矿井瞬变电磁法理论与技术研究(杨海燕,岳建华著)思维导图

瞬变电磁法在钻井探测中的应用王丽红，肖宏跃，卜 璐，贺 月（成都理工大学地球物理学院，四川　成都　６１００５９）摘 要：该文介绍了瞬变电磁法（ＴＥＭ）的基本原理及其在钻井探测中的应用。

通过工程实例的说明，证实了瞬变电磁法是一种快速，有效的矿山地质物探方法。

由于其穿透能力强、分层能力强、受随机干扰小、信息丰富、分辨率较高、探测深度深等特点，使其在矿井深部地区的探测中得到了广泛的应用。

关键词：瞬变电磁法（ＴＥＭ）；钻井探测；地质勘查中图分类号：Ｐ６３１．３２５　文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）１６－０１８３－２Application of Transient Electromagnetic Method in Drilling ExplorationWANG Li-hong, XIAO Hong-yue, BU Lu, HE Yue（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，　Ｃｈｅｎｇｄｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００５９，　Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　（ＴＥＭ）　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ．　Ｔｈｅ　ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｅｘａｍｐｌｅｓ　ｐｒｏｖｅｓ　ｔｈａｔ　ＴＥＭ　ｉｓ　ａ　ｆａｓｔ　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｍｉｎｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ．　Ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｓｔｒｏｎｇ　ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ　ａｂｉｌｉｔｙ，　ｓｔｒｏｎｇ　ｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｂｉｌｉｔｙ，　ｓｍａｌｌ　ｒａｎｄｏｍ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，　ｒｉｃｈ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，　ｈｉｇｈ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｅｐ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｄｅｐｔｈ，　ｉｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｄｅｅｐ　ｍｉｎｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ．Keywords: Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　（ＴＥＭ）；　Ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ；　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ矿山地质勘探与工程施工中经常会遇见不良地质现象[1]。

矿井瞬变电磁技术的研究作者：安又新来源：《中国科技博览》2014年第36期[摘要]论述了矿井瞬变电磁法相关理论基础，指出了矿井瞬变电磁法的特点，结合实践说明矿井瞬变电磁法是一种有着良好应用前景的探测技术。

[关键词]矿井瞬变电磁技术；水文地质中图分类号：TD163 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0104-01引言目前，煤矿常用的物探方法主要有直流电法、无线电波透视法、矿井瞬变电磁法等，而矿井瞬变电磁法有体积效应小、方向性强、对低阻异常体反应灵敏等优点。

1 矿井瞬变电磁法资料解释所遵循的原则一般情况下，在时深转换之后，可绘制视电阻率-深度的等值线图：以测点为横坐标，探测深度为纵坐标，视电阻率为所记录的数据。

只要数据在处理时候比较准确，则绘制的图形就能够很直观地描述出岩层的视电阻率变化特征，再结合探测区的地质特征就可以判断出异常体（包括形态、埋深、走向等）。

话说如此，但是怎样判断异常体，也就是说怎样判断区分背景场以及所谓的异常则需要遵循一定的原则。

如若不然判断异常体就成了一纸空谈，所以需要先判断背景值和异常值才能最后划分出异常区域。

确定背景值需要先选择背景值良好区域进行测量。

根据长期积累的经验一般选择厚度均匀，构造不发育，没有电磁性的区域。

这样才能体现出瞬变电磁技术的特点：响应衰减快、规律性好以及变化趋势比较平缓。

在无法达到理想情况下，首先考虑选择各种噪声比较小的区域，尽量避开各种干扰，例如大型金属物、通电设备以及减少人为活动等等。

在选择较好的区域测量后，保证背景值的平稳，在数据处理结果得到之后就需要根据图件确定背景值了。

这里可结合多种方法判断并确定背景值：分析多测道图确定背景值；观察曲线的衰减程度确定背景值。

当曲线比较复杂时，应结合测区原有地质资料确定背景，如果该区的地质条件也比较复杂，可以考虑分区确定不同的背景值，就是说不同区域确定不同的背景值，将问题细化，逐个解决。

地质勘探G eological prospecting瞬变电磁法在矿山采空区勘探中的应用马 强（甘肃煤田地质局一四六队，甘肃　平凉　７４４０００）摘 要：随着科学技术的逐渐发展，瞬变电磁法在矿山勘探作业中发挥了越来越重要的作用。

尤其是在对矿山采空区进行勘察时，能够有效其地质缺陷，高效快速的对其进行测量和勘测，且在具体的操作中，其测量成果分辨率比较高，而且可以一次布线、多次测量，对低阻地质体的反应较为灵敏，对外界干扰因素的抵抗能力较强。

因此，强化对瞬变电磁法在矿山采空区勘探作业的应用探究具有重要的实践意义。

本文主要以黄土高原某矿山的采空区勘查工程为例，阐述了瞬变电磁法在矿山采空区勘探作业中的应用的效果。

关键词：瞬变电磁法；矿山；采空区；勘探；应用中图分类号：Ｐ６３１．３２５　文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０６－０１０９－２Application of transient electromagnetic method in mine goaf explorationMA Qiang（Ｎｏ．１４６　ｔｅａｍ　ｏｆ　Ｇａｎｓｕ　Ｃｏａｌｆｉｅｌｄ　Ｇｅｏｌｏｇｙ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｐｉｎｇｌｉａｎｇ　７４４０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract:　Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｇｒａｄｕａｌ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　ｐｌａｙｓ　ａｎ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｍｉｎｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ．　Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｅ　ｇｏａｆ，　ｉｔ　ｃａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｄｅｔｅｃｔ　ｉｔｓ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄｅｆｅｃｔｓ，　ｍｅａｓｕｒｅ　ａｎｄ　ｓｕｒｖｅｙ　ｉｔ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ　ａｎｄ　ｑｕｉｃｋｌｙ，　ａｎｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，　ｉｔｓ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｈａｖｅ　ｈｉｇｈ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，　ａｎｄ　ｃａｎ　ｂｅ　ｗｉｒｅｄ　ｏｎｃｅ　ａｎｄ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｍａｎｙ　ｔｉｍｅｓ．　Ｉｔ　ｉｓ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｂｏｄｙ，　ａｎｄ　ｈａｓ　ｓｔｒｏｎｇ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｔｏ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒｓ．　Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　ｉｔ　ｉｓ　ｏｆ　ｇｒｅａｔ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｔｏ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｇｏａｆ．　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｍａｉｎｌｙ　ｔａｋｅｓ　ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｏｆ　ｇｏａｆ　ｉｎ　ａ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｌｏｅｓｓ　Ｐｌａｔｅａｕ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ，　ａｎｄ　ｅｘｐｏｕｎｄｓ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｏａｆ．Keywords: ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ；　ｍｉｎｅ；　ｇｏａｆ；　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ；　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ能源是社会经济发展的重要动力，强化对多种能源的勘察和开发是经济发展的必然需求。

江苏地质,28(4),238—242,2004文章编号:1003-6474(2004)04-05矿井瞬变电磁法探测井下工作面顶、底板的含水构造丛茂祥,张爱印,张利芳 (中国矿业大学资源学院,江苏徐州221008)摘要:将地面瞬变电磁法应用于煤矿井下,探测矿井下采煤工作面顶、底板的含水构造。

对矿井瞬变电磁法的基础理论进行了分析,对矿井瞬变电磁法探测工作面顶、底板的含水构造应用技术进行了系统研究。

关键词:矿井;瞬变电磁法;顶板;底板;含水构造中图分类号:P319 文献标识码:A收稿日期:2003-11-27;编辑:齐运铎作者简介:丛茂祥(1980—),男,江苏泰州人,中国矿业大学资源学院硕士研究生.0　前　言工作面内顶、底板岩层发育的含水构造,在回采过程中由于地应力的重新分布,隔水层的破坏,是引起矿井突水灾害的最重大危险因素。

对工作面顶、底板含水构造和掘进巷道前方突水构造的预测,是保证煤矿安全建设和生产的前提,并已引起大水矿的高度重视。

鉴于目前煤矿突水事件的多发性,必须寻求一测方法。

我们看到瞬变电磁法存在着很多其他物探方法所不能比拟的优点,因此如何把瞬变电磁法应用于井下探测是目前急于解决的一个问题。

通过选择合适的装置形式,应用瞬变电磁法探测井下工作面顶、底板的含水构造。

1　矿井瞬变电磁法原理瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method )或称时间域电磁法(Time Domain Electro 2magnetic Method ),简称TEM 或TDEM ,它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲电磁场,在一次脉冲电磁场间歇期间,利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。

地面瞬变电磁法勘探与其他物探方法相比具有体积小、工作效率高、纵横向分辨率高和对低阻反应灵敏等优点。

根据有关矿井直流电法理论和技术的思路和实践经验,将地面瞬变电磁法应用于矿井下,采用多匝数、小回线组合装置进行探测矿井不同位置含水构造,从理论上分析,不仅具有比地面瞬变电磁法分辨率高(回线边长为2m 左右)、体积效应小、旁侧影响小、测量快速和轻便等优点,同时可以弥补井下直流电法勘探无法探测的矿井地质问题,如巷道长度有限或短巷道内探测工作面顶、底板含水构造、巷道超前探测等。

矿井瞬变电磁探测技术与应用岳建华，姜志海（中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州２２１００８）［摘要］扼要介绍了矿井瞬变电磁法的发展背景、技术特点、井下施工的装置形式，论述了矿井瞬变电磁法相关理论基础，指出了矿井瞬变电磁法的特点，结合实践说明矿井瞬变电磁法是一种有着良好应用前景的探测技术。

［关键词］矿井瞬变电磁法；磁偶源；全空间［中图分类号］Ｐ６３１．３＋２５［文献标识码］Ａ［文章编号］１６７２!９９４３（２００６）０５!００７２!０４０引言地质勘查是煤矿水害和煤与瓦斯突出灾害防治工作的第一步。

只有准确查明诱发灾害事故的地质因素，掌握和控制地质构造并探明水、瓦斯富集区和地应力集中区的情况，才有可能超前采取措施进行治理，从而避免或减少煤矿灾害事故的发生。

目前，我国上百个煤矿开展过矿井直流电法勘探工作，取得了良好的应用效果，但当遇到巷道掘进头超前探测，破碎顶板电极接地困难，巷道极短造成的直流电法难以组织有效施工等问题时，矿井直流电法勘探有其局限性。

为此，中国矿业大学资源学院地球探测与信息技术系将瞬变电磁法引入井下［１］，在东部矿区十多对矿井开展了矿井瞬变电磁法的试验、应用工作，中国科学院地质与地球物理研究所白登海［２］等也进行了此类研究。

１瞬变电磁理论发展现状目前矿井瞬变电磁法应用借鉴的均是地面瞬变电磁法的基本理论，尚未形成自己的理论体系。

对于地面瞬变电磁法，西方研究比较完善［３］。

在一维层状方面，Ｗａｉｔ给出了均匀层状大地研究理论，Ｈ．Ｆ．Ｍｏｒｒｉｓｉｏｎ提出了层状半空间瞬变电磁场定量解释方法，１９８１年，Ｒａｉｃｈ和Ｓｐｉｅｓ给出了适合于延时、电导率和层深改变的二层均匀大地的理论曲线；１９７９年，Ｍ．Ｎ．Ｎａｂｉｇｈｉａｎ提出了用作解释与反演的“烟圈”理论，１９８２年Ｒｉｇｈｔ提出用Ｇａｖｅｒ－ｓｔｅｈｆｅｓｔ算法进行反演，比用傅里叶变换进行反演更为有效，更为稳定，１９８５年Ｒａｉｃｈｅ提出用共框ＴＥＭ测深数据和对称四极电阻率测深数据进行联合反演。

收稿日期：２０１８?０６?０５作者简介：张晓岩（１９８６－），男，山西运城人，助理工程师，从事地质勘探与测量工作。

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２７９８．２０１８．０９．０１１矿井瞬变电磁法在井下掘进工作面探测中的应用张晓岩（潞安集团古城煤矿建设管理处，山西长治　０４６１００）摘　要：利用ＰＲＯＴＥＭ４７ＣＭ矿井瞬变电磁仪对某矿井下的掘进头进行了探测，经过数据处理及分析解释，最终探测出了低阻富水区域，为巷道安全掘进提供了技术保障。

关键词：ＰＲＯＴＥＭ４７ＣＭ瞬变电磁仪；掘进工作面；富水区中图分类号：ＴＤ１６６；Ｐ６３１．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００５?２７９８（２０１８）０９?００３１?０２１　矿井瞬变电磁原理矿井瞬变电磁法通过不接地发射回线向探测异常体发射脉冲式的一次电磁场，然后用接收线圈观测发射的脉冲电磁场感应出的地下涡流产生的二次电磁场信息，进而推断勘探范围内的地质信息与积水分布情况［１－５］。

给发射线圈供以阶跃脉冲电流，就会在回线周围空间介质中建立起相对稳定的磁场分布；断开电流一次电磁场的急剧衰减先传播到发射回线周边的巷道顶、底板和侧帮，在发射电流关断瞬间，环状线电流贴近发射回线，与发射回线的形状非常接近，该电流环随时间推移对外扩散并变形为圆电流环［６－１０］。

等效电流环就像从发射线圈中吹出来的“烟圈”，电流向外扩散的进程形象的称为“烟圈效应”（如图１所示）。

图１　矿井瞬变电磁发射时的“烟圈效应”示意２　探测施工方案某矿井田范围内含煤的地层有二叠系下统山西组以及石炭系上统太原组，煤层厚度２１．８８ｍ；为了保证煤矿巷道内的安全掘进，提前预防水灾或者水患事故发生，需查清掘进巷道迎头顶板、顺层及底板富水性情况，同时划定出探测区域的低阻充水异常。

２．１　数据采集依据矿井瞬变电磁法原理，结合施工的条件限制（比如金属护网等）选取试验后的参数进行原始数据采集。

根据“烟圈效应”理论，采用ＰＲＯ ＴＥＭ４７ＣＭ仪器在巷道迎头位置进行探测，探测时线框法线方向平行于探测方向，线框法线与巷道方向的夹角分别偏左右各８０°范围内每１０°采集数据，本次探测了仰角４５°、俯角４５°及顺层方向共３个剖面。

用思维导图学习高中物理电磁学1. 引言1.1 电磁学的重要性电磁学是物理学中重要的一个分支，研究电荷和电流之间的相互作用以及由此产生的电场和磁场。

电磁学的重要性不仅体现在理论研究上，更体现在实际应用中。

无论是现代通讯技术、电力系统、医疗设备还是科学研究，都离不开电磁学的知识。

手机的电磁波技术、电动汽车的电磁感应技术等都是电磁学的应用。

电磁学的重要性还体现在其对其他学科的影响。

在物理学中，电磁学与光学、热学等学科有着密切的联系，共同构成了物理学的基础知识体系。

在工程技术领域，电磁学为电子、通信、电力等领域提供了重要的理论支持。

学习电磁学不仅可以帮助我们理解世界的运行规律，还可以为将来的科研和工作打下坚实的基础。

电磁学的重要性不可忽视。

通过学习电磁学，我们可以更好地理解现实世界中的各种电磁现象，提高自己的科学素养和解决实际问题的能力。

掌握电磁学知识是我们必须努力学习的一门重要学科。

【字数：231】1.2 思维导图在学习中的应用思维导图是一种图形化展示信息框架和概念之间关系的工具，在学习中具有很大的应用潜力。

通过绘制思维导图，可以帮助学生更好地理清思路，将知识点有机地串联起来，形成完整的知识体系。

在学习高中物理电磁学时，使用思维导图可以让学生更加直观地理解电磁学的基础概念、公式与定律、电磁感应与电磁波等内容。

通过将这些知识点按照逻辑关系进行组织、归纳和总结，学生可以更加深入地理解电磁学知识，并且能够更快速地记忆和应用这些知识。

思维导图还可以帮助学生更好地进行复习和总结。

在复习时，通过查看思维导图，可以快速回顾各个知识点之间的联系，加深记忆。

思维导图还可以帮助学生在解题时更加迅速地找到解题思路，提高解题效率。

在学习高中物理电磁学的过程中，利用思维导图可以使学习变得更加高效且有趣，有助于提高学习效率、深入理解电磁学知识，激发学习兴趣。

2. 正文2.1 电磁学基础概念电磁学是物理学中重要的一个分支，研究电荷间的相互作用以及电场和磁场的性质。

福建华虹智能科技开发有限公司山东省临沂矿业集团田庄煤矿矿井瞬变电磁法探测技术方案山东省临沂矿业集团田庄煤矿福建华虹智能科技开发有限公司二0一一年四月目录一、简述 (2)二、矿井瞬变电磁法基本理论及探测方法 (2)2.1、基本原理 (3)2.2、矿井瞬变电磁法特点 (5)2.3、矿井瞬变电磁法探测方向设计 (6)2.4、仪器 (8)三、现场探测布置 (8)3.1、测区1 (8)3.1.1测区（四采煤1集运巷）工程概况 (8)3.1.2四采煤1集运巷现场测点布置： (9)3.1.3采集参数设置： (9)3.2、测区2 (10)3.2.1测区2工程概况 (10)3.2.2、测区2现场测点布置： (11)3.2.3采集参数设置： (11)四、需矿方协作事宜： (11)五、报告提交 (12)一、简述临沂矿业集团田庄煤矿现主采煤层位16上煤,本次探测的8602工作面开采煤层也是属于16上煤，16上煤到十四灰平均间距34.96m，奥灰至16上煤底的平均间距为49.57m，十四灰及奥灰水的富水性强，对16上煤的开采的危险很大；为了满足8602工作面回采工作安全高效的进行，及做好田庄煤矿防治水工作，由临沂矿业集团田庄煤矿和福建华虹智能科技开发有限公司共同实施本次针对8602工作面底板富水性的探测项目。

二、矿井瞬变电磁法基本理论及探测方法瞬变电磁法或称时间域电磁法(Time domain electromagnetic methods)，简称TEM，它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲电磁场，在一次脉冲电磁场间歇期间，利用不接地线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。

其基本工作方法是：于地面或井下设置通以一定波形电流的发射线圈，从而在其周围空间产生一次磁场，并在地下导电岩矿体中产生感应电流。

断电后，感应电流由于热损耗而随时间衰减。

衰减过程一般分为早、中和晚期。

早期的电磁场相当于频率域中的高频成分，衰减快，趋肤深度小; 而晚期成分则相当于频率域中的低频成分，衰减慢，趋肤深度大。

矿井瞬变电磁法探测在煤矿中的应用探讨了矿井瞬变电磁法探测技术在查明巷道迎头前方采空区、断层裂隙以及陷落柱的富水性时的应用。

由实例分析可知，该法效果显著，为煤矿安全开采提供了依据。

标签：矿井瞬变电磁法；采空区；断层裂隙1 前言众所周知，煤炭在我国能源利用中占主要地位，但在煤矿生产中，事故的发生率也十分高，因此在煤矿开采前，探明煤矿开采区的富（含）水性对于能否安全生产具有重要的意义。

近年来，矿井瞬变电磁探测在煤矿生产中利用的越来越多，它主要利用瞬变电磁场的全空间效应。

一般情况下，煤层相对于其它岩性地层具有相对高阻的特征，易于电磁波的通过，因此接收的信号能反映周围全空间的岩石电性特征。

矿井瞬变电磁探测具有对地下介质电阻率变化进行精确勘探的优越性，受地形影响小，穿透低阻覆盖层的能力强，探测深度大，目前，该方法已广泛应用于进行煤层顶、底板含水性评价、煤层陷落柱、断层及裂隙发育带的导水性含水性评价等勘探，从而为巷道的安全掘进提供详细的地质资料，为煤矿安全生产提供依据。

2 矿井瞬变电磁法应用原理及工作装置瞬变电磁法（TEM）是基于地层存在的电性差异，利用不接地回线向地下发送一次脉冲电磁场，用不接地线圈观测二次涡流磁场或电场进行勘探的方法，以此研究测区地电层结构，寻找地下低阻目标体。

瞬变电磁法（TEM）主要是根据目的层与围岩物性差异的大小来决定勘探方法的可行性。

我们都知道，一般情况下，在横向上，沉积地层的电性是均一的或变化不大。

当存在富水性的断层構造或其它良导电地质体时（如断层破碎带富水、裂隙、陷落柱等）时，水的流动性及电离作用，会导致电阻率呈现低阻特征，电阻率将会明显低于围岩的电阻率，这为利用TEM探测导水断裂及通道提供了条件。

矿井矿井瞬变电磁法经常使用的工作装置形式主要有重叠回线和偶极-偶极两种。

其装置类型和参数的选择主要受目的物的特性、地质环境及电磁噪声干扰等因素的影响。

测点间距一般在2～20m之间；回线边长大小和回线匝数可根据探测任务的要求和井下实际人文设施情况合理选择。

工 程 技 术80科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI:10.16661/j.c n k i.1672-3791.2017.25.080星村煤矿瞬变电磁物探解译实例剖析①张旭 王丛山 杜习成(山东省天安矿业集团有限公司星村煤矿 山东曲阜 273100)摘 要:星村煤矿地质条件相对复杂,为确保井下安全生产,采用YCS200矿用本安型瞬变电磁仪,对七采区轨道巷进行探测预报,解译结果表明,在探测范围内无明显低阻异常,保证了在可控情况下的安全掘进。

实施探测的环境尽量选择无金属物体分布,以保障探测准确度,为矿领导制定合理的对策措施提供依据。

关键词:星村煤矿 瞬变电磁 物探解译中图分类号:P631.325文献标识码:A文章编号:1672-3791(2017)09(a)-0080-02星村煤矿因受大地构造影响,开采标高较深,且矿区综合水文地质情况较复杂。

为了保证矿井安全生产,煤矿领导一直坚持“有疑必探,先探后掘”的原则,多次采用瞬变电磁法物探对井巷进行探测解译,获得了较好的预测预报成果。

1 地质概况星村煤矿地处华北地台鲁西南坳陷济宁地堑的东部,为全隐蔽式华北型石炭-二叠系含煤地层区(林中月,2012)。

矿井设计年生产能力90万t,开采标高-1000～-1200m,主要含煤地层为山西组、太原组,主采煤层3煤,煤层平均厚度8.0m。

主要含水层自上而下包括:第四系下组砂砾层孔隙承压水,侏罗系砂岩孔隙裂隙水,山西组3煤层顶板砂岩裂隙承压水,太原组三灰、十下灰及十四灰岩溶裂隙承压水,奥陶系石灰岩岩溶裂隙承压水①《山东省兖州煤田星村煤矿生产地质报告》,2016年)。

主要水源补给是大气降水和河流水系(泗河等)。

2 瞬变电磁法物探2.1 物探原理与设备参数矿用瞬变电磁法(T E M )主要凭借岩(矿)石导电性与导磁性的差异,利用发射电磁脉冲,获得二次电磁场的空间、时间分布特性(张平松等,2015;胡雄武等,2014;王丛山等,2017),即“烟圈效应”原理。