一种磁铁矿采空区地球物理判定方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属矿与地球物理勘探领域，具体涉及一种磁铁矿采空区地球物理判 定方法和装置。
【背景技术】
[0002] 磁铁矿是我国国民经济建设最重要的矿产资源之一。磁铁矿的主要成分为Fe30 4， 集合体为致密块状或粒状。颜色为铁黑色，条痕呈黑色，金属光泽或半金属光泽，不透明。含 铁量为72.4%，是最重要的铁矿石。磁铁矿分布广，有多种成因，有岩浆成因矿床、与火山作 用有关的矿浆直接形成的铁矿、接触变质形成的铁矿、含铁沉积岩层经区域变质作用形成 的铁矿等。华北陆块是中国最大的陆块，也是地质历史演化最久，发育较为齐全，构造岩浆 活动极为复杂的地区。其主要为火山沉积变质型铁矿床。是我国重要铁矿资源的分布区，铁 矿石主要开采区，也是我国钢铁工业的重要分布区。
[0003] 随着铁矿资源的大规模开采利用，产生了许多不良的生态环境效应。铁矿采空区 致使矿山开采条件恶化，引起矿柱变形，巷道维护困难，地表坍塌，有的矿区出现了大面积 的地面沉陷，产生了地表裂缝。给矿区的安全生产和居民生活造成严重威胁。特别是采空区 突然垮塌的高速气流和冲击波造成的人员伤亡和设备破坏，这些都给矿山安全生产构成严 重威胁，并造成环境恶化、矿产资源严重浪费。采空区的分布不明还会为铁路的修建埋下巨 大的隐患，并且会对以后铁路的安全运营产生巨大的不利影响。对于铁矿采空区进行地球 物理勘探十分必要。
[0004] 目前，用于采空区探测的地球物理方法主要有电法勘探、地震勘探、核磁共振、重 力勘探、磁法勘探以及地球物理计算机层析成像、遥感技术等。2007年，王俊茹、张吉恒等采 用瞬变电磁法对青岛至兰州高速公路采空区进行勘察取得了良好的效果;徐白山等应用 地震波法对矿山采空区进行了探测，取得不错的效果。河南有色金属第七地质大队薛金芳 等人运用高密度电法在煤矿采空区进行了探测，证明高密度电法探测采空区更为精确，但 探测深度相对较浅（1〇〇米以内）且观测结果受地下游离电流的影响。2005年河北地球物理 勘察院彭朝辉，张家奇等使用高精度磁测，电阻率剖面法和激发极化法对冀东式沉积变质 型铁矿采空区进行了常规地球物理勘探工作，指出了铁矿采空区的激发极化特征和磁性特 征，并根据磁性异常的位置结合高极化率异常和电阻率异常推断了采空区的位置，但异常 中心的对应不是很理想;李书华，张福祥等使用高精度磁测，大地电磁层析法对莱芜铁矿矽 卡岩型铁矿采空区进行了综合地球物理勘探，指出了高精度磁测在铁矿采空区勘探中的重 要作用。上述工作都不同程度地取得了一些地质效果，但对于磁铁矿采空区物探工作的有 效性、方法技术体系和能解决地质问题的认识等还有待于进一步提尚。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是如何判定磁铁矿采空区，本发明提供一种磁铁矿采空 区地球物理判定方法和装置，采用高精度磁测与瞬变电磁法相结合，实现对于铁矿采空区 的分布的确定。
[0006] 为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
[0007] 一种磁铁矿采空区地球物理判定方法，包括：
[0008]确定待估区中的尚磁异常区域；
[0009] 圈定出待估区高磁异常区域中的低磁响应范围，确定待估区初始采空区位置；
[0010] 利用磁铁矿采空区与围岩的电性差异，对待估区瞬变电磁视电阻率断面图特征进 行区分，确定待估区磁铁矿采空区位置。
[0011] 优选地，确定待估区中的高磁异常区域包括：
[0012] 在待估区采用磁测进行勘探，获得磁异常数据，根据磁异常数据确定高磁异常区 域。
[0013] 优选地，利用磁铁矿采空区与围岩的电性差异，对待估区瞬变电磁视电阻率断面 图特征进行区分，确定待估区磁铁矿采空区位置包括：
[0014] 在待估区采用瞬变电磁测深方法进行探测，形成瞬变电磁视电阻率断面图；
[0015] 在所述电阻率断面图上，把电阻率值异常区域确定为磁铁矿采空区位置。
[0016] 优选地，在所述电阻率断面图上，把电阻率值异常区域确定为磁铁矿采空区位置 包括：
[0017] 磁铁矿采空区围岩电阻率值表现为低电阻特性，磁铁矿采空区电阻率值表现为高 电阻特性;磁铁矿采空区充水区电阻率值表现为极低电阻特性；
[0018] 根据所述电阻率断面图的等值线分布，确定磁铁矿采空区位置。
[0019] 为解决上述技术问题，本发明还提供一种磁铁矿采空区地球物理判定装置，包括：
[0020] 磁法勘探模块，用于确定待估区中的高磁异常区域；
[0021] 初始信息模块，用于圈定出待估区高磁异常区域中的低磁响应范围，确定待估区 初始采空区位置；
[0022] 瞬变电磁法探测模块，用于利用磁铁矿采空区与围岩的电性差异，对待估区瞬变 电磁视电阻率断面图特征进行区分，确定待估区磁铁矿采空区位置。
[0023] 优选地，所述磁法勘探模块确定待估区中的高磁异常区域包括：
[0024] 在待估区采用磁测进行勘探，获得磁异常数据，根据磁异常数据确定高磁异常区 域。
[0025] 优选地，所述瞬变电磁法探测模块利用磁铁矿采空区与围岩的电性差异，对待估 区瞬变电磁视电阻率断面图特征进行区分，确定待估区磁铁矿采空区位置包括：
[0026] 在待估区采用瞬变电磁测深方法进行探测，形成瞬变电磁视电阻率断面图；
[0027] 在所述电阻率断面图上，把电阻率值异常区域确定为磁铁矿采空区位置。
[0028] 优选地，所述瞬变电磁法探测模块在所述电阻率断面图上，把电阻率值异常区域 确定为磁铁矿采空区位置包括：
[0029] 磁铁矿采空区围岩电阻率值表现为低电阻特性，磁铁矿采空区电阻率值表现为高 电阻特性;磁铁矿采空区充水区电阻率值表现为极低电阻特性；
[0030] 根据所述电阻率断面图的等值线分布，确定磁铁矿采空区位置。
[0031] 本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：
[0032] 本发明的方法和装置，采用高精度磁测与瞬变电磁法相结合，在实地调查和区域 地质资料分析的基础上，通过综合分析对比两种方法资料，研究铁矿采空区的分布特征。
【附图说明】
[0033]图1是本发明实施例的一种磁铁矿采空区地球物理判定方法的流程图；
[0034]图2是本发明实施例的一种磁铁矿采空区地球物理判定装置的结构示意图；
[0035] 图3是本发明实施例一的磁法异常曲线示意图；
[0036] 图4是本发明实施例一的瞬变电磁测量视电阻率等值线断面示意图；
[0037] 图5是本发明实施例一的地质解释成果断面示意图。
【具体实施方式】
[0038] 为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本 发明的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中 的特征可以相互任意组合。
[0039]如图1所示，本发明实施例提供一种磁铁矿采空区地球物理判定方法，包括：
[0040] 确定待估区中的高磁异常区域；
[0041] 圈定出待估区高磁异常区域中的低磁响应范围，确定待估区初始采空区位置；
[0042] 利用磁铁矿采空区与围岩的电性差异，对待估区瞬变电磁视电阻率断面图特征进 行区分，确定待估区磁铁矿采空区位置。
[0043] 其中，确定待估区中的高磁异常区域包括：
[0044] 在待估区采用磁测进行勘探，获得磁异常数据，根据磁异常数据确定高磁异常区 域。
[0045] 其中，利用磁铁矿采空区与围岩的电性差异，对待估区瞬变电磁视电阻率断面图 特征进行区分，确定待估区磁铁矿采空区位置包括：
[0046] 在待估区采用瞬变电磁测深方法进行探测，形成瞬变电磁视电阻率断面图；
[0047] 在所述电阻率断面图上，把电阻率值异常区域确定为磁铁矿采空区位置。
[0048] 其中，在所述电阻率断面图上，把电阻率值异常区域确定为磁铁矿采空区位置包 括：
[0049]磁铁矿采空区围岩电阻率值表现为低电阻特性，磁铁矿采空区电阻率值表现为高 电阻特性;磁铁矿采空区充水区电阻率值表现为极低电阻特性；
[0050] 根据所述电阻率断面图的等值线分布，确定磁铁矿采空区位置。
[0051] 如图2所示，本发明实施例提供一种磁铁矿采空区地球物理判定装置，包括：
[0052] 磁法勘探模块，用于确定待估区中的高磁异常区域；
[0053] 初始信息模块，用于圈定出待估区高磁异常区域中的低磁响应范围，确定待估区 初始采空区位置；
[0054] 瞬变电磁法探测模块，用于利用磁铁矿采空区与围岩的电性差异，对待估区瞬变 电磁视电阻率断面图特征进行区分，确定待估区磁铁矿采空区位置。
[0055] 其中，所述磁法勘探模块确定待估区中的高磁异常区域包括：
[0056] 在待估区采用磁测进行勘探，获得磁异常数据，根据磁异常数据确定高磁异常区 域。
[0057]其中，所述瞬变电磁法探测模块利用磁铁矿采空区与围岩的电性差异，对待估区 瞬变电磁视电阻率断面图特征进行区分，确定待估区磁铁矿采空区位置包括：
[0058] 在待估区采用瞬变电磁测深方法进行探测，形成瞬变电磁视电阻率断面图；
[0059] 在所述电阻率断面图上，把电阻率值异常区域确定为磁铁矿采空区位置。
[0060] 其中，所述瞬变电磁法探测模块在所述电阻率断面图上，把电阻率值异常区域确 定为磁铁矿采空区位置包括：
[0061] 磁铁矿采空区围岩电阻率值表现为低电阻特性，磁铁矿采空区电阻率值表现为高 电阻特性;磁铁矿采空区充水区电阻率值表现为极低电阻特性；
[0062] 根据所述电阻率断面图的等值线分布，确定磁铁矿采空区位置。
[0063]本发明实施例提供的磁铁矿采空区地球物理判定方法，
[0064] 首先，在待估区采用高精度磁测进行勘探，确定高磁异常区域，然后，根据磁异常 与磁铁矿采空区和蚀变围岩之间的对应关系，即在高磁异常区域内确定相对低磁响应范 围，并把这种高磁背景下的相对低磁响应范围初步确定为采空区位置。
[0065] 最后，在待估区采用瞬变电磁测深方法进行探测，形成瞬变电磁视电阻率断面图， 获得深部电性异常数据。由于磁铁矿采空区与其蚀变围岩相比高阻特征