18-a3-刘明伟-瞬变电磁法在隧道超前探测水害中的应用--刘明伟.ppt [兼容模式]

建材发展导向2019年第18期瞬变电磁法在隧道超前地质预报中的应用邓普罗昊（四川金通工程试验检测有限公司，四川成都610000）摘要：瞬变电磁法对低阻体(水体)具有极高的敏感度,所以将其应用于隧道含水不良地质体的超前预报中定会有很好的发展前景。

通过对西南地区某隧道进行实地探测,通过对所探测数据的解释分析和比对地质资料表明:瞬变电磁法在隧道含水不良地质体具有的超前预报应用中有很好的效果。

关键词：电磁;布置在我国西部,在经过长达多年的隧道施工建设中,隧道的掘进、衬砌支护等技术已经有了很成熟的发展。

如今,隧道工程建设的主要问题已经转变为工程地质的问题,无论是在设计、施工、造价、工期等都受到地质条件的制约。

不良地质条件,尤其是在施工开挖阶段所遇到的如涌水、突泥等工程地质问题异常复杂,稍有不慎就会造成生命财产安全,因此,隧道不良地质体的超前预报显得尤为重要。

1瞬变电磁法基本原理瞬变电磁法的激励场源主要有两种,一种是回线形式(或载流线圈)的磁源,另一种是接地电极形式的电流源。

下面以均匀大地的瞬变电磁响应为例,来讨论回线形式磁偶源激发的瞬变电磁场,从而阐述瞬变电磁法测深的基本理论。

在导电率为σ、导磁率为μ的均匀各向同性大地表面敷设面积为S 的矩形发射回线在回线中供以阶跃脉冲电流I (t )=I t <00t ≥0{(1)在电流断开之前(t <0时),发射电流在回线周围的大地和空间中建立起一个稳定的磁场;在t =0时刻,将电流突然断开,由该电流产生的磁场也立即消失。

一次磁场的这一剧烈变化通过空气和地下导电介质传至回线周围的大地中,并在大地中激发出感应电流以维持发射电流断开之前存在的磁场、使空间的磁场不会即刻消失。

由于介质的欧姆损耗,这一感应电流将迅速衰减,由它产生的磁场也随之迅速衰减,这种迅速衰减的磁场又在其周围的地下介质中感应出新的强度更弱的涡流。

这一过程继续下去,直至大地的欧姆损耗将磁场能量消耗完毕为止。

瞬变电磁法在隧道围岩含水超前探测中的实际应用及影响因素探讨发布时间：2021-04-12T02:06:30.427Z 来源：《防护工程》2021年2期作者：李先延1 李明跃2 赵欢2 闫文佳2 [导读] 本文主要论述了瞬变电磁法对隧道围岩含水超前探测结果的有效性，并总结了影响隧道围岩含水超前探测效果的主要因素。

1.云南保泸高速公路有限公司云南昆明 650051；2.云南云岭高速公路工程咨询有限公司云南昆明 650051摘要：本文主要论述了瞬变电磁法对隧道围岩含水超前探测结果的有效性，并总结了影响隧道围岩含水超前探测效果的主要因素。

通过连续对隧道围岩含水探测的实例证明瞬变电磁法可以解决隧道围岩含水探测的相关需求，并对后续隧道围岩含水探测工作提供了很好的适用方法。

关键词：瞬变电磁法；隧道围岩；含水探测；工作原理；影响因素随着云南省高速公路的快速发展建设，为了跨越山岭满足路线线形要求，深埋特长隧道不断涌现。

云南省地质条件复杂，深埋隧道受地层岩性、地质构造等因素控制，在岩体破碎、断裂构造复杂区域围岩坍塌、涌水、突泥等灾害频发，施工难度不断剧增。

如何及时准确地超前探测隧道地下水已是当前隧道施工的主要攻坚难题，隧道围岩含水超前探测的重要性和作用显著提高。

老营特长隧道作为云南保泸高速公路的控制性工程，隧址区地质构造复杂，穿越多条区域性断裂，分布有松散岩类孔隙水、碎屑岩裂隙水和碳酸盐类裂隙岩溶水，富水性受岩性、构造、地貌等因素综合控制，隧道区工程地质条件和水文地质条件复杂。

采用瞬变电磁法对隧道围岩含水超前探测预报，能够有效降低和避免隧道施工过程中涌水、突泥等地质灾害，降低事故率，确保安全施工。

1 隧道概况老营隧道为保泸高速公路的控制重难点工程，为分离式隧道，右幅起点K1+435，终点K12+955，右幅隧道长11520m，最大埋深1255.01m；左幅起点K1+550，终点K12+980，左幅隧道长11430m，最大埋深1259.03m。

瞬变电磁法（ TEM）在高速公路隧道围岩含水超前探测中的应用摘要：瞬变电磁法测深是以电阻率的差异来区分岩性及构造体并根据电阻率值的大小以及在地下的展布形式来识别地下地质体的空间分布和性质的一种物探方法[1]。

本文采用瞬变电磁法对云南某高速公路隧道一端掌子面前方及周边围岩含水情况开展超前探测，分析掌子面前方岩体结构地下水的分布特征。

关键词：瞬变电磁法；超前探测；裂隙水；高速公路隧道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。

图1为其基本工作方法：于边墙或掌子面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[2]。

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。

通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律，可得到不同深度的地电特征。

影响电阻率的主要因素有矿物成分、岩石的结构、构造及含水情况等。

根据经验统计和工区地球物理的反演结果分析，得出测区内各地层的电阻率值。

不同地层的电性分布具有一定规律：煤层电阻率值相对较高，砂岩次之，粘土岩类最低。

由于地层的沉积序列比较清晰，在原生地层状态下，其导电性特征在纵向上固定的变化规律，而在横向上相对比较均一。

当存在构造破碎带时，如果构造不含水，则其导电性较差，局部电阻率值增高；如果构造含水，由于其导电性好，相当于存在局部低电阻率值地质体，从而有效判别区域含水程度[3]。

图1瞬变电磁法工作原理1.工况概况云南某高速公路隧道进口端、出口端经调查地下水类型主要为基岩裂隙水，赋存与岩体裂隙中，地下水仅沿其细小的层间裂隙、岩体节理运动，主要受大气降水补给，并受岩石完整性及裂隙开启程度制约，水量一般较贫乏，呈脉状、现状排泄。

瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用
瞬变电磁技术（Transient Electromagnetic, TEM）是一种利用电磁场探测地下信息的无损探测方法。

其原理是通过测量电磁场的变化，获取地下介质的电磁响应。

瞬变电磁技术具有快速、高效、非破坏性等优点，在地质灾害预测和矿井水害预测中具有广泛的应用前景。

矿井水害是指矿井中因地下水突然涌入矿井导致的灾害。

经常发生在采矿或施工过程中，给井下作业人员的生命安全和矿井设备的正常运转带来严重威胁。

及时准确地预测矿井水害的发生，对于保证矿井的安全生产至关重要。

1. 水文地质勘探：利用瞬变电磁技术可以获取地下水埋深、水位、水压及水化学特征等信息，判断地下水流的分布情况和方向。

通过对矿井周边区域的水文地质勘探，可以预测可能对矿井造成水害的地下水来源和水位变化趋势。

2. 矿井变形监测：瞬变电磁技术可以实时监测矿井的变形情况，包括矿井的沉降、开裂和变形速度等。

通过对矿井的变形监测，可以及时预警矿井的变形情况，为矿井水害的发生提供准确的预测。

3. 矿井裂隙预测：瞬变电磁技术可以提供地下裂隙的位置、长度和分布等信息，对于矿井的稳定性评估和水害风险预测具有重要意义。

通过矿井周边区域的瞬变电磁勘探，可以发现裂隙的分布情况，为矿井水害的防治提供参考依据。

瞬变电磁技术在矿井水害预测中具有广泛的应用前景。

通过瞬变电磁技术可以获取地下水埋深、矿井变形情况、裂隙分布情况以及涌水位置等信息，为矿井水害的预测和防治提供可靠的依据。

瞬变电磁技术在矿井水害预测中还存在一些问题，如复杂地质条件下的数据解释和数据处理等挑战，需要进一步的研究和实践来完善该技术的应用。

第44卷第4期 山西建筑Vol.44No.42 0 1 8 年 2 月 SHANXI ARCHITECTURE Feb.2018 •149 ••桥梁•随道•文章编号：1009-6825 (2018)04-0149-03瞬变电磁法在隧洞富水性超前探测中的应用+王红英崔蓬勃(江苏建筑职业技术学院能源与交通工程学院，江苏徐州221116)摘要:采用瞬变电磁法对新疆克州盖孜水电站引水隧洞K0 +520里程前方导水构造及围岩岩性变化情况进行超前探测。

现场 探测结果表明：隧道掌子面前方围岩富水可能性较大，在开挖过程中涌水量可能较大;在掌子面前方50 m~65 m左右位置，出水 点会转移至隧道底部;出水点在隧道底板中部靠右位置。

现场开挖56 m后程中出水点从拱顶逐渐下移至底板，与探测结果相同，瞬变电磁法对小断面地下隧洞围岩富水性探测具有良好的适用性。

关键词:瞬变电磁法，超前探测，隧洞，富水性中图分类号:U456.3 文献标识码:A1工程概况21世纪以来，随着我国西部大开发的快速推进，许多西部地 区基础设施和能源电站建设迅速崛起。

但西部地区地质构造复 杂，给工程顺利施工带来了较大的难度，甚至引发了一系列工程 事故[1’2]。

为避免开挖施工过程中因地质缺陷引起的塌方和透水 事故，公路隧道设计规范明确规定:工程地质施工过程中遇到不 良地质应坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原 则，采取“防、堵、疏、排、截”的综合治理措施[3]。

其中“先探后 掘”中的探即巷道掘进过程中在迎头利用直接或间接的方法向前 一定范围内进行超前探测，查明前方及其采动影响范围内是否存 在赋含水地质构造、导含水通道、岩溶空洞等，为工程顺利安全施 工提供依据。

国内外工程师和学者采取了一系列方法对隧道前方围岩的 不良地质进行探测，第一种是地球物理探测方法:主要是采用地 震波[4]、电磁波[5’6]、电法等[741]方法对掌子面前方围岩的断层和 富水性进行探测，如T S P、地质雷达、瞬变电磁等。

浅析瞬变电磁法在掘进超前探测中的应用【摘要】瞬变电磁法是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场，从而探测介质电阻率的一种方法。

利用瞬变电磁法可高效、准确地探测掘进巷道工作面前方赋水状态，为矿井的安全生产提供参考依据。

文章对瞬变电磁技术的原理和应用进行了介绍。

【关键词】瞬变电磁法；巷道掘进；超前探测；应用1 瞬变电磁技术的原理瞬变电磁法是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场，从而探测介质电阻率的一种方法。

如图1所示，当发射线圈中电流突然断开后，地下介质中就要激励起二次感应涡流场以维持在断开电流以前存在的磁场。

二次涡流场呈多个层壳的“环带”形，其极大值沿着与发射线圈平面成30°倾角的锥形斜面随着时间的延长向下及向外传播，不同时间到达不同深度和范围。

二次涡流场的表现与地下介质的电性有关。

同类岩层相比，岩层较为完整时电阻率一般相对较高，引起的涡流场较弱；而岩层破碎尤其是富水时电阻率较低，引起的涡流场较强，所以通过观测二次涡流场就可以了解地下介质的电阻率分布情况，进而判断地层岩性和构造特征。

井下瞬变电磁勘探时，接收线圈需位于发射线圈外一定距离（如：10 m）以避开一次场干扰。

井下瞬变电磁勘探时，接收线圈需位于发射线圈外一定距离（如：10 m）以避开一次场干扰。

2 超前探测装置的特点井下瞬变电磁受施工场地的限制，一般利用多匝小线圈进行发射和接收。

掘进工作面超前探测装置兼具瞬变电磁剖面装置方式中同点装置和标准偶极装置的特点。

工作时，发射线圈（Tx）和接收线圈（Rx）框面分别位于前后平行的2个平面内，二者相距一定距离（一般要求大于10 m），接收线圈贴近掌子面放置，探测时轴线相互保持平行并指向目标体。

超前探测装置施工时，往往使发射线圈和接收线圈轴线即探测方向分别对准巷道正前方、正前偏左不同角度、正前偏右不同角度、正前偏上不同角度、正前偏下不同角度等多个方向采集数据，以获得尽可能完整的前方空间信息。

瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用
矿井水害是指因地下水突然涌入矿井导致生产安全事故和矿井生产能力下降的现象。

矿井水害对矿山生产安全和经济效益造成了严重影响，因此预测和监测矿井水害具有重要
意义。

近年来，随着科技的发展，瞬变电磁技术在预测矿井水害中得到了广泛应用。

本文
将介绍瞬变电磁技术以及其在矿井水害预测中的应用。

瞬变电磁技术是一种利用地下电磁场变化来探测地下介质结构的技术。

它通过测量地
下电磁场的瞬时变化，分析地下介质的电导率和磁导率分布，从而获取地下水文地质信息。

瞬变电磁技术具有探测深度大、分辨率高、速度快等优点，已经被广泛应用于地质勘探、
水文地质、矿产资源等领域。

1. 水文地质勘察
瞬变电磁技术可以对矿井周边地下水文地质进行全面、快速的勘察。

通过获取地下水
文地质信息，可以预测周边地下水的分布情况，及时发现可能对矿井产生影响的地下水体，预警可能发生的水害事故。

2. 矿井地质结构勘测
瞬变电磁技术可以对矿井周边地下岩层结构进行高分辨率的勘测。

地下岩层的不同电
导率和磁导率对地下水的运移和积聚具有重要影响，因此通过瞬变电磁技术可以对地下水
运移的路径和范围进行准确预测，为矿井水害的预防和治理提供重要依据。

3. 水害风险评估
利用瞬变电磁技术可以对矿井周边地下水体的特征参数进行获取和分析，据此可以进
行水害风险评估。

通过分析地下水体的电导率、磁导率、含水层厚度等参数，可以对矿井
水害的可能性和危害程度进行科学评估，为制定水害防治方案提供科学依据。

用瞬变电磁法超前探测某煤矿工作面水害
张强;侯懿;张宏伟
【期刊名称】《现代矿业》
【年(卷),期】2017(33)9
【摘要】在矿井施工中水害是一种常见灾害,若治理不当极易引发工作面突水或透水事故,不仅会对工作面正常生产造成影响,同时还会造成人员伤亡和财产损失.瞬变电磁法具有效率高、反应灵敏、分辨能力强等优点,故采用该方法对某煤矿工作面水害进了行超前探测.根据异常区域所在断层的地质特征,将其划分为较强富水异常区域,经钻探验证,该区域存在大量出水现象,可见采用瞬变电磁法对工作面水害进行超前探测可靠性较强.
【总页数】3页(P216-217,220)
【作者】张强;侯懿;张宏伟
【作者单位】河南省煤田地质局物探测量队;河南省煤田地质局物探测量队;河南省煤田地质局物探测量队
【正文语种】中文
【相关文献】
1.瞬变电磁法三维可视化技术在隧道超前探测水害中的应用研究
2.瞬变电磁法在超前探测水害防治中的应用
3.矿井瞬变电磁法在水害超前探测中的应用
4.平煤二矿瞬变电磁法超前探测水害技术应用
5.瞬变电磁法在矿井水害超前探测中的应用
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瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用矿井水害是矿井开采中常见的安全问题之一，其严重程度可能导致生产中断、矿井损失或人员伤亡等不良后果。

因此，预测矿井水害具有重要的意义和价值。

瞬变电磁技术是一种非常有效的工具，可以帮助预测矿井水害。

本文将详细介绍瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用。

瞬变电磁技术是一种基于电磁学原理的非侵入式探测技术，其原理是通过磁场感应电场来探测地下物质的电磁性质。

瞬变电磁技术广泛应用于地下水资源、地质构造、矿产资源等领域中，随着技术的不断发展，其在预测矿井水害中的应用也得到了越来越多的关注。

1. 检测地下水情况地下水是矿井水害的主要因素之一，掌握地下水的分布情况对于事先预测矿井水害具有重要的意义。

瞬变电磁技术可以探测地下电磁性质不同的地层，在矿井周围布设探测仪器，可以快速、准确地探测到地下水的分布情况，确定地下水的上升趋势，为预测矿井水害提供依据。

2. 判断矿井稳定性矿井稳定性是预测矿井水害发生的重要因素之一，矿井结构的稳定性直接影响着矿井工作的安全性和效率。

瞬变电磁技术可以探测矿井周围的矿层结构和物性，判断矿井岩层的稳定性，各区域的断层状况、岩层走向及其变化规律，从而确定矿井的稳定性，为矿井的安全开采提供理论支持。

3. 预测地下水涌流地下水涌流是矿井水害中的严重现象之一，会严重影响到矿井的正常生产和生产安全。

利用瞬变电磁技术可以探测矿井周围地下水的流动情况，监测地下水的水位上升趋势，预测地下水涌流的可能发生时间和地点，采取预防措施，保障矿井的工作安全和生产效率。

总之，瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用可以大大提高矿井开采的安全性和效率。

该技术可以快速、准确地探测地下水分布情况、判断矿井稳定性、预测地下水涌流情况，为防止矿井水害的发生提供科学依据和技术支持。

未来，随着瞬变电磁技术的发展和应用范围的拓展，它在预测矿井水害中的应用前景将越来越广阔。

瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用【摘要】瞬变电磁技术是一种先进的地球物理勘探技术，在矿井水害预测中具有广泛应用前景。

本文从瞬变电磁技术原理介绍、在矿井水文地质勘探中的应用、在水害预测中的优势、案例分析以及未来发展方向等方面对其应用进行了系统探讨。

瞬变电磁技术可实时监测矿井水文地质信息，为水害预测提供了可靠数据支持，具有高效、快速、精准的特点。

通过案例分析，可以看出瞬变电磁技术在预测矿井水害中的准确性和有效性。

未来，随着技术的不断进步和应用场景的扩大，瞬变电磁技术在矿井水害预测中的前景将更加广阔。

瞬变电磁技术在矿业安全领域的重要性不言而喻，其在提高采矿安全、减少矿井水害损失方面的价值不可估量。

【关键词】瞬变电磁技术、预测、矿井水害、应用、原理、地质勘探、优势、案例分析、未来发展方向、前景、重要性、矿业安全领域、价值。

1. 引言1.1 瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用是一种新兴的技术手段，它通过测量矿井地下的电磁场响应，来获取有关地下构造和水文地质情况的信息，从而实现对矿井水害的有效预测和防范。

在矿业生产中，水害是一个常见且严重的问题，不仅会对工人的生命财产安全造成威胁，还会对矿井设备和生产效益造成巨大影响。

利用瞬变电磁技术预测矿井水害具有重要的意义。

瞬变电磁技术通过对地下介质的电磁响应进行快速、准确的测量，可以实时监测矿井地下水流、裂缝和构造变化，从而有效预测水患的发生概率和可能影响范围。

与传统的地质勘探方法相比，瞬变电磁技术具有非侵入性、高分辨率和快速响应的优势，能够在较短的时间内获取大面积的地质信息，为矿井水害的预测和应急处置提供重要支持。

瞬变电磁技术在矿井水害预测中的应用前景广阔，将为矿业安全领域带来新的突破和进步。

2. 正文2.1 瞬变电磁技术原理介绍瞬变电磁技术是一种利用电磁感应原理来探测地下结构和水文地质的技术。

其原理是利用瞬变电磁场对地下物质的电导率进行探测，从而推断地下的结构和水文地质情况。

瞬变电磁法在工程勘查找水中的应用摘要：在以往的工程勘查找水工作中，较为常用的物探方法包括电阻率法、高密度电法以及甚低频电法等，但这些方法都必须以较好的接地条件为前提，而且探测深度也相对较浅；瞬变电磁法是以电磁波理论为基础，电磁波能够穿透较深的地层，且该方法采用不接地回线发射、接收信号，避免了场地条件的约束，能够在许多工程勘查找水中发挥很大的作用。

本文对瞬变电磁法在工程勘察找水中的应用进行了分析探讨。

关键词：瞬变电磁法；工程勘察找水；应用一、瞬变电磁法的基本原理在二十世纪三十年代，瞬变电磁法主要在地质构造上被大量使用，简单的来说这种方法也可以称为一种时间域电磁感应法。

虽然这种方法具有很多优点，但是在当时并没有引起人们的重视。

在二十世纪五十年代的时候，这种方法才在矿体中被应用。

直到二十世纪七十年代，这种方法才被使用在煤炭资源勘察中，慢慢地人们已经认识到这种方法对于煤炭勘察的有利作用，在几十年间也得到了快速的发展。

这种方法主要就是使用不接地回线向要观测的物体发出的脉冲，并能够记录下来被观测的物体电磁感应的变化。

随着时间的增长，这种变化以及强度的大小，就能够准确的判断出检测对象规模的大小等相关内容。

这种方法所勘测的结果和回线线圈的匝数有很大关系，也就是说线圈的匝数越多，能够探测的深度就越大。

根据这种方法的工作原理，相比其他的勘察方法，这种方法的勘察深度以及勘察结果的准确度都比较高，受周围物体的干扰也比较小。

这也是该方法能够在煤矿勘察中被广泛应用的主要原因。

二、矿井概况某一矿位于河南平顶山西部，在省政府主导的煤矿整合中通过地方小窑升级改造而成，目前，该矿产能为80万t/a，为一井一面式现代化省级五优矿井。

该矿井采用两翼开采方式，井田北部为西山断层，其影响到整个井田北部区域的采掘活动，西部以大范围褶皱和区域性断层为主，东翼采区为矿井主采区。

两翼采区均采用单水平上下山开采，随着东翼采区资源不断减少，矿井已经开始着手于西翼采区的开拓掘进，考虑到矿井水害是该矿安全生产的主要危险源，且西翼地质构造复杂，巷道掘进始终处于低工效进行。

瞬变电磁法在超前探测顶板富水断层中的应用针对掘进工作面前方隐伏导（含）水构造可能导致突水事故的问题，结合实例介绍了瞬变电磁法超前探测技术，并在某煤矿E1315工作面皮带巷温度异常段进行应用。

测试结果表明，富水断层与巷道顶板最小距离为45m。

标签：瞬变电磁法；富水区域；水文地质探测煤炭开采引起的开采扰动、顶板断裂均可能导致工作面顶板产生裂隙，形成导水通道。

当导水通道与上方水源（地表水、老空水、砂岩水等）沟通时，大量水涌入工作面，造成顶板突水事故。

我国华北东部矿区经常面临工作面回采时煤层顶板砂岩涌水问题，容易影响生产甚至出现安全事故。

为减小顶板出水影响，回采前需要打钻放水，但由于砂岩水的不均匀性，往往干孔较多，打钻放水常常效果不佳。

为减少钻探工作量，增强放水效果，一般采取先用矿井瞬变电磁多方位定向探测技术查明工作面顶板采动影响范围内相对富含水区，然后针对富水区进行打钻放水，以保证工作面的安全回采，防治煤矿突水事故的发生。

1 地质概况某煤矿E1315工作面北部存在F11断层，地质构造预计较简单。

E1315皮带巷在掘进过程中发现P5经纬仪点向上40～80米的范围内存在温度异常，即该段巷道内温度明显较低。

根据相关研究[1]，当巷道出现明显的温度异常时，其顶板或底板岩层中一般分布有含水构造带，如果未及时采取恰当的措施，非常容易造成突水事故的发生。

因此，需要采用瞬变电磁法探测来探测该范围内巷道周围含水地质构造异常的具体位置，为防治水工作提供详细的技术资料。

2 瞬变电磁法多方位定向施工技术瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，TEM），也可以称为时间域电磁法。

这种方法的原理是利用不接地回线或接地线源向特定方向发射脉冲电磁场，然后利用线框或接地电极接收由地下介质产生的二次感應电磁场的反馈信号，观测二次涡流场的变化特征，得出异常区域的导电性能，实现定位，从而达到解决地质问题的目的[2]。

瞬变电磁法在水资源勘探中的应用近年来，由于人口的增加，全球对水资源的需求也在迅速增加。

然而，随着地下水资源的日益枯竭，其开采难度也越来越大。

因此，寻找新的水源就变得至关重要。

瞬变电磁法（TEM）是一种现代地球物理勘探技术，可以有效地用于水资源的勘探和开采。

一、瞬变电磁法的基本原理瞬变电磁法是一种非常有效的地球物理勘探技术，其基本原理是从电磁场的响应中确定地下物体的电导率分布。

在TEM勘探中，我们通过在地下埋放一个发射线圈，使其向下传送一个瞬间的电磁脉冲。

这个电磁脉冲在传播过程中会与地下的物质相互作用，并在回程时感应出地下物质的电磁响应，这就是TEM勘探的核心原理。

通过检测这个响应，我们就可以计算出地下物体的电导率分布。

这种勘探方法的优点是非常明显的，它可以检测到深度很大的物体，并且在不同的材料中具有很好的分辨率。

二、瞬变电磁法在水资源勘探中的应用TEM技术在水资源勘探中的应用主要是在确定水层位置、厚度、延伸方向、渗透性、含水层补给区等方面。

其适用性非常广泛，适用于各种地质环境下的勘探。

可以使用TEM技术为已知的水源进行检测。

这种技术能够生成详尽的地图，以帮助寻找地下水源。

当水源被探测到并精确计算后，将能够提高水源的开采效率。

三、瞬变电磁法在水资源勘探中的优势瞬变电磁法在水资源勘探中具有许多优势。

首先，它是非侵入式的技术，不会破坏地下水层。

这对于保护地下水源非常重要。

其次，TEM技术可以在数据收集期间实时检测水源，非常具有效率。

毕竟，一旦已知的位置，就可以优化水源的开采和管理。

此外，TEM技术精度非常高，可以准确地确定地下水层的位置、厚度和延伸方向。

这对于准确定位水源和提高开采效率非常有帮助。

四、瞬变电磁法在水资源勘探中的限制使用TEM技术也有一些限制。

这种技术成本较高，需要专业技术人员进行操作。

由于这种勘探技术需要人工介入，因此其数据收集和分析通常需要较长时间。

此外，由于它的限制，TEM技术主要用于深层水源的勘探，而无法用于浅层水源。

瞬变电磁法在巷道超前探测中的应用【摘要】本文介绍了矿井瞬变电磁超前探测技术的原理与方法，以淮北许疃煤矿井下巷道瞬变电磁超前探测为例，探讨了瞬变电磁法在探测巷道前方异常体中的应用。

通过钻探及后期巷道实际揭露资料，验证了该方法的有效性，能提前为井下水害预测预报和防治提供可靠依据。

【关键词】瞬变电磁；超前探查；物探异常体0 引言水害是影响矿井安全生产的五大灾害之一。

受矿井地质条件影响，井巷掘进过程中经常发生前方突水事故，严重影响煤矿安全生产。

超前探查预测掘进前方岩层富水性，提前采取有效的防治措施，可以保证巷道安全快速掘进。

矿井瞬变电磁法超前探测技术具有体积效应小、工作效率高、纵横向分辨率高、低阻反映灵敏等优点，已成为煤矿水害探测的有效途径。

本文通过对许疃煤矿72211风巷掘进前方物探异常体富水性的探测，利用瞬变电磁法，通过选择合理的多角度观测方式，获得了掘进前方物探异常体的电阻率分布特征，进一步评价其富水性，探测结果与钻探验证及巷道实际揭露情况基本吻合，取得了良好的应用效果。

1 矿井瞬变电磁技术基本原理1.1 技术原理瞬变电磁法属时间域电磁感应方法，简单地说瞬变电磁法的基本原理就是电磁感应定律。

基本工作方法是给一个发射回线通脉冲电流，产生一次脉冲电磁场，由于这个电磁场的存在，使得探测的异常体产生感应电流，进而产生二次脉冲电磁场。

在一次脉冲电磁场间隙期间，一次电场会消失，但是二次电场不会马上消失，而是一个随时间衰减的过程。

通过接收回线监测二次电场随时间的变化规律，就可得到不同深度的异常体的电性分布结构及空间形态。

1.2 矿井瞬变电磁法地球物理响应特征及资料解释不同地层的电阻率分布规律为煤层电阻率值相对较高，砂岩次之，粘土岩类最低。

由于煤系地层的沉积序列比较清晰，属整合接触，其导电性特征在纵向上有固定的变化规律，在横向上相对比较均一。

当存在异常体时，如果异常体不含水，则其导电性较差，局部电阻率值增高；如果异常体含水，由于其导电性好，局部电阻率值降低，相当于存在局部低电阻率值异常体。

瞬变电磁法在隧道超前地质预报中的应用及解译分析的开题报告一、研究背景和意义隧道工程在建设过程中面临着诸多的地质工程问题，其中最为重要的问题之一就是地质信息的准确获取和评价。

传统的地质勘探方法往往存在成本高、时间长、结果不准等缺点，无法满足现代大型隧道工程的要求。

因此，研究新的地质勘探方法成为了当前研究的热点之一。

瞬变电磁法是目前应用比较广泛的一种地质勘探方法，该方法具有响应快速、分辨率高、深度范围广等优点，适用于浅地层和深地层，对于研究隧道所在地区的岩土体结构和地质条件，具有重要的应用价值。

本研究旨在探究瞬变电磁法在隧道超前地质预报中的应用及解译分析，从而为隧道建设提供准确、快速的地质信息，降低工程风险，提高工程质量和效率，具有重要的实际意义。

二、研究内容本研究主要围绕瞬变电磁法在隧道超前地质预报中的应用及解译分析展开，具体研究内容包括以下几个方面：1. 瞬变电磁法原理和特点的介绍：对瞬变电磁法的原理、测量方式和特点进行深入剖析，明确该方法的优缺点和适用范围，为接下来的实验和数据处理打下基础。

2. 瞬变电磁法在隧道超前地质预报中的应用：选取一处具体的隧道施工现场，运用瞬变电磁法进行地质勘探，获取相关数据，探究瞬变电磁法在隧道超前地质预报中的应用效果及其数据解释方法。

3. 数据处理和解译分析：利用地质、物理学等相关专业知识，对采集的瞬变电磁法数据进行处理和解释，分析隧道隧道危险岩体、断层走向、地下水等方面的地质信息，为工程设计和施工提供指导。

4. 结果分析总结：对实验的结果进行总结和分析，并对瞬变电磁法在隧道地质预报中的应用前景及需进一步研究问题进行讨论。

三、研究方法本研究采用文献综述和实验研究相结合的方法，主要包括以下几个步骤：1. 收集和整理相关文献资料，了解瞬变电磁法的基本原理、测量、数据处理等方面的知识，并明确其在隧道地质预报中的应用及发展现状。

2. 选择一处隧道工程施工地点，结合实地勘探和实验测量方法，采集瞬变电磁法数据，建立地质模型，并对数据进行处理和解释。

瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用瞬变电磁技术（TEM）是一种非常适合矿井水害预测的技术。

它是利用瞬变电磁场对矿区内部岩石、地层岩性、裂隙、孔隙、含水量等进行探测和分析的技术。

瞬变电磁技术具有下列优点：探测深度大、分辨率高、探测速度快、成本低、操作简单等。

本文将详细介绍瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用。

如何应用瞬变电磁技术预测矿井水害？首先需要选用专业的瞬变电磁探测设备，并安装好相应的检测线圈，然后进行实地探测。

通过对矿井内部的瞬变电磁场进行观测、分析，可以探测到矿井内部的岩石、地层岩性、裂隙、孔隙、含水量等信息。

根据探测到的数据，科学家可以对矿井的状态进行判断。

如果发现岩石中的含水量较高，可能预示着水会从该处渗入矿井内部。

如果发现了某些地层的电磁波反射强度异常，可能是因为该地层存在裂隙导致了水的渗入。

通过对多个数据的综合分析，我们可以判断矿井是否存在水害，以及水害的位置、规模等信息。

瞬变电磁技术在矿井水害预测中的应用，不仅可以提高预测准确率，还可以节约时间和成本。

传统的水害预测方法通常需要进行多次现场实验，费时费力且成本较高。

而瞬变电磁技术只需要进行一次野外测量，就可以得到丰富的数据信息，有效地提高了工作效率。

除了预测水害，瞬变电磁技术在矿山资源勘探方面也有着广泛的应用。

通过探测瞬变电磁场，可以获得矿山地质结构信息、矿体位置和成矿物质性质等重要数据信息，可以大大提高勘探效率和成果。

然而，瞬变电磁技术也存在一定的局限性。

首先，瞬变电磁技术只能探测到电磁波反射较强的地层，对于电磁波反射较弱的地层，无法有效探测。

其次，瞬变电磁技术对于大角度倾斜的地层探测效果较差。

此外，瞬变电磁技术在探测深部地层时，也存在信号弱化、混杂等问题，会对数据分析造成困难。

综上所述，瞬变电磁技术是一种适合于矿井水害预测的技术。

它具有探测深度大、分辨率高、探测速度快等优点，可提高矿井预测的准确度，并可以有效地节约时间和成本。

瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用1. 引言1.1 研究背景煤矿是我国重要的能源资源，但由于地质条件复杂和开采工作量大，矿井水害问题一直是煤矿生产中的难题。

随着煤矿深部开采的不断推进，矿井水害已成为严重影响煤矿生产安全和效益的主要问题之一。

煤矿水害不仅会导致矿井生产中断和设备损坏，还会给矿工生命和财产带来严重威胁。

本文将重点探讨瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用，以期为解决煤矿生产中的水害问题提供新的思路和方法。

通过深入研究瞬变电磁技术的原理和应用优势，可以为煤矿水害预测工作提供更加准确、及时的数据支持，促进煤矿生产的安全稳定发展。

1.2 研究意义研究瞬变电磁技术在矿井水害预测中的意义不仅在于提高矿井水害的预警能力，减少事故的发生，更重要的是可以为矿井水害预测领域的研究和发展提供新的技术支持和方法论。

这将有助于推动矿井水害预测技术的进步，提高矿井生产的安全性和可靠性，促进煤炭行业的可持续发展。

深入研究瞬变电磁技术在矿井水害预测中的应用意义重大，具有广阔的发展前景和应用前景。

1.3 研究目的本文旨在探讨瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用，并明确研究目的如下：1.分析瞬变电磁技术在矿井水害预测中的原理和优势，帮助更好地理解该技术在水灾预测中的作用和作用机制。

2.探讨瞬变电磁技术在矿井水害预测中存在的问题和挑战，寻找问题的解决方案，以提高水害预测的准确性和可靠性。

3.总结目前研究中瞬变电磁技术在矿井水害预测中的应用情况和成果，为相关领域的研究提供借鉴和参考。

2. 正文2.1 瞬变电磁技术原理瞬变电磁技术原理是利用瞬变电磁法测定地下介质的电性参数，主要包括电导率和介电常数。

其原理是利用瞬变电磁系统在地面上激发电磁场，通过接收地下介质对电磁波的响应来推断地下水文地质结构。

在瞬变电磁测量中，电磁信号是由瞬变或者高频电流源激发产生的。

这些电磁信号会在地下传播并与介质相互作用，从而产生感应电流和电场变化。

通过观测这些变化，可以推断出地下介质的电导率和介电常数信息，从而达到预测地下水情况的目的。

浅谈瞬变电磁技术在隧道超前探水中的应用摘要：涌突水是隧道工程中常见的地质灾害之一，具有突发性、极高危害性等显著特点，一旦发生，后果是灾难性的，不可接受。

传统解决之道往往采用钻探方法。

钻探法超前探水费用高、时间长、预报距离短等特点，严重制约着隧道开挖进尺，无法做到每米必探。

近几年，受瞬变电磁技术在煤矿探水中广泛应用的启发，科研院研制出了专用于隧道探水的瞬变电磁仪。

该设备作为隧道专用探水设备，具有可靠的准确率和便捷性。

本文通过工程实例，验证了该设备在隧道探水中的准确性。

通过应用，本人总结出一些经验，供今后从事该工作的技术人员参照。

希望大家共同探讨，以便促进超前探水效果的提升。

关键词：瞬变电磁法超前探水1前言隧道施工安全是一个永恒的话题。

隧道的危险源种类之多，危害之大，一直制约着工程建设发展。

近些年，随着高铁和高速公路发展到了中后期，工程的建设难度越发增加，长大隧道占比越来越高，地质环境越来越复杂，事故极易发生，且后果是灾难性的。

随之，隧道超前地质预报技术得到了广泛的发展，解决了一部分难题，但涌水、突泥等威胁没有得到很好的控制，老法子一直采用钻探法解决，个别地方采用了红外探水技术，前者成本高，后者收效甚微。

为了解决这一难题，工程师们借鉴煤矿探水技术经验，尝试在隧道中应用瞬变电磁技术探水，取得了一些成绩。

但由于该技术在隧道中施工经验较少，而隧道又属于封闭空间，且各种人为干扰太多，今后还需大量的试验数据作为总结经验的基础。

在缺少大量经验的前提下，在数据处理阶段，数据处理参数选取的不同，易导致数据处理结果出现较大的差异，尤其是关键处理参数选取不合理，往往直接导致预报失败[1]。

通过工程应用，本人阐述了该技术的工法，总结了一些实用经验，为今后在隧道中应用该技术提供了一些可借鉴的经验。

2工作原理瞬变电磁法属于时间域电磁法。

它遵循电磁感应原理[2]，工作时在发送回线上供一个电流脉冲方波，在方波后沿下降的瞬间，产生一个向回线法线方向传播的一次磁场，在一次磁场的激励下，地质体将产生涡流，其大小取决于地质体的导电程度，在一次场消失后，该涡流不会立即消失，它将有一个过渡（衰减）过程（见图1、2）。

三维转角瞬变电磁超前地质预报探测技术在隧道中的应用赵文轲;刘明伟
【期刊名称】《公路交通技术》
【年(卷),期】2022(38)3
【摘要】介绍了三维瞬变电磁预报探测技术的工作原理、转角探测方式及三维探测的反演计算,并将该方法用于某铁路杨柳隧道富水段的探测。

应用结果表明:1)三维瞬变电磁作为一种超前地质预报方法,可解决隧道穿越岩溶、富水构造、断层破碎带等不良地质体的施工围岩预报难题;2)三维转转角探测对隧道开挖轮廓线以外的异常体能有效探测,减少了平移探测隧道支护钢架背景场干扰,提高了探测的安全性;3)提供三维异常体的“定量”空间展示成果和为隧道安全施工提供数据支撑;4)该方法适用于富水隧道的地下水“定量”超前地质预报探测。

【总页数】6页(P118-123)
【作者】赵文轲;刘明伟
【作者单位】招商局重庆交通科研设计院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U456.3
【相关文献】
1.瞬变电磁法超前地质预报技术在铜锣山隧道中的应用
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3.三维瞬变电磁超前探测技术在隧道探水中的应用
4.简
述CUGTEM-GK地面瞬变电磁法仪在隧∕巷道超前预报方面应用5.瞬变电磁与TSP 的隧道超前预报三维探测方法研究
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