采空区矿井瞬变电磁法探测技术

瞬变电磁法在铁矿采空区勘查中的应用瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，TEM）是一种非常有效的地球物理勘查方法，广泛应用于铁矿采空区的探测和勘查。

它通过测量地下的电磁响应来获取地质信息，能够快速、准确地判断目标区域的地质构造和矿产资源潜力。

瞬变电磁法原理是基于电磁感应现象，利用时间变化的电场和磁场相互耦合的关系，通过发送电磁脉冲，测量地下电磁响应信号的幅度和时程，从而得到地下物质的电磁特性及其空间分布。

对于铁矿采空区，采用TEM方法主要是通过测量采空区中地下的电磁响应信号，分析其特征和差异来判断采空区内的地质构造和矿产资源状况。

1. 确定采空区的边界和形态：通过测量采空区边界附近的电磁响应信号，可以准确确定采空区的边界和形态。

采空区的边界信息对矿山的开发和管理非常重要，能够避免资源浪费和环境污染。

2. 识别采空区内部的地质构造：采空区内常常存在各种地质构造，如断层、褶皱等。

通过测量采空区内的电磁响应信号，可以对采空区内部的地质构造进行识别和分析，为资源勘查和矿山开发提供重要依据。

3. 评估采空区的矿产资源潜力：瞬变电磁法可以获得地下物质的电磁特性，并通过电磁响应信号的分析来推断地下矿产资源的存在和分布。

在铁矿采空区中，通过测量采空区周边地下的电磁响应信号，可以评估采空区的矿产资源潜力，为后续的资源勘查和矿山开发提供指导。

4. 检测采空区内的地下水位和水体分布：采空区往往是地下水聚集和流动的重要区域，了解采空区内的地下水位和水体分布对矿山的环境管理和地下工程建设具有重要意义。

瞬变电磁法可以通过测量采空区内的电磁响应信号，推断采空区内的地下水位和水体分布，为矿山水文地质研究提供重要信息。

瞬变电磁法在铁矿采空区的勘查中具有重要的应用价值，可以快速、准确地获取采空区的地质信息和矿产资源潜力，为矿山的开发和管理提供科学依据。

随着技术的不断发展和创新，瞬变电磁法在铁矿采空区的应用将更加广泛和深入。

瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用煤矿采空区是指煤矿开采后形成的地下空间，这些空间往往与地表和地下水联系紧密，形成采空区水体不断积聚的问题。

采空区水体的积聚涉及到煤矿安全和环境保护问题，因此对采空积水的探测成为煤矿企业非常关注的问题。

本文将介绍瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用。

瞬变电磁法原理瞬变电磁法是一种地球物理勘探方法，它是利用强烈的电磁脉冲在地下产生感应电流，并通过探测电场及其时序变化来推断地下的导电体等地质体。

在瞬变电磁法中，探测器用极短脉冲电流激发地下材料中的感应电流，产生高频电场和磁场。

由于瞬变电磁法的短脉冲和高频电场，它具有深度浅、分辨率高、探测速度快和适用多种地质体的特点，尤其适用于采用非平衡电磁场的高频瞬变电磁法技术。

因此，瞬变电磁法在采空积水探测中得到了广泛的应用。

应用瞬变电磁法探测采空积水，其探测目标是采空区和采空区周边的断层、裂隙和孔隙等导电体，因此，需要分析采空区的地质情况和地下水分布情况。

在瞬变电磁法探测中，需要设置探测器和发射器，通过收集电磁数据，来分析煤矿采空区的地质结构和水文情况。

采用瞬变电磁法探测煤矿采空积水时，需要对探测区域进行分网，利用瞬变电磁法仪器对每一个网格进行探测，得到探测数据，然后通过数据处理和像面反演算法得出区域内水文结构的分布情况和地质构造的形态。

通过对得到的数据进行反演，可以获取探测区域的电阻率剖面图，用来研究采空区周围岩体的电阻率分布情况，从而判断采空区周围是否存在破碎带或水呈漏斗状的地质条件。

瞬变电磁法探测数据还可以用来分析采空区的水分布情况，并获取水位、水压力和水的流动速度等水文参数。

对于采空区的水分布情况，瞬变电磁法主要是通过测量电阻率来分析不同深度和不同位置处的地下水的存在情况和水的运移规律。

通过反演得到的数据进行分析，可以获得采空区水文结构和水文特征参数，如水位、地下水流的分布特征、水文缓冲区等重要信息，为煤矿采空区的管理和安全生产提供了有力的技术支持。

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。

瞬变电磁法在煤矿采空区勘探中的应用1方法原理1.1采空区地球物理特征岩层的差异造成了其不同的电性。

地下煤层在进行开采的时候因为各种原因，会形成一些空间，通过重力的持续影响，使得釆区上方的岩体出现一些破坏，也会产生一定程度上的转移,这一部分岩体的视电阻率就会比周围相岩层的电阻率高。

而几乎没有移动的岩体，裂隙数量就比较少，视电阻率的情况变化不大。

如果采空区的空隙被填满，就会出现很大程度的低电阻阻力，而一些较为悠久的老采空区一般就会出现这种情况，正在开采和开采时间并不长的崭新的采空区，相对而言高阻扭曲情况较多。

所以通过观测釆空区周围岩体的电性异常，也可以挑选更加符合实际情况的勘探方法，并且能够发现采空区的具体情况，为釆空区的处理提供一些基础条件。

1.2瞬变电磁法原理瞬变电磁法也可以被叫做时间域电磁法,其物理性质是由地质体电阻率差异决定的。

不接地回线或接地长导线供以双极性脉冲电流下，如果回线中的稳定电流因为一些情况停滞，发射回线中电流突变就会在这个区域内产生一次磁场。

一次磁场在运行时候过程中，如果出现地下良导电的地质体，就很容易在内部产生感应电流，也就是二次电流。

因为大部分导电地质体是非线性的，一次场如果突然消失，那么涡流就容易出现一个瞬变过程,这个过程的整体速度和导体的电性参数有着直接的关系,低阻地质体的感应二次场衰减速度相对比较缓慢，二次场电压比较高；高阻地质体感应二次场衰减所用的时间较短，二次场电压相对较弱，这种涡流瞬变的整个过程，在空间能够形成相应的瞬变磁场，也可以称为二次场。

按照接收线圈进行测试的二次场衰减曲线的具体情况，能够全面的判断地下地质体的电性，性质、规模和产状等，这样能够在很大程度上对类似于断层、异常区、异常积水区、陷落柱等缺陷制定相应的弥补手段。

2应用实例2.1地质与地球物理条件勘探地区属于比较典型的黄土高原地形地貌，该区域的黄土层相对较厚，地形波形相对较小；地表被长年累月的冲刷十分明显，冲沟很多。

瞬变电磁法在铁矿采空区勘查中的应用概述瞬变电磁法是一种地球物理勘探方法，通过记录地下储层对电磁场的响应，来获取地下电性参数的方法。

在铁矿勘查中，由于采空区和开采导致的地下结构变化，传统的地球物理勘探方法往往无法满足勘查的需求。

而瞬变电磁法正是针对这一问题而发展起来的一种新型勘探技术，具有高分辨率、深部探测能力强等优点，在铁矿采空区勘查中有着广泛的应用价值。

瞬变电磁法原理瞬变电磁法是通过人工产生的瞬时电磁场来探测地下储层的电性结构。

其原理是首先在地表布置发射线圈，通过交变电流激发地下的电磁场；然后在被测区域布置接收线圈，接收地下储层对电磁场的响应。

根据接收到的信号，利用数学方法和电磁理论，可以反演地下储层的电性参数，从而获取地下结构信息。

瞬变电磁法在铁矿采空区勘查中的应用1. 铁矿采空区地下结构复杂铁矿采空区是指矿体被开采后形成的洞穴或空间，地下结构非常复杂。

通常情况下，地质勘查难以穿透采空区进行探测，使得矿床的储量和分布情况无法准确确定。

而瞬变电磁法能够在采空区进行深部探测，获取采空区下方地层的电性参数，为铁矿勘查提供关键的信息。

2. 高分辨率优势与传统的地球物理勘探方法相比，瞬变电磁法具有更高的分辨率。

由于采空区下方往往存在纷繁复杂的地质构造，高分辨率的探测能力可以有效地识别不同类型的地层和岩石，帮助勘查人员准确判断铁矿矿床的储量和分布情况。

3. 深部探测能力由于采空区下方的地质构造往往较为复杂，而且深度较大，因此需要具有强大的深部探测能力。

瞬变电磁法在铁矿采空区勘查中能够深入到几十到几百米的深度范围内进行探测，可以有效地获取采空区下方的地质构造信息，为铁矿勘查提供必要的数据支撑。

4. 实际案例瞬变电磁法在铁矿采空区勘查中已经取得了一些成功的应用案例。

例如在某铁矿的采空区勘查中，使用瞬变电磁法成功识别了采空区下方的高电阻率带和低电阻率带，为确定铁矿矿体的延伸方向和未来的矿床开发提供了重要的指导，取得了良好的勘查效果。

瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用煤炭是我国的主要能源资源之一，其采掘过程中会形成巨大的采煤空间和采空区，这些空间和区域中的水作为采煤过程中的废水被排放。

排放的采空区水不仅浪费了大量的水资源，对环境也会造成污染。

因此，对煤矿采空区水的探测和开发有着重要的现实意义。

瞬变电磁法是一种通过测量地下介质的电导率和磁导率来探测地下水位信息的无损探测方法。

其原理是利用瞬变电磁场在地下介质中产生的感应电流来获取地下介质的导电性和磁导率信息，从而确定地下水位所处的深度和位置。

瞬变电磁法的探测原理基于法拉第电磁感应定律。

我们知道，当磁场通过导体时，就会在导体内部产生感应电流。

其大小和方向与磁场强度和方向有关。

而瞬变电磁场则是指在瞬间放置施加的脉冲时间非常短，瞬间消失的电磁场。

当瞬变电磁场穿过地下介质并与地下介质中的导电物质相互作用时，就会在介质中产生感应电流。

不同深度的地下介质对瞬变电磁场响应不同，因此测量不同时间的感应电流大小和方向就可以确定地下介质的分布情况，从而确定地下水位所处的位置和深度。

与传统的煤矿采空积水探测技术相比，瞬变电磁法具有成本低、速度快、效率高等优点，不仅可以避免人工开采和破坏地下资源，还可以实现非接触式、无破坏性探测。

此外，瞬变电磁法还可以监测煤矿采空区的地下沉降和涌水情况，及时预警可能出现的安全隐患。

在实践应用中，瞬变电磁法已被广泛应用于煤矿采空积水探测领域。

例如，在邯郸矿区进行了瞬变电磁法探测地下水位的试验研究，结果表明该方法可以有效地测量出煤矿采空区的水位位置和深度，验证了其在煤炭资源开发中的实用性和适用性。

综上所述，瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中具有重要的应用价值，其应用将有望成为煤炭行业探测和开采地下水资源的主流技术。

瞬变电磁法在铁矿采空区勘查中的应用瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，TEM）是一种基于电磁场响应原理的地球物理勘查方法，已被广泛应用于铁矿采空区勘查中。

本文将详细介绍瞬变电磁法的原理和在铁矿采空区勘查中的应用。

瞬变电磁法是一种源辐射源回波接收的方法，其原理是通过在地下埋设发射线圈，产生短暂的电流脉冲，在地下的介质中激发出一定频率的电磁场。

地下的电磁场随着时间的推移逐渐衰减，通过接收线圈记录下这一过程中的电磁场变化，然后根据地球的电阻率和磁导率等物理参数，利用电磁场响应函数建立地下模型，进而提取出地下介质的相关信息。

在铁矿采空区勘查中，瞬变电磁法能够有效地检测到地下的矿体、裂隙、矿化程度等信息，为矿产资源的开发提供了重要的参考依据。

主要应用包括以下几个方面：1. 矿化体探测：铁矿采空区会形成一定的矿化体，瞬变电磁法可以快速有效地检测到这些矿化体的位置、形态和分布情况，为矿石选区提供了重要的依据。

通过分析矿化体的电阻率和磁导率等物理参数，可以评估矿体的品位和储量。

2. 裂隙检测：地下的矿山会导致地形失稳，形成一系列的裂隙和断裂带。

瞬变电磁法可以高分辨率地探测到这些裂隙的位置、走向和强度等信息，为地下水的运移和储存提供了重要的参考。

3. 水文地质勘查：铁矿采空区的地下水往往面临较大的压力变化和水质变异，瞬变电磁法可以通过对电阻率和磁导率等参数的测量，评估地下水资源的分布、供给能力和水质情况，为水文地质勘查提供了重要的参考。

4. 高精度三维成像：瞬变电磁法可以进行多组测量，通过对不同方向的数据融合和处理，建立三维地下模型，实现矿体的高精度成像。

这为铁矿采空区的开发和矿山环境的治理提供了重要支持。

瞬变电磁法在铁矿采空区勘查中具有较高的精度和可靠性，已被广泛应用于国内外的铁矿资源勘查。

随着技术的不断发展和改进，相信瞬变电磁法在铁矿采空区勘查中的应用还会进一步拓展和完善，为铁矿资源的开发提供更加有力的支持。

瞬变电磁法在铁矿采空区勘查中的应用瞬变电磁法（Transient Electromagnetic，TE）是一种新型的地球物理勘查技术，广泛应用于矿产勘查、环境地质、地下水资源等领域。

瞬变电磁法通过传输电磁脉冲信号，通过接收的电磁信号进行数据分析，获取地下物质结构信息。

在铁矿采空区勘查中，瞬变电磁法的应用可以有效地扫描采空区范围，探测矿体分布及其性质，从而实现铁矿资源的高效开发和利用。

瞬变电磁法的原理是利用电磁感应现象，通过自然电磁场和人工电磁场激发地下导体内部的感应电流，然后测量感应电流产生的电磁信号，再通过数据处理得到地下物质结构信息。

在铁矿采空区勘查中，通过人工电磁场的激发和接收，可以得到采空区内部的电性结构信息，从而揭示矿体特征及其分布情况。

一、采空区范围扫描。

瞬变电磁法可以利用自然场及人工场测量采空区的电阻率，并从中识别出采空区的范围。

随着测量技术的发展和数据处理的完善，瞬变电磁法在采空区范围扫描方面已经具有较高的精度和可靠性，可以满足铁矿资源开发的需求。

二、矿体分布探测。

通过测量采空区内的电阻率分布，瞬变电磁法可以较好地探测矿体的分布情况及其特征。

一些研究表明，采用瞬变电磁法可以有效地识别出铁矿采空区内的矿体，并且对铁矿矿体的垂向延伸有较好的探测能力。

三、矿体属性识别。

铁矿的物化特性在地球物理勘查中可以反映在电性参数上。

采用瞬变电磁法可以通过量化采空区内不同地点的电阻率，得到矿体不同部位的电性特征参数，如电阻率、电导率等，从而进一步推测矿体的成因特征以及矿床的开采前景。

总之，瞬变电磁法在铁矿采空区勘查中具有很高的应用价值。

随着瞬变电磁法技术的不断进步和完善，它将成为铁矿资源勘查与开发的重要工具。