖8（b）可知，與5號(hào)線地層結(jié)構(gòu)一致。從二1煤分布情況來(lái)看，電性情況變化比較復(fù)雜，表現(xiàn)為75—200號(hào)點(diǎn)，為中阻區(qū)，與地層電阻率一致，根據(jù)地質(zhì)資料，該段可能沒(méi)有采煤，但由于受斷層影響，可能發(fā)生滲水。200—425號(hào)點(diǎn)，主要表現(xiàn)為低阻，推測(cè)為充水區(qū)域，在325—375號(hào)點(diǎn)形成低阻凹陷，推測(cè)可能為充水后形成較大的陷落坑。425—475號(hào)點(diǎn)，電性特點(diǎn)表現(xiàn)為從低到高的過(guò)渡，推測(cè)主要為斷層影響區(qū)。475—512號(hào)點(diǎn)，為中高阻，推測(cè)這一段可能為未采空區(qū)。512—575號(hào)點(diǎn)為中低阻，推測(cè)可能為滲水區(qū)。

圖7 1號(hào)線、2號(hào)線和3號(hào)線反演解釋Fig.7 Line 1，Line 2 and Line 3 inversion explanation

圖8 4號(hào)線、6號(hào)線和7號(hào)線反演解釋Fig.8 Line 4，Line 6 and Line 7 inversion explanation

（6）7號(hào)測(cè)線。7號(hào)線反演解釋如圖8（c）所示。由圖8（c）可知，地層劃分比較簡(jiǎn)單。從二1煤分布情況來(lái)看，電性情況變化也較為簡(jiǎn)單，基本全部表現(xiàn)為中低阻區(qū)。推測(cè)50—200號(hào)點(diǎn)的中低阻區(qū)滲水，200—475號(hào)點(diǎn)，表現(xiàn)為顯著低阻，推測(cè)為充水區(qū)，475—650，低阻，推測(cè)為充水區(qū)。

（7）8號(hào)測(cè)線。8號(hào)線反演解釋如圖9（a）所示。由圖9（a）可知，地層結(jié)構(gòu)比較劃分清晰。但是采空區(qū)的電性情況變化卻較為復(fù)雜，以中低阻區(qū)為主，局部出現(xiàn)中高阻，具體表現(xiàn)為0～150 m，采空區(qū)上部為中阻，下部為低阻，推測(cè)上部水隨采空區(qū)塌陷下滲。150～250 m，出現(xiàn)隔斷性質(zhì)的中阻，推測(cè)該處采空區(qū)未大規(guī)模充水。250～350 m，出現(xiàn)典型的充水低阻區(qū)。350～475 m，中高阻區(qū)，推測(cè)該區(qū)未充水。475～625 m，低阻區(qū)，推測(cè)充水。從整體看，充水為主，局部可能與采煤工程有關(guān)未充水。

（8）9號(hào)測(cè)線。9號(hào)測(cè)線反演解釋如圖9（b）所示。由圖9（b）可知，地層結(jié)構(gòu)、斷層劃分清晰。采空區(qū)的電性以中阻和低阻區(qū)為主，說(shuō)明該測(cè)線以滲水為主和充水為主。具體表現(xiàn)為：0—125號(hào)點(diǎn)，采空區(qū)為中阻，推測(cè)局部滲水；125—150號(hào)點(diǎn)為斷層；150—300號(hào)點(diǎn)，中低阻，推測(cè)該處采空區(qū)滲水，200～250 m為隔斷性質(zhì)的中阻區(qū)；300號(hào)點(diǎn)，推測(cè)存在斷層，300～575 m為低阻區(qū)，推測(cè)為充水區(qū)。

（9）11號(hào)測(cè)線。11號(hào)線反演解釋如圖9（c）所示。由圖9（c）可知，測(cè)線地層分層界限明顯，由于地表干擾，影響下部分辨率，解釋深度為300 m，推測(cè)未能探測(cè)到奧陶系地層。從煤層所在的位置來(lái)看，以中高阻為主，推測(cè)未充水。

（10）12號(hào)測(cè)線。測(cè)線地層分層界限明顯，由于地表干擾，影響下部分辨率，解釋深度為300 m，推測(cè)未能探測(cè)到奧陶系地層。從煤層所在的位置來(lái)看，以中高阻為主，推測(cè)未充水。

圖9 8號(hào)線、9號(hào)線和11號(hào)線反演解釋Fig.9 Line 8，Line 9 and Line 11 inversion explanation

4.3 平面推斷解釋

通過(guò)上述對(duì)剖面線的逐一推斷解釋?zhuān)媚繕?biāo)采空區(qū)的電性高低及等值線稀疏或密集程度對(duì)采空區(qū)充水區(qū)、滲水區(qū)、未充水區(qū)及斷層等情況作了推斷解釋。為了更全面地評(píng)價(jià)地塊情況，將剖面成果進(jìn)行平面綜合分析。首先提取對(duì)應(yīng)采空區(qū)層面的測(cè)點(diǎn)電性值，繪制垂直投影的平面等值線（圖10）。從圖10來(lái)看，地塊受到滲水或充水影響的區(qū)域較大，其電性值為0.5～1（100.5～101Ω·m），低阻區(qū)。圖中黑色實(shí)線圈定的區(qū)域?yàn)橥茰y(cè)充水區(qū)。在整個(gè)地塊共5處，編號(hào)為Ⅰ—Ⅴ。其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號(hào)充水區(qū)影響范圍大，為主要的充水區(qū)。

圖10中黑色虛線圈定的區(qū)域推測(cè)為受到充水、滲水等因素影響的區(qū)域。其電性值為0.5～1.4（100.5～101.4Ω·m），為中低阻區(qū)。從整個(gè)地塊來(lái)看，占了35%～40%的面積。其余則不同程度受到滲水區(qū)的影響而使地層發(fā)生變化。電性值為1.4～2.0的區(qū)域，推測(cè)其滲水影響小，地層有塌陷。圖10中紅色虛線圈定的區(qū)域電性值大于2的區(qū)域，則有可能形成了空洞區(qū)。通過(guò)提取采空區(qū)所在層面的高程值，可作出整個(gè)評(píng)價(jià)區(qū)采空區(qū)立體分別圖，同時(shí)提取對(duì)應(yīng)點(diǎn)位的電性值，繪制等值線，二者相互結(jié)合，便形成了采空區(qū)電性立體圖（圖11）。

綜上所述，通過(guò)對(duì)物探剖面及平面的綜合解釋?zhuān)瑢?duì)修武縣七賢鎮(zhèn)旅游服務(wù)區(qū)建設(shè)場(chǎng)地的地層情況、斷層影響及采空區(qū)含水性情況有了比較客觀的評(píng)價(jià)。

圖10 采空區(qū)電性垂直投影平面Fig.10 Electric vertical projection plane of goaf

評(píng)價(jià)區(qū)的西部及東北臨近邊界區(qū)域電性值高，推測(cè)形成空洞的可能性大。中東部共圈定5處充水異常及與之相關(guān)的滲水異常。為便于對(duì)比分析，將相關(guān)異常列于表2。

圖11 采空區(qū)層面電性特征立體圖Fig.11 Stereo map of electrical characteristics of goaf level

表2 充水異常Tab.2 Abnormal water filling

5 結(jié)論

修武縣七賢鎮(zhèn)旅游服務(wù)區(qū)建設(shè)場(chǎng)地地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)物探項(xiàng)目組成員嚴(yán)格按照《可控源聲頻大地電磁法技術(shù)規(guī)程》（SY/T 5772—2002）進(jìn)行設(shè)計(jì)，并制定了針對(duì)該區(qū)的大點(diǎn)距試驗(yàn)、小點(diǎn)距施工的方案，使用儀器先進(jìn)，取得了較高質(zhì)量的原始數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理和解釋的過(guò)程中，結(jié)合區(qū)內(nèi)已知資料，并采取相應(yīng)的技術(shù)手段進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)分析和處理，提高了成果的可靠度。

（1）評(píng)價(jià)區(qū)全部位于采空區(qū)影響范圍，且煤層面埋藏較深，根據(jù)已知煤層的深度結(jié)合探測(cè)到的電性特點(diǎn)，確定了煤采空區(qū)的充水、滲水區(qū)以及可能形成空洞的區(qū)域。經(jīng)過(guò)綜合對(duì)比解釋?zhuān)u(píng)價(jià)區(qū)采空區(qū)的充水區(qū)主要分布在地塊的中部和東部，電性值表現(xiàn)為低，滲水影響范圍大。

（2）地塊西部形成空洞的可能性大，含水性相對(duì)較弱。