A M N a M a N B B
A
B
A
M N a
2.5. 方法应用 FDG-A防爆多功能高密度电法仪其方法主要分高密度电 法和普通电法两种， A、高密度电法 高密度电法其主要功能是解决已形成巷道的顶底板剖面 上的含水地质异常体。 B、常规电法（普通电法） 常规电法其主要功能是解决掘进巷道独头前方的含水地 质异常体。
2.1 温纳排列
温纳排列的规律是A、M、N、B四极依次等间距排列， 逐点向前移动。A、B是供电电极，M、N是测量电极， AM=MN=NB。间隔系数n＝1时，AM＝MN＝NB＝a；间隔系数n 逐渐增大，四个电极之间的间距也同时增大，AM＝MN＝NB ＝na。装置系数K=2π a。
2.2 偶极排列 偶极排列的规律是A、B、M、N四极依次排列，逐点向前 移动。A、B是供电电极，M、N是测量电极，AB＝MN＝a。 间隔系数n＝1时，AB＝MN＝a，BM＝a；间隔系数n逐渐 增大，BM电极之间的间距也逐渐增大，AB＝MN＝a，BM＝na。
的电阻率变化和影响因素做一简单介绍。
在煤田电法勘探中，研究的主要对象是沉积岩，如砂页 岩、石灰岩、煤层等，这些沉积岩层其导电方式通常是以 离子导电为主，因此其电阻率很大程度上决定其岩层含水 性情况，如第四系砾岩层在非常干燥的情况下，电阻率
可达数千甚至上万欧姆·米，而当它饱含地下水时，特别 是含有矿化度较高的地下水时，电阻率可降为几十到几个 欧姆·米。因此，在煤田电法工作中，我们将特别重视岩
某些常见岩石电阻率
电阻率（Ω ·m） 2 5 10 ～10 2 5 10 ～10 4 5 10 ～10 2 3 10 ～10 3 10～10 2 10～10 2 10～10 -1 10 ～10 -4 3 10 ～10 2 4 10 ～10 5 10～10 2 5 10 ～10 岩石名称 辉绿岩 玄武岩 辉长岩 砾岩 泥岩 肥煤 褐煤 电阻率（Ω ·m） 2 5 10 ～10 2 5 10 ～10 2 5 10 ～10 4 10～10 2 10～10 2 4 10 ～10 2 10～10
装置系数K=π n(n+1)(n+2)a。
2.3 三极排列 三极排列的布线特点是供电电极A和测量电极MN在测线 上逐点向前移动，而供电电极B布置在无穷远处并与测线垂 直，MN＝a。 间隔系数n＝1时，AM＝a，MN＝a；间隔系数n逐渐增大，
AM电极之间的间距也逐渐增大，AM＝na，MN＝a。装置系数
定电阻率大小的主要因素。 岩石中水溶液的分布状态，是决定该岩石电阻率大小的 因素之一。显然，如果水溶液在岩石中呈分散和不连通的 方式存在，则对岩层电阻率影响较小，而呈互相连通状态
分布时，则对岩层电阻率影响较大，使岩层电阻率大大
降低。岩层中水溶液的电阻率大小，直接影响岩层电阻率的 大小；而其水溶液电阻率大小又与其所含盐类浓度有明显 的关系，含盐浓度大则电阻率显著降低。实验证明，含盐
长补短是提高物探资料解释精度和可靠性的必由之路。随
着勘探技术和电子技术的不断发展，对于现代化矿井，应
不断更新观念，大胆采用新物探技术，进一步提高探测效
果为采掘生产提供更加可靠的地质资料。
谢谢各位 领导专家
欢迎来到重庆！
裂隙发育（如断层附近），并且在地下水和研究岩溶及孔
隙带，断层带的基本前提。 对大多数沉积岩层和变质岩层，如泥岩，片岩，煤系 地层等，它们由很多薄层相互交替组成。这种类型岩层其 电阻率具有明显的方向性，即沿层理方向和垂直层理方向 呈现的导电性是不一样的，在电法勘探中把这种现象称之
为岩石的各向异性。显而易见，根据电阻率、并联道理，
量由每公升千分之几到十分之几克之间变化，水溶液电阻
率可达几百倍的明显变化，因此，岩层在同样含水情况下， 由于所处的水文地质条件的不同，其含盐浓度不一样，则 其岩层电阻率有较大的差别 岩石电阻率与含水孔隙度有明显的关系，一般说，孔隙 度小的岩石，电阻率较高（如岩浆岩，大部分变质岩和沉 积岩中的石灰岩等），常可达数百甚至数千欧姆· 米；而孔
层含水性的研究。
各类岩石中，一般说来，岩浆岩的电阻率较沉积岩高，
而变质岩又多数比岩浆岩高。在沉积岩中，水化学沉积岩
（如石灰岩等）电阻率最高，而泥质，粘土类岩石呈低电 阻反映，砂岩、粉砂岩属中阻岩石，而砾岩或砾石层则电 阻率变化较大。但在一定水文地质条件下，有的变质岩电 阻率也可能和沉积岩相近（如云南某些地区的绿泥石片岩
FDG-A防爆多功能高密度电法仪是以观测视电阻率的变 化为基础，来研究地下不同介质的分布情况的一种物探仪 器设备。现场工作时，一次性布置多根电极，由仪器自动
控制进行电极转换。测量时，仪器通过两供电电极（如A、
U B）向地下供电，由测量电极（如M、N）进行测量。由测量
MN
的电位差和供电电流计算视电阻率，视电阻率的计算公式 如下： PS KUMN
我们可以知道沿层理方向的电阻率ρ t（称纵向电阻率）， 要比垂直层理方向的电阻率ρ n（称横向电阻率）要低，即 ρ n>ρ t。在电法勘探中，为描述岩石的各向异性大小，通 常用各向异性系数λ 来表示：
n t 1
在自然界里，同种岩石由于所处的环境的差异，因而各向 异性系数λ也不是一个固定数值，常在某一范围内变化。如 煤系地层通常是由砂页岩，煤层交替组成，各向异性是显
等），有的岩浆岩电阻率也呈低阻反映（如某些有大
量气泡状和杏仁状结构的玄武岩）某些高阻岩石风化后有 时也呈低电阻反映。 理论和实践证明，各种沉积岩层电阻率大小与其含水性 有密切的关系，同时还决定水中含盐浓度（各种天然状态 下的水的电阻率大小见表）。因此，岩层中含水量多少，
以及水溶液的含水浓度及其在岩层中存在的状态便成为决
a、矿井地下水勘探、超前地下水探测、工作面底板透水探 测;
b、水文工程、堤坝隐患和渗漏探测; c、工程地质勘查（岩溶、滑坡等）; d、洞体探测、考古工作等. 5、探测成果图
普通电法超前探测结果
图 一
高密度探测成果图 图 一
图 二
6、较同类产品的优势与劣势 FDG-A防爆高密度电法探测系统是目前国内唯一集高密 度电法、常规电法、超前探测方法于一体的防爆型仪器。
隙度大渗透性小的岩石（如黄土,粘土,各种泥岩等），
表1
名称 雨水 电阻率 ·m） >100 （Ω
几种水的电阻率
潜水 <100 海水 -1 0 10 ～10 矿井水 0 10
河水 1 2 10 ～10
表2
岩类 岩浆岩 岩石名称 花岗岩 正长岩 闪长岩 石灰岩 砂岩 粉砂岩 亚粘土 粘土 无烟煤 片麻岩 石英岩 大理岩
2.5中间梯度法 中间梯度排列的规律是A、M、N、B四极依次排列，供 电电极A、B的距离取得很大，且固定不动，测量电极M、N 在其中间1/3地段逐点测量，记录点取在MN的中点， MN＝a。AM为供电电极A到测量电极的距离，BN为供电
电极B到测量电极N的距离，AM和BN随MN的移动会有所变化，
但MN始终为a，AM+a+BN=AB。
著的。在电法工作中必须考虑它的影响，否则会造成解释
上的误差。
1.3 工作原理 工作原理直流电法勘探通常是通过一对接地电极A、B 把电流供入大地，而通过另一对接地电极M、N观测岩石电
阻率所必需的电位或电位差信息。用电极M、N间的电流I和
电位差Δ UMN值（如下图所示），计算出视电阻率值ρ s， 是基于电阻率差异来探测目标。
是第一台防爆多功能高密度电法仪。
7、总结 井下物探原始数据作为现场第一手资料，其真实性和完整 性直接关系到后期的数据处理结果，因此现场数据的采集 是矿井物探中最为关键的一个环节，如在此环节出现问题，
比如现场数据采集过程中环境干扰因素太多，不满足采集
条件，即便数据采集到，而后的处理结果可能与实际地质 构造的性质及位置有较大差异，从而失去实际指导意义。 为保证原始数据采集
/I
这里： MN 是MN电极间电位差； U I—是AB线路中供电电流强度； AM、AN、BM、BN—为电极间距。
这样，通过测量、分析视电阻率的相对变化可以推断介质
电性变化情况。 2 主要工作方法 高密度电法的工作方法主要有：温纳α 、温纳β 、温 纳γ 、偶极、二极、三极、对称四极等电极排列装置，也 可以根据用户需要定制电极排列装置；
岩土工程物探研究所 FDG-A防爆多功能高密度电法仪
汇报人：曹吉胜
煤炭科学研究总院重庆研究院
1、系统结构及工作原理 1.1 仪器构成 由主机、高压电源箱、电缆、铜电极、充电器等部分组成 （如下图所示）。
1.2
岩石电阻率 在电法勘探中，岩层（或岩石）电性差异是进行电法工 作的物理前提，即在直流电法中，主要是借助于研究岩层 （或岩石）电阻率的差异来解决各种地质问题的。这里主 要对岩层电阻率，特别是煤田上经常遇到的各种沉积岩层
K=2π n(n+1)a。
2.4 对称四极 对称四极排列的规律是A、M、N、B四极依次排列，逐 点向前移动。A、B是供电电极，M、N是测量电极，MN＝a。 间隔系数n＝1时，AM＝NB＝a，MN＝a；间隔系数n逐渐 增大，AM和NB电极之间的间距也逐渐增大，AM＝NB＝na，
MN＝a。装置系数K=π n(n+1)a。
沉积岩
变质岩
板岩
10～10
3
其电阻率较低，有几到几十欧姆·米的变化；对于孔隙度大 而渗透性强的岩石（如砾岩，砂岩，砾石层等）其电阻率 则随水文地质条件的不同而有较大的变化范围。当它们饱
含矿化度高的地下水时，电阻率只有几十甚至几个欧
姆·米；当它们十分干燥时，则电阻率可以达几百甚至几 千欧姆·米。 岩层电阻率与岩石的裂隙率，岩溶发育程度有较大的关 系。如果在可溶性岩石分布地区（如石灰岩地区），由于 岩溶十分发育，且岩溶位于地下水面以下，则岩溶发育地 段的岩层电阻率出现区域性降低。对于固结岩石来说，当