高密度电阻率法在采空区探测中的应用

摘要

高密度电阻率法是一种基于介质电阻率差异的地球物理探测方法，因其无损和高效的特点，广泛应用于地下异常体的探测与评估。笔者以金矿采空区为研究对象，通过数值模拟对采空区可能存在的异常特征进行模拟分析，并结合实地探测验证了高密度电阻率法在采空塌陷区探测中的适用性，为采空区治理提供科学依据。针对温纳、偶极--偶极、温纳--斯隆贝格和单极--单极4种电极排列方式，利用RES2DMOD正演软件分别建立单一孤立低阻异常体和半高阻半低阻异常体模型，模拟采空区完全充水和不完全充水的情况。通过RES2DINV反演软件进行数据处理，采用最小二乘法反演计算。结果表明，偶极--偶极装置在完全充水异常体的反演中表现最佳，能够清晰定位和准确描述低阻异常体的几何形状和电性特征，显示较高的分辨率。对于不完全充水的半高阻半低阻异常体，各装置的反演精度有所下降，其中偶极--偶极装置的表现仍优于其他装置，能够较好地反映异常体的分布特征。在实际探测中，采用偶极--偶极装置进行探测，采集数据经过处理后，结果显示在研究区域的115 m处(深度约30 m)存在低阻区。结合地质和水文地质条件，推断该区域为采空塌陷区。探测结果表明，偶极--偶极装置能够有效反映采空塌陷区的范围和特性，对采空异常体的大体范围推测和发育深度估算具有重要意义。

关键词

无损检测技术 / 高密度电阻率法 / 反演 / 金矿采空区 / 孤立异常体 / 偶极--偶极装置

基金资助

吉林省自然科学基金(20220101172JC)