高密度电法勘探施工指导书

⾼密度电法⾼密度电法地质14-1班姓名:杨栋学号:142009020117⾼密度电法勘探实验报告⼀、实验⽬的以及要求在实际地质勘察的⼯作中,物探技术是必不可少的,其具有使⽤⽅便、快捷、成本⼩的优点,可以迅速的获取⼯程区域的相关地层地质情况。

⾼密度电阻率法⼜是其中使⽤⾮常⼴泛的⼀种物探⽅法,是⼯程地质⼈员在今后的⼯作中经常使⽤的⼀种技术⼿段,所以我们有必要熟练的掌插⾼密度电阻率法的试验⽅法和数据解释。

本实验要求达到以下⼏点:1.学会⾼密度电法装置的布设⽅法以及测线的连接⽅式;2.掌插⾼密度电法温纳四极、偶极法两种装置的数据采集;3.学会数据的接收及转换;4.学会电法的数据处理及计算机作图⽅法;5.需要掌插的软件有:a、BTRC2004数据接收不格式转换软件;b、RES2DINV⾼密度电法处理软件。

⼆、基本原理⾼密度电阻率法是⼀种新兴阵列勘探⽅法,将多个电极，可达上百根，置于测线上,通过电极转换开关和⼯程电测仪便可实现数据的快速⾃动采集并能够进⾏现场数据处理、分析和成图。

它是结合电剖⾯和电测深的直流勘探⽅法,它是在常规电阻率法的基础上发展起来的,仌然以岩⼟体的电性差异的为基础,研究在施加电场的作⽤下,地下传导电流的变化规律。

但它相对传统电阻率法⽽⾔,具有观测精度⾼、数据采集量⼤、地质信息丰富、⽣产效率⾼等优点。

⼀次布极可以完成纵、横向⼆维勘探过程,既能反应地下某⼀深度沿⽔平⽅向岩⼟体的电性变化,同时⼜能提供地层岩性纵向的电性变化地质14-1班姓名:杨栋学号:142009020117 的情况,具备电剖⾯法和电测深法的综合探测能⼒。

⾼密度电阻率法的探测深度随着供电电极距的增⼤⽽增⼤,当隔离系数n主次增⼤时电极距也逐次增⼤,对地下深部介质的反应能⼒亦逐步增加。

由于岩⼟剖⾯的测点总数是固定的,因此,当极距扩⼤时,反映不同勘探深度的测点将依次减少。

通常把⾼密度电阻率法的测量结果记录在观测电极的中点、深度为na的点位上,整条剖⾯的测量结果就表⽰成为⼀种倒三⾓梯形的电性分布及⼯作剖⾯。

“电法勘探”实验指导书欧东新、韦柳椰编著实验一WDDS-1数字电阻率仪测量均匀大地的电阻率一、实验目的与要求1、认识WDDS-1数字电阻率仪及掌握其使用方法。

2、掌握在水槽中测量均匀半空间视电阻率的方法。

3、掌握各种装置的视电阻率K值计算方法。

二、实验仪器及材料准备WDDS-1数字电阻率仪一台，万用表一台，电池箱一个，带鳄鱼夹导线若干，大头针若干，水槽跑极装置一套。

记录纸一张，直尺一把，铅笔，橡皮。

三、实验步骤1. WDDS-1数字电阻率仪认识及参数设置（一）熟悉仪器的面板（图1.1）。

图1.1 WDDS-1面板图1.2水槽WDDS-1测量视电阻率装置图（二）检查仪器。

（1）开机，按“↑↓”键，调节液晶屏对比度。

（2）按“电池”键，检查仪器电池电压。

当电池电压< 9.6 V 时，更换8节2号或3号1.5V 电池。

（3）按“设置”键，设定供电时间仪器默认为0.2秒（显示数字为2），实验一般选用0.5秒，输入数值5后按“确认”键。

2. 按照 图1.2 接好实验装置。

测线布置在水槽中间，测点距10cm ，一直延伸到水槽边沿。

3. 测量（以对称四极电剖面为例）。

（1）按“电源”键开机。

（2）按“排列”键输入线号 ，如：NL=01。

按“确认”键后，显示排列方式。

（3）排列方式共有9种。

按“↑↓”选择对称四极电剖面，不用按“确认”键确认。

9种排列方式如下： 1.4P-VES 四极电测深2.3P-VES 联合电测深（含三极电测深）3.4P-PRFL 对称四极电剖面4.3P-PRRL 联合剖面（含三极动源电剖面）5.RECTGL 中间梯度装置6.DIPOLE 偶极—偶极装置7.IP-BUR 井－地电法8.INPUT K 传送K 值9.5P-VES 5极纵轴电测深 （4）按“极距”输入极距号，如：NO=01,按“确认”键，显示：AB/2=XXXX,MN/2=XXXX,输入数据（单位为m ）并按“确认”键，再按“停止”键，显示：K=XXXX.利用式（1-1）验算K 值。

高密度电法勘察岩土工程实例
高密度电法勘察在岩土工程中是一种常用的非破坏性检测方法。

具体来说，通过在地面上铺设电极，利用电场的作用，将电流引入地下介质中，根据介质中电阻率的不同来确定地下岩土结构的情况。

在实际的勘察工作中，高密度电法帮助地质工程师们解决了很多难题。

例如，在地质勘察中，利用高密度电法可以较快速准确地判别岩土层位；在地下隧道、桥梁基础和建筑工程等建设中，高密度电法可以帮助工程师们更好地了解地下结构情况，从而更好地规划基础建设。

另外，高密度电法在环境调查和污染地质勘查中也有广泛的应用。

通过测量地下介质的电阻率分布，地质工程师们可以快速准确地判断环境地质情况，从而制定合理的治理方案，保护环境。

总的来说，高密度电法勘察是一种非常实用的岩土工程检测方法，有广泛的应用前景。

同时，也需要注意高密度电法勘察的适用范围和不足之处，在正确使用的前提下，才能取得最优的检测效果。

高密度电法勘探作业指导书一、高密度电法勘探概述高密度电阻率法是以岩土导电性差异为物性基础,研究人工施加稳定电流场的作用下地中传导电流分布规律的一种电探方法;它与常规电阻率法原理相同,所不同之处在于采取的方法技术;高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法,野外测量时只需将全部电极置于观测剖面的各测点上,然后利用程控电极转换器或者微机工程电测仪器便可实现数据的快速和自动采集,当将测量结果送入微机后,还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种图示结果;高密度电阻率勘探技术的运动和发展使电法勘探的智能化程度大大向前迈进了一步,相比传统电阻率法,高密度电法勘探具有以下特点：（1）电极布设是一次完成的,这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰,而且为野外数据的快速和自动测量奠定了基础;（2）能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量,因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息;（3）野外数据采集实现了自动化或半自动化,不仅采集速度快,大约每一测点需2~5s,而且避免了由于手工操作所出现的错误;（4）可以对资料进行预处理并显示剖面并显示剖面曲线形态,脱机处理后还可自动绘制和打印各种成果图件;（5）与传统的电阻率法相比,成本低,效率高,信息丰富,解释方便;阵列电探的思想早在20世纪70年代末期就有人开始考虑实施,英国学者所设计的电测深偏置装置系统实际上就是高密度电法的最初模式;80年代中期,日本地质计测株式会社曾借助电极转换器实现了野外高密度电阻率法的数据采集,但由于整体设计的不完整性,这套设备并没有充分发挥高密度电阻率法的优越性;80年代后期至今,我国地矿部系统率先开展了高密度电阻率法及其应用技术研究,从理论与实际相结合的角度,进一步探讨并完善了方法理论及有关技术问题,研制成了几种类型的仪器,如重庆奔腾数控技术研究所研制的WGMD-3高密度电阻率测量系统;近年来该方法先后在重大场地的工程地质调查,坝基及桥墩选址,采空区及地裂缝探测等众多工程勘察领域取得了明显的地质效果和显着的社会经济效益;二、测量系统和观测装置一测量系统高密度电阻率法的勘探系统一般由两部分组成,即野外数据采集测量系统和资料处理系统或实时处理系统;目前的大部分仪器都仍然是按分离方式设计的;现以重庆奔腾数控技术研究所研制的WGMD-3高密度电阻率测量系统为例说明;以WDJD-3多功能数字直流激电仪为测控主机,配以WDZJ-3多路电极转换器构成高密度电阻率测量系统;该系统具有存储量大,测量准确、快速,操作方便等特点,并且可方便地与国内常用高密度电法处理软件配合使用,使解释工作更加方便直观;该系统可广泛应用于能源勘探与城市物探铁道与桥梁勘探,金属与非金属矿产资源勘探等方面,亦用于寻找地下水确定水库坝基和防洪大堤隐患位置等水文工程地质勘探中,还能用于地热勘探;1. 仪器的主要特点：（1）准确、高效;在保持良好重复性的前提下,测量一个552个点的断面所需时间一般不超过15分钟;（2）超大存储;在高密度方式I只存储电阻率参数可存储不小于43680次的测量值；在高密度方式II存储电阻率与电流参数可存储不小于21840次的测量值,掉电亦不丢失; （3）接地检查;在野外工作中可随时方便快捷地检查各电极接地是否良好;（4）电极排列;装置类型多达18种且可扩展;既可按固定断面电极排列有AMNB,ABMN,AMBN,AMN,MNB,A-MN-B,自电M,自电MN,充电M,充电MN扫描测量,又可按变断面连续滚动扫描测量电极排列有A-M,A-MN,AB-M,AB–MN,MN-B,A-MN,矩形A-MN-B,跨孔偶极,其中,连续滚动扫描测量可在电极总数不变的情况下允许测量断面连接至任意长,便于长剖面追踪,使用户得以低成本高时效解决实际问题;（5）所有电极排列测量断面均可任意指定断面起测电极号,方便、灵活;2. 仪器组件：（1）WDJD-3多功能数字直流激电仪；（2）WDZJ-3多路电极转换器；（3）高级电法处理软件;二观测装置高密度电法与传统电阻率法相比,其不同之处在于具有多种组合的剖面装置;以WGMD-3高密度电阻率测量系统为例,系统支持18种测量装置,其中,α排列、β排列、γ排列、δA 排列、δB排列、α2、自电M、自电MN、充电M、充电MN排列等适用于固定断面扫描测量,A-M、A-MN、AB-M、AB-MN、MN-B、A-MN、A-MN-B跨孔等电极排列适用于变断面连续滚动扫描测量; （1）固定断面扫描测量该测量方法在测量时以剖面线为单位进行测量,启动一次测量最少测一条剖面线,存储与显示时亦以剖面线为单位进行一个断面由若干条剖面线组成,且每条剖面线有唯一编号,简称剖面号;以排列温纳装置AMNB为例,测量某一剖面N时,AMNB相邻电极保持极距a,每测量完一点向前移动一个基本点距x,直至B极为最后一个电极止,剖面上的测点数随剖面号增大而减少,其断面上测点呈倒梯形分布,当实接电极数为60,剖面数为16,断面测点分布如图所示;图1 定断面扫描测量断面测点示意图当实接电极数给定时,任意剖面测点数由下式确定：Dn=Psum-Pa-1×n式中,n为剖面号,Dn为剖面上的测点数,Psum为实接电极数,Pa为装置电极数;（2）变断面连续滚动扫描测量该测量方法在测量时以滚动线为单位进行测量,启动一次测量最少测一条滚动线,存储与显示时则仍以剖面线为单位进行;滚动线是一条沿深度方向的直线或斜线不可视线;各测点等距分布其上,所有滚动线上相同测点号的测点构成一条剖面,不同深度的测点位于不同剖面上,一条滚动线上的测点数等于断面的剖面数;一个断面由若干条滚动线组成,且每条滚动线有唯一编号,简称滚动号;测量一条滚动线的过程称作单次滚动,即在保持供电电极与某个电极接通不动的情况下,沿测线方向电极号由小到大移动测量电极,测量电极与供电电极间距起始为一个基本点距,测量并存储当前点电阻率后,便移动一次测量电极,每次移动一个基本点距,重复上述测量移动过程直至测量点数等于剖面数为止;图为变断面连续滚动扫描测量断面测点分布示意图,图中,电极装置为A-M二极装置其它装置测点分布相同,仅水平坐标不同而已,滚动总数=15,实接电极数=18,剖面数=8,断面上测点呈平行四边形分布;由于剖面数为8,所以在18根电极布好不动的情况下,只能测量前10条滚动线,要测11~15号滚动线,则须将18根电极整体向前移动10个点距,即原11号电极位置成为1号电极,其余类推;当电极排列与实接电极数Psum确定时,最大剖面数即一条滚动线上最多测点数由下式决定：Nmax=Psum-Pa-1式中,Nmax为最大剖面数,Psum为实测电极数,Pa为装置电极数;若设定断面剖面数为NN≤max, 则在不移动电极情况下可连续测量的滚动线条数Rn由下式决定:Rn=Nmax-N-1若设定断面滚动总数为Rsum,则测量完全部滚动线须移动布置电极次数由下式决定：M=Rsum/Rn 整除或 M=Rsum/Rn+1 不整除断面总测点数=滚动线总数×剖面数;图2变断面连续滚动扫描测量断面测点分布示意图（3）典型电极排列方式【1】α排列温纳装置AMNB该装置适用于固定断面扫描测量电极排列如下图;测量断面为倒梯形;测量时AM=MN=NB 为一个电极间距ABMN逐点同时向右移动,得到第一条剖面线接着AM,MN,NB增大一个电极间距,ABMN逐点同时向右移动,得到另一条剖面线;这样不断扫描测量下去,得到倒梯形断面;【2】β排列偶极装置ABMN该装置适用于固定断面扫描;测量电极排列如下图;测量断面为倒梯形;测量时AB=BM=MN为一个电极间距ABMN逐点同时向右移动,得到第一条剖面线;接着AB,BM,MN增大一个电极间距ABMN逐点同时向右移动,得到另一条剖面线;这样不断扫描测量下去,得到倒梯形断面;【3】α2排列该装置适用于固定断面扫描测量;电极排列如下图;测量断面为倒梯形;测量时AM=MN=NB为一个电极间距,ABMN逐点同时向右移动,得到第一条剖面线;接着AM NB增大一个电极间距,MN始终为一个电极间距,ABMN逐点同时向右移动得到另一条剖面线;这样不断扫描测量下去,得到倒梯形断面;【4】自电MN排列该装置适用于固定断面扫描测量,电极排列如下图;测量断面为线形,剖面数只能设置为1;测量时MN固定相隔一个电极间距逐点向右移动,测量两个电极间的自然电位,得到一条剖面线;三、野外测量方法（1）测区和测网对于主要应用于工程及环境地质调查中的高密度电法,按地质任务所给出的测区往往是非常有限定的,我们只能在需要解决工程问题的有限范围内来选择测区和布设测网;测网布设除了建立测区的坐标系统之外,还包含了技术人员试图以多大的网度和怎样的工作模式去解决所给出的工程地质问题,在这里,经验和技巧往往也是非常重要的;对于高密度电法而言,野外数据采集方式主要有两种;一种是地表剖面数据采集方式,一种是井中电阻率成像的数据采集方式;而后者又包含有单孔和跨孔方式两种;两种方式的应用效果,特别是后一种方式与测网的布设关系密切,实际工作中要特别引起注意;（2）装置高密度电阻率法采用的主要是电极排列方式有温纳四极排列,联合三极排列,偶极排列和微分排列;不同的测量系统基本上以这几种装置为主,但也各有特点;上述电极排列即可联合使用,也可根据需要单独使用;此外当惊醒单孔或者跨孔电阻率成像的数据采集时,二极法供收方式往往成为最经常使用的电极排列;极距取决与地质对象的埋藏深度,由于高密度电法勘探实际上是一种二维探测方法,所以在保证最大极距能够探测到主要地质对象的前提下,还要考虑围岩背景也能在二维断面图中得到充分的反映;根据上述考虑,三电位电极系的极距设计为：a=nΔx,其中n为隔离系数,可由1改变到15,也可任选,Δx为点距;显然在a=1/3AB时,它与勘探深度之间存在某种系数关系;（3）导线敷设以60路电极为例,野外工作的导线敷设方式如图：图3 高密度电阻率测量系统野外施工布线示意图（4）测点分布高密度电阻率法由于地表电极总数是固定的,对于常规排列,随着隔离系数的增大,测点书便逐渐减少,当N 在1~15之间时,对于60路电极而言,一条剖面的测点数可由下式计算：151(603)n N n ==-∑显然,n=1,N 1=57,N 15=15,即a=15Δx 时,最下层的剖面长度L 15=15Δx;测点在断面上的分布呈倒三角形状;四、数据处理高密度电阻率法的测量系统在施工现场采集到大量关于地电断面结构特征的地质信息,并以数字的形式保存在随机存储器里;将其传入微机进行数据转换和处理,然后生成供推断解释用的各类图件;下图为高密度电阻率资料处理系统框图;对采集的原始数据进行初步整理后可以进行二维反演;二维反演的数学实质：寻找一个地电模型,使其对应的理论计算与实测视电阻率数值在一定法则下重合最好;数学上将求解这类问题的方法称为最优化方法;用计算机对物探异常进行定量解释的最优化方法,实际上是求解多元函数极值的一种方法,最优化算法种类很多,如最速下降法梯度法、最小二乘法、单纯形法等;其中最小二乘法在电法资料解释中应用效果最好;在电法资料的定量解释中,最优化算法的基本步骤可归结为：1给出实测视电阻率离散值；2根据已知物性资料,地质资料和定性解释成果,确定地电模型,即给出地电模型初值；3通过正演计算得到地电断面的理论值；4评定理论计算数值和实测视电阻率的拟合程度,即通过计算拟合差来判定拟合程度；5若拟合差不符合要求,则修改模型参数值,并根据修改后的地电模型参数重新计算理论值；6再次评定拟合程度,反复修改地电模型参数,直到拟合差达到事先给定的精度为止;下图给出了反演的示意图：图4 反演示意图图为某测区α排列的初步反演结果,上图为原始数据的视电阻率断面图,中图为理论地电模型的视电阻率断面图,下图为理论地电模型图;图中显示反演结果经过了8次迭代,拟合误差达到了3%;。

XXXXX正巷高密度电法勘探报告
部长：
审核：
编制：
地质测量部
二〇〇九年十月三十日
XXXX正巷高密度电法勘探报告
一、工作概况
4210正巷工作面设计长度1639.8米，掘进段煤厚为5.87米左右，夹1--2层矸，为黑色优质无烟煤，导电性弱。

在90—410米段的探测范围有顶板淋水、底板积水现象。

二、探测仪器及目的
本次探测采用FDG-A防爆多功能高密度电法仪，其目的是探测巷道底板下60米范围内富水性或富水异常区，以便采取相应预防措施，达到安全生产目的。

三、工艺流程
在探测范围内布置高密度探测电缆，电极间距5米，探测剖面长度315米，共布置64个电极，电极布置完毕后，利用仪器对接地电阻进行检测，对接地较差的测点利用盐水或重新打桩进行改善直至达到接地要求，然后采集视电阻率。

四、参加探测人员
XXXXXX
五、探测结果
本次勘探范围内共有低阻异常区3个：
1#异常区在40—85米，纵深1—19.8米范围内，根据现场地质地理情况分析，在该异常区范围内地势较低，局部低洼，顶板淋水较大，可能造成该段积水渗水严重，导致视电阻率偏低。

2#异常区在115—155米，纵深3.25—19.8米范围内，根据现场情况分析，在该段有一20m3水仓并且有水，可能造成底板渗水和局部地段潮湿，导致视电阻率偏低。

3#异常区在200—215米，纵深3.25—28.7米范围内，可能为富水异常区。

六、建议
建议对异常区域引起高度的重视，加强水文地质观测工作，提前采取安全防护措施，保障安全生产。

4210正巷90—410米段底板富水异常剖面图。

2023年 1月上 世界有色金属121地质勘探G eological prospecting高密度电法在矿山地质勘查中的应用高权昌（上海市岩土工程检测中心有限公司，上海　２００４３６）摘 要：在我国，大中型矿山的数量相当多，但受诸多因素的影响，矿山开发会对区域生态环境造成影响，以至于频繁发生各类地质灾害，所以当务之急必须着手调查矿山地质灾害体。

但因露天矿山地形地貌非常复杂，进而便让一些钻探方法的野外施工和应用效果受到了极大的限制，再加上钻探要求较高，所以也就导致其无法在大量的矿山地质灾害调查任务中被广泛应用。

地球物理勘查手段在高效性、经济性方面具有突出优势，近年来被较多的应用到了各类地质灾害的勘查任务中，而其中效果最为突出的就是高密度电法。

对此，本文简要介绍了高密度电法，并对地质勘查工作的内容展开了论述，同时以实例证明了高密度电法国在露天矿山地质勘查中的适用性非常高，以供参考。

关键词：高密度电法；矿山；地质勘查中图分类号：Ｐ６３１．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）０１－０１２１－３Application of high-density electrical method in mine geological explorationGAO Quan-chang（Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｃｅｎｔｅｒ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００４３６，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ　Ｃｈｉｎａ，　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｑｕｉｔｅ　ａ　ｌｏｔ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ａｎｄ　ｍｅｄｉｕｍ－ｓｉｚｅｄ　ｍｉｎｅｓ．　Ｈｏｗｅｖｅｒ，　ａｆｆｅｃｔｅｄ　ｂｙ　ｍａｎｙ　ｆａｃｔｏｒｓ，　ｍｉｎｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｈａｓ　ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ　ａｆｆｅｃｔｅｄ　ｔｈｅ　ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，　ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ　ｉｎ　ｆｒｅｑｕｅｎｔ　ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄｉｓａｓｔｅｒｓ．　Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　ｉｔ　ｉｓ　ｕｒｇｅｎｔ　ｔｏ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ　ｔｈｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｈａｚａｒｄ　ｂｏｄｉｅｓ　ｏｆ　ｍｉｎｅｓ．　Ｈｏｗｅｖｅｒ，　ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｔｅｒｒａｉｎ　ａｎｄ　ｌａｎｄｆｏｒｍ　ｏｆ　ｏｐｅｎ　ｐｉｔ　ｍｉｎｅｓ，　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｏｍｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｒｅ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｌｉｍｉｔｅｄ．　Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，　ｔｈｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｒｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｈｉｇｈ，　ｓｏ　ｔｈｅｙ　ｃａｎｎｏｔ　ｂｅ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ａ　ｌａｒｇｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄｉｓａｓｔｅｒ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｔａｓｋｓ．　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｍｅａｎｓ　ｈａｖｅ　ｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｉｎ　ｔｅｒｍｓ　ｏｆ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｙ．　Ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ，　ｔｈｅｙ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄｉｓａｓｔｅｒｓ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｐｒｏｍｉｎｅｎｔ　ｅｆｆｅｃｔ　ｉｓ　ｈｉｇｈ－ｄｅｎｓｉｔｙ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ．　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ－ｄｅｎｓｉｔｙ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｂｒｉｅｆｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．　Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ，　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｈｉｇｈ－ｄｅｎｓｉｔｙ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｐｅｎ－ｐｉｔ　ｍｉｎｅｓ　ｉｓ　ｐｒｏｖｅｄ　ｂｙ　ｅｘａｍｐｌｅｓ　ｆｏｒ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．Keywords: ｈｉｇｈ－ｄｅｎｓｉｔｙ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ；　Ｍｉｎｅｓ；　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ收稿日期：２０２２－１１作者简介：高权昌，男，生于１９９３年，汉族，江苏淮安人，本科，助理工程师，研究方向：工程物探。

高密度电法在工程勘察中的应用研究本文阐述了高密度电法的工作原理、方法，并用几个工程实例，说明高密度电法结合已有地质资料的综合解释方法，在探查覆盖层厚度、断层、溶洞、采空区和破碎带等方面均可取得较好的效果。

标签：高密度电法；断层；溶洞；采空区；破碎带；综合解释方法前言在工程勘察实践，特别是在对尾矿库、渣库等一些具有高边坡的工程勘察中，探查覆盖层厚度、断层、溶洞、采空区和破碎带是会经常遇到的，传统的钻探、工程地质调查等方法，如能配上越来越成熟的物探方法，无疑等于如虎添翼，这类物探方法很多，如浅层地震、电阻率法、EH4、地质雷达和瞬变电磁法等，而高密度电法就是该类物探方法中最常用的方法之一，它具有成本低、效率高、测试简便等优点，而在应用效果上，它兼具剖面法与电测深法的效果，并具有点距小、数据采集密度大、能直接反映基岩起伏状态等优点.高密度电法测量的二维地电断面能较直观地反映基岩界线和基岩构造，能够了解与围岩存在电性差异的断裂构造的发育情况，圈定采空区和破碎带的范围等1 地球物理特征该方法的应用条件，被探查的物质必须有电阻率差异，如土层的电阻率比完整基岩的电阻率低，破碎岩体的电阻率比完整岩体的电阻率低，充填粘土的溶洞电阻率低，空洞的电阻率高等。

2 高密度电法2.1 方法原理将直流电通过接地电极A、B供入地下，形成稳定的人工电场，在该电场内适当距离的M、N两点上观测这两点间的电位差和电流强度，获得该电场内测点处介质的电阻率。

固定供电极距，可在地表观测某测线上水平方向的电阻率变化情况，从而可了解地层的某一深度介质的电阻率横向变化的情况，改变供电极距，可了解不同深度介质的电阻率变化情况。

高密度电法通过对位于同一测线上的大量电极的计算机控制转换测量，使工作效率及测量精度大大提高。

在与探测对象走向垂直的方向上布置测线，测线上安装多根电级，根据不同的方法及装置对电极的需求用程控多路电极转换器进行切换，测出测线各位置在各深度上的电阻率。

高密度电法高密度电法即是高密度电阻率法，它是以岩、土导电性的差异为基础，研究人工施加稳定电流场的作用下地下传导电流分布规律的一种电探方法（一）特点：( 1 ) 电极布设是一次完成的, 这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰, 而且为野外数据的快速和自动测量奠定了基础。

( 2 ) 能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量, 因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息。

(3) 野外数据采集实现了自动化或半自动化, 不仅采集速度快( 大约每一测点需2～5s) ,而且避免了由于手工操作所出现的错误。

(4)可以对资料进行预处理并显示剖面曲线形态, 脱机处理后还可自动绘制和打印各种成果图件。

(5)与传统的电阻率法相比, 成本低, 效率高, 信息丰富, 解释方便。

（二）高密度电阻率法采集系统：随着技术的发展，高密度电法仪日趋成熟。

表现在：采用嵌入式工控机，大大提高系统的稳定性与可靠性；采用笔记本硬盘存储数据，可以满足野外长时间施工的工作需求；系统采用视窗化、嵌入式实时控制与处理软件，便于野外操作；可实现多种工作模式的转换，计算机与电测仪一体化，携带方便。

新一代高密度电法仪多采用分布式设计。

所谓分布式是相对于集中式而言的，是指将电极转换功能放在电极上。

分布式智能电极器串联在多芯电缆上，地址随机分配，在任何位置都可以测量；实现滚动测量和多道、长剖面的连续测量图高密度电阻率法测量系统结构示意图系统可以做高密度电阻率测量，又可以同时做高密度极化率测量，应用范围宽。

常用装置：高密度电阻率法在一条剖面上布置一系列电极时可组合出十多种装置。

高密度电阻率法的电极排列原则上可采用二极方式，即当依次对某一电极供电时，同时利用其余全部电极依次进行电位测量，然后将测量结果按需要转换成相应的电极方式。

但对于目前单通道电测仪来讲，这样测量所费时间较长。

其次，当测量电极逐渐远离供电电极时，电位测量幅值变化较大，需要不断改变电源，不利于自动测量方式的实现。

WGMD-4高密度电法系统说明书范文-图文注意事项1.如果您是首次使用WGMD-4高密度电法系统，请您先仔细阅读本手册，并留意其中的注意事项。

2.每次测量工作前，必须确保各仪器有电，若电池电量不足，要重新对其进行充电，以免影响测量工作。

3.测量前必须把AB供电电极、MN测量电极接好，供电电极接仪器的A、B（∞）接线柱，测量电极接M、N接线柱。

严禁将A、B、M、N相互混接。

4.使用集中式高密度开关工作时，直流高压不能高于400V、电流不能大于2.5A；使用分布式高密度电缆工作时，直流高压不能高于800V、电流不能大于3A。

5.高密度电阻率法进行分布式测量时，除了跨孔偶极装置需要用到两个分布式电缆插座外，其余15种装置只能在两个插座中任接一个。

6.对于新的工作测线，在测量前，请首先设置正确的工作参数。

7.如仪器显示“供电电流过大!”，请关掉电源检查AB是否短路。

8.高密度电阻率测量时，在整个断面的长度内，每根电极的接地电阻相差不要太大，尽量减小接地电阻，以利于供电，若表层土壤干燥，应浇水或打深电极保证电极接地良好。

9.测点的电压VP值最好大于10mV以上，一般要求供电电流IP大于100mA以上，不能满足要求时应采取措施减小接地电阻、增加供电电压、电阻率不能有负值，否则应查找原因，重新测量。

10.与仪器配套工作的电缆不能破损、各插头连接处一定要确保干燥、更不能进水、泥沙。

否则轻则导致电缆绝缘过低，影响测量的数据质量；重则烧毁电缆甚至是仪器。

11.定期检查WDZJ-4的绝缘性能，WDZJ-4的“1～30插座”、“31～60插12.出工前需对仪器进行检测、配套工作的电缆进行自检，确保电缆与主机都能正常工作。

13.仪器不应长期存放在潮湿或有腐蚀性气体环境中。

14.严禁将仪器工作或存放在-20℃以下温度的环境中。

15.下雨时尽量不要开展工作，特别是地表积水太多时更不要开展工作。

16.本仪器采用可充电的内置12V锂电池供电，若仪器长时间不用，每三个月需充电一次，以免因锂电池的自放电损坏电池。

高密度直流电法原理与测线布置探究1、高密度直流电法的原理及测线布置1.1 高密度电法的原理高密度电阻率法是以地下介质导电性差异为基础，通过观测和研究与这些差异有关人工电场的分布规律，可达到查明地下地质构造和寻找地下电性不均匀体（岩溶、风化层、滑坡体等）的一种地球物理勘探方法。

高密度电法的勘探原理，与一般电法勘探原理相同。

本文主要用三极法进行勘察预报。

1.2 测线布置长基岭隧道进口左线供电电极布置在距掌子面14m处，2个接收电极布置在供电电极后，各供电电极间距为4m。

测量电极向掌子面后方移动，每次移动间距为4m。

测量电极间的距离为4m。

通过移动测量电极，采集隧道周围岩石的视电阻率值，即可得到掌子面前方视电阻率相关比值等值线图。

2、长基岭隧道地质条件概况隧道区位于粤北凹褶束-韶关凹褶中的天门坳隆起区，地层复杂，断裂发育。

地质调绘显示，该隧道共发育和穿过13条断层，其走向为北北东向和北东向，南北向。

另外，隧道随处地层岩性复杂，构造复杂，岩溶发育，断层发育，地质条件极其复杂。

本次探测段所处的地层属于区域强岩溶段，小管道状岩溶泉，垂向分带为季节性变化带岩溶水，横向分带为补给径流区，在ZK91+100处见一处季节性岩溶泉，出露高程为301m处的洼地中，雨季流量5～20L/S，旱季斷流，长年不干。

该里程段物探勘测为3条断层，且三条断层均与隧道相交，切过沟系，极可能成为导水通道。

另CSA7ZK5钻孔稳定水位位于高程313.71m、CSA7ZK4钻孔位于孔深99.6m处涌水，即标高为206m，说明在此高程处存在岩溶通道压力水，水一直上升至孔口溢出，因此，隧道开挖至该断层处时，将出现渗水或突水的可能性极大。

3、探测结果及分析3.1高密度直流电法探测结果及分析通过洞内仪器探测，数据传输，解译，整理成图，ZK90+975～ZK91+015段的探测结果见图1。

图1 ZK90+975～ZK91+015段探测结果从上面的探测结果中可以看到，此次三级法超前探测反映掌子面前方距离为0～40m，视电阻率相关比值在低区域反映为蓝色，在高阻区域反映为红色，过渡颜色为黄色。

地电学/电法勘探实验实习指导书 肖宏跃 编写成都理工大学信息工程学院2010．03地电学/电法勘探（简称电法）是利用地壳中多种岩石、矿石电学性质间之 差异来实现地质目标的。

它是基于观测和研究电场（天然存在的或人工形成的） 空间和时间分布规律以勘查地质构造和寻找有用矿产的一类勘探方法。

依照“理论指导实践，实践提升理论”的教学理念，教学实验实习是巩固理 论知识和培养学生动手能力的重要的、不可缺少的实践性教学环节，通过实验实 习能使同学们得到理论联系实际和野外处理实际电法问题的锻练， 同时树立团队 协作精神，并培养自己的组织和管理能力。

电法勘探实验指导书本电法勘探实验指导书对应的实验课时为20 学时，共10次实验。

电法勘探 实验一(2学时)一、实验目的熟悉电法勘探的常用仪器。

二、主要内容掌握采用 WDJD—3多功能数字直流激电仪测量常规电法，及与PDL—60 及 WDZJ—3 多路电极转换器构成高密度电法测量系统的操作和使用方法。

三、仪器操作仪器操作说明见附录一及附录二。

电法勘探原理 实验二(2学时)一、实验目的掌握中间梯度法的测量方法及资料解释。

二、主要内容矩形装置（中间梯度），MN 位于 AB 中间的三分之一至二分之一地段进行 测量，这种排列实用于观察所要探测的相对于地表一定深度的电阻率变化，而不 需要移动供电电极， 原点O选择在 AB的中间， 测量时要设置a=AB／2和 b=MN ／2 的参数，X 设置为 MN 中点到 o 点的距离（+或­），Y 设置为 MN 与供电电 极 AB 的平行距离（Y 在 AB/6 范围内，+或­，MN 与 AB 在同一条测线上时 Y 设为0）。

如图1YOy M NXA O x B目标体图 1 中间梯度装置示意图本次实验参数设置：AB=110cm MN=4cm 点距=2cm实验记录格式：点号 K值 Xrs 12…三、实验要求：1、绘制剖面曲线图：建立坐标轴，根据记录的 X 坐标值，在对应的位置点r ，然后再将每个点用点画线连接并对该剖面图进行解释。