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矿井瞬变电磁法在煤矿掘进工作面的应用摘要：矿井水害事故是煤矿“五害”之一，而在煤矿掘进工作面中的突水事故是典型的矿井水害事故，因此坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的煤矿防治水原则，其中“先探后掘”中的探即煤矿掘进工作面施工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，能够清楚掌握煤矿掘进工作面迎头前方围岩的富水情况及隐伏构造情况，可以有效避免矿井水害事故发生，为煤矿安全生产提供有效依据。
关键词：矿井；瞬变电磁法；煤矿掘进；工作面；应用1瞬变电磁法基本原理瞬变电磁法(TransientElectromagneticMethod,简称TEM)是利用不接地回线或电极向地下发送脉冲式一次电磁场,用线圈或接地电极观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场的空间和时间分布,来解决有关地质问题的时间域电磁法,通俗来讲,一般情况下,不同地质体因自身特性差别,对电磁场的感应强弱会呈现区别。
矿井瞬变电磁法便是在井下巷道内的特殊空间利用发射线圈发射电磁场信号,激发探测方向内的地质体产生电磁场,并接收线圈接收地质体感应出的电磁场信号,利用电磁场信号强弱判断前方地质情况。
经过对采集到的数据进行后期处理,即可大致得出探测方向上地质体视电阻率的分布情况,从而准确判断出异常存在位置。
2工程实例探测地点为某煤矿24号层0片平巷掘进工作面，该掘进工作面为矩形半煤岩巷道卧底掘进，支护采用锚杆加钢带支护，顶板较完整，掘进过程中有淋水现象。
工作面测区内有部分金属装置和电缆等，会对数据采集产生一定的影响。
2.1数据采集根据探测需要及现场条件，现场布置3条测线，测线间距1m,每条测线布置7个测点，点间距1m。
本次矿井瞬变电磁法超前探测采用加拿大GEONICS公司的PROTEM-47HP瞬变电磁仪，该设备主要由两部分组成：信号接收部分(包括主机和接收线圈)和信号发射部分(发射机、供电机和发射电缆)。
采用发射机在后，接收机在前，同轴垂直接收数据模式。
Science &Technology Vision科技视界0引言我国矿井水文地质条件大多比较复杂,是矿井特别是煤矿水害多发的国家,透水所造成的直接经济损失一直排在各类矿井灾害的首位,其给国家和人民带来的经济损失和人身伤亡都极为惨重。
为了解决矿井和隧道的透水漏水现象有必要在矿井碛头(迎头)进行超前地质探测,预测含水地质体的位置及规模,以便使矿井工作更好、更合理的开展,减少不必要的损失。
1瞬变电磁技术基本原理瞬变电磁技术是以不接地回线或接地电偶源以脉冲电流激励大地后,观测地下感生的二次电流场的一种探测方法。
它可以一次脉冲电流间断时(50%占空比)测量它的一系列二次感生电流随时间变化的值,也可以在电流方波反向时(100%占空比)测量它的一系列二次感生电流随时间变化值。
可得到不同深度的地电特征。
由于二次场从产生到结束的时间短暂又是不断地衰变的,这就是“瞬变”一词的由来。
2瞬变电磁技术应用2.1矿井概况红岩煤矿开采二叠系龙潭组煤层,最低侵蚀基准面标高为+540m,现生产水平位+180m 水平,主要充水含水层为煤系底板的茅口灰岩和煤系底板的长兴灰岩,茅口灰岩为岩溶、裂隙含水层,顶部有厚650~938m 的嘉陵江石灰岩,该层溶洞、漏斗发育,暗河规模壮观;如张家坝暗河长2850m,最大流量4.8m 3/s。
其下为飞仙关灰岩,厚130~168m,主要由石灰岩与泥岩组成,因本层含泥质较重,含水相对较弱,溶洞不甚发育。
图1煤矿常见的水源分析图2.2瞬变电磁技术对原始防治水勘探技术的挑战红岩煤矿为水文地质条件复杂的老矿井,一直源用着钻探、巷探这种基础的探放水技术。
钻探或巷探掘进作业是对理想地质体的第一次直接认识。
图2基础:地面勘探及地质分析传统:直观的超前钻探上下、左右推断趋势预测随着信息科技技术的进步,衍生出来的瞬变电磁技术开始盛行起来。
相对巷探、钻探物探技术更优,非接触性、安全、原位;且底成本、高效率、信息量大。
瞬变电磁物理探测法在煤矿井下探测的应用【摘要】瞬变电磁法和高密度电阻率法是目前应用于矿井工作面水文地质条件探测的主要水文物探方法，它们在工作面顶、底板岩层含水地质异常体、裂隙带富水性、导水通道、含水钻孔和含隔水层厚度探测等方面应用广泛。
本文介绍了瞬变电磁法在实际工程勘探中应用案例，该方法可以准确反映出巷道前方构造赋水状态，能为煤矿企业在生产过程中超前预测预报水患、导水构造和矿井防治水害防治提供技术依据。
【关键词】矿井瞬变电磁仪例子赋水状态1 引言鸡西矿区新发煤矿矿井水文地质条件复杂，水害严重，2011年该矿引进了YCS40-1型瞬变电磁测深仪，截止到2013年4月末共进行了127次物探工作，其中井下瞬变电磁法物探43次。
通过设计适合矿井巷道条件的装置形式，基本能探测出工作面煤层顶底板、回采煤层及巷道前方构造赋水状态。
特别在巷道掘进前方的赋水性预测、预报对巷道安全高效掘进和预防水害事故起着重要的作用，为煤矿企业在生产过程中超前预测预报水患和导水构造提供技术依据。
2 矿井瞬变电磁法井下现场工作方法矿井瞬变电磁法是在井下巷道中进行勘测的，考虑到井下巷道空间的限制，限制了发射装置的发射功率，因此采用了多匝一小回线装置，既可以在狭窄的巷道空间中方便的进行各种角度的旋转、位移，也增加了发射功率和探测深度。
在巷道迎头做超前探测具体施工时，测点在巷道迎头空间的布置（如图1）。
从巷道迎头的一侧开始，使发射、接收回线装置的法线垂直巷道侧面进行测量，然后旋转回线装置，使装置的法线方向与巷道的侧帮分别成一定、逐渐增大的夹角进行探测；当回线装置的法线方向与巷道迎头界面垂直时，根据其主迎头断面的宽度布置2～3个测点；到巷道迎头另一侧时再同刚才一样旋转回线装置，使回线装置的法线方向完成180°的旋转角度。
同时还可以将回线装置的法线方向分别向上和向下与水平面成大约45°角，然后在进行如上的旋转探测。
可以得到一个以巷道迎头位置为中心的，向掘进方向的成半球体探测范围，从而可以全方位的确定巷道前方及其周围是否有低阻异常的存在。
矿井瞬变电磁法超前探测施工安全措施矿井瞬变电磁法超前探测技术是一种非常有效的矿井探测方法，可以在施工过程中提前发现潜在的安全隐患，从而采取相应的安全措施，保障施工人员的安全。
本文将详细介绍矿井瞬变电磁法超前探测施工安全措施的重要性以及具体实施步骤。
矿井作为重要的能源采集和生产场所，存在着很多安全风险。
而矿井瞬变电磁法超前探测技术可以通过测量地下矿井周围的电磁场变化，判断矿井内部的构造和地质情况，从而提前预警可能的地质灾害和安全隐患。
因此，在进行矿井超前探测施工时，必须严格遵循一系列的安全措施，以确保施工过程的安全可靠。
施工前必须进行详细的现场勘察和安全评估。
施工单位应派遣专业的勘察团队对矿井进行全面的勘察和调查，了解地质情况、地下水位、矿井开采历史等相关信息。
同时，根据勘察结果进行安全评估，确定施工方案和安全措施。
施工人员必须接受专业的培训和资质认证。
矿井瞬变电磁法超前探测技术属于高风险作业，要求施工人员具备一定的专业知识和技能。
施工单位应组织培训班，对施工人员进行相关培训，并通过考核评估，确保其具备相应的资质。
第三，施工现场必须设置明显的警示标识和安全防护设施。
在施工现场的入口处和周边区域设置醒目的警示标识，以提醒外来人员注意安全。
同时，根据施工需要设置合理的安全防护设施，如围挡、安全网等，防止施工过程中的意外伤害和事故发生。
第四，施工过程中必须进行严格的监测和控制。
矿井瞬变电磁法超前探测施工过程中，应配备专业的监测设备和人员，对施工现场的电磁场变化进行实时监测。
一旦发现异常情况，应立即停工并采取相应的应急措施，确保施工人员的安全。
第五，施工单位必须建立完善的应急预案和安全管理制度。
矿井超前探测施工是一项复杂的工程，容易受到各种因素的影响。
因此，施工单位应制定详细的应急预案，明确各种突发情况的处理措施和责任分工。
同时，建立健全的安全管理制度，加强对施工人员的安全教育和培训，提高其安全意识和应急处置能力。
毕业设计（论文）题目瞬变电磁法及其在矿井中的应用院（系部）地勘系专业名称地球物理勘查技术年级班级学生姓名指导教师2 0 1 2 年月日摘要本文描述了瞬变电磁法在矿井中的应用，瞬变电磁勘探对地下良导电介质具有较强的响应能力，适用于断层及裂隙带富水性评价，陷落柱探测，煤层顶底板含（隔）水层划分等，具有突出地电异常响应、无电极接触制约、穿透高阻覆盖能力强、体积效应小低阻反映灵敏、施工速度快、效率高等特点。
电场和磁场交替产生，由近及远，扩散的速度与地下岩层的电阻率有关，不同时间扩散到不同深度。
低电阻率地质体如导水断层、富水区、金属矿体等能引起较强且衰减慢的二次涡流场，而贫水区等高阻体引起较弱且衰减快的二次场。
由于早期信号反映浅部地电特征，晚期信号反映较深部地电特征，这就可以达到测深的目的关键词：瞬变电磁法、矿井瞬变电磁、探明地下水目录第一章引言 (1)第二章瞬变电磁法的理论研究 (2)2.1瞬变电磁发展概况 (2)2.2瞬变电磁基本原理 (3)2.3瞬变电磁法的野外工作方法 (7)第三章瞬变电磁法在矿井中的应用 (8)3.1矿井瞬变电磁法特点 (8)3.2矿井瞬变电磁法地球物理特征 (10)3.3矿井瞬变电磁工作仪器 (10)第四章瞬变电磁法在探明井下赋水实际应用 (12)4.1工作布置与工作量、技术措施及质量评述 (13)4.2矿井瞬变电磁法勘探资料处理与解释 (13)4.3存在问题和建议 (20)5 结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第一章引言在地质工作中，物探占有重要的地位，它是通过观察和研究各种地球物理场的变化来解决地质问题的一种勘查方法。
电法勘探是一个重要分支，它是以岩，矿石之间电学性质的差异为基础，通过观察和研究与这些差异有关的电场和电磁场在空间或时间上的分布特点和变化规律，来查明地下地质构造和寻找地下电性不均匀体的一类物探方法。
随着我国经济建设的发展，对工程与环境的要求越来越高，而隐患勘探与监测工作显得尤为重要。
地面瞬变电磁法勘探在矿井中的应用郭鹏发布时间：2021-10-06T01:14:00.501Z 来源：《基层建设》2021年第18期作者：郭鹏[导读] 瞬变电磁法是勘探井田范围内存在的小煤窑和古窑采空区，以及采空区具体位置范围、积水情况的主要方法之一。
利用瞬变电磁法可以有效进行煤矿区域的数据采集，为全面分析和总结煤矿区域整体情况提供依据。
在瞬变电磁法的应用中，主要基于电磁原理对煤矿区域的岩层性质等进行反馈，为煤矿作业管理形成支持。
山西宁武大运华盛庄旺煤业有限公司山西省忻州市 034000摘要：瞬变电磁法是勘探井田范围内存在的小煤窑和古窑采空区，以及采空区具体位置范围、积水情况的主要方法之一。
利用瞬变电磁法可以有效进行煤矿区域的数据采集，为全面分析和总结煤矿区域整体情况提供依据。
在瞬变电磁法的应用中，主要基于电磁原理对煤矿区域的岩层性质等进行反馈，为煤矿作业管理形成支持。
关键词：地面；瞬变电磁法；勘探；矿井引言矿井瞬变电磁探测技术工作主要是对掘进工作面的前方、侧方进行探测，但对采煤工作面煤层顶底板的探测应用较少。
采用瞬变电磁法，分析了研究区电性异常特征以及煤层可靠和较可靠采空异常区分布，然后对某煤矿进行了核实测量，同时进行钻探验证，得到了采空区可靠性分布。
1煤矿多层采空积水区的特点煤矿受到所在区域结构和水文等因素的影响，会形成多层采空积水区。
该区域的地下水会增加岩石含水量，而水元素产生的电离物理反应，会使岩层具备低电阻特性。
低电阻的岩层中，电性也会存在差异，这主要是由于岩层自身成分构成区别导致的。
一般在野外的煤矿区域中，砾石岩层、灰质岩层、泥浆岩层等都是较为常见的，由于岩层成分对于水电离效应具有一定的影响，造成了电阻率的不同。
经过科学测算，灰质岩层的电阻率是最高的。
在煤矿开采工作中，需要对作业区域进行勘测，以便确定煤矿在岩石层中的分布情况。
煤矿一般都是基于层状存在的，由于岩石当中的含水量不同，在煤矿开采中会遇到多层采空积水区。
测绘技术中的电磁法勘探方法与应用技巧测绘技术的发展已经深入到各个领域，其中电磁法勘探是一项重要的技术手段。
电磁法勘探能够通过测量地下电阻率的变化来探测地下结构，为地质、水文、环境等领域的研究提供了重要的工具。
本文将着重讨论电磁法勘探技术的方法与应用技巧。
电磁法勘探技术是通过测量地下的电磁场来了解地下的电阻率分布，从而推断地下结构的一种方法。
其原理是利用地下电离的水和矿物质对电场和磁场的吸收和散射作用，来达到对地下结构的识别和分析。
电磁法勘探可以分为瞬变电磁法和频率域电磁法两种方法。
瞬变电磁法是一种利用瞬变电磁场对地下的探测方法。
它是通过在地面上产生一个强烈的电流脉冲，然后测量脉冲电场和磁场在地下的响应，从而推断地下结构的电阻率分布。
瞬变电磁法的优点是能够提供高分辨率的地下结构图像，对较浅层的地下结构具有很好的探测效果。
频率域电磁法是一种根据测量地下电阻率和导电率频率依赖性的方法。
它是通过在地面上产生一个频率可变的电磁场，然后测量地下磁场随频率的变化，从而推断地下结构的电阻率和导电率。
频率域电磁法的优点是能够探测深层的地下结构，并且对不同类型的地下介质有很好的适应性。
在电磁法勘探实际应用中，有一些常见的技术问题需要注意。
首先，勘探区域的选择非常重要。
需要根据实际需要和勘探目标来确定勘探区域的范围和布点方式。
其次，测量仪器的选择和操作也非常关键。
不同的仪器有不同的特点和适用范围，需要根据具体情况来选择和使用。
此外，数据处理和解释也是电磁法勘探的核心环节。
需要结合勘探目标、地质条件和勘探数据来进行数据处理和解释，以获得准确的结果。
电磁法勘探在各个领域都有着广泛的应用。
在地质勘探中，它可以用于寻找矿产资源和地下水资源的分布。
通过测量地下电阻率的变化，可以判断地下是否存在矿产矿体或含水层，并更好地指导勘探和开发工作。
在水文勘探中，电磁法勘探可以用于揭示地下水系统的结构和运动规律，为地下水的管理和保护提供依据。
瞬变电磁法在煤矿采空区探测中的应用摘要：为确保某创新园区项目建设施工的安全性，对拟建区域西侧张家北煤矿区内的采空区进行勘察。
大量研究资料显示，瞬变电磁法在煤矿采空区探测方面具有良好的应用优势。
本文根据采空区附近岩石特征等应用瞬变电磁法解译深部采空区以及影响范围，研究成果为拟建项目进一步确定治理方案提供了基础依据。
关键词：瞬变电磁法；煤矿；采空区；探测应用1瞬变电磁法概述1.1基本原理所谓“瞬变电磁法”，是从接地线源、不接地回线中发射一次脉冲电磁场，在一次脉冲电磁场的发射间歇，以接地电极、不接地线圈为观望角观测二次涡流场。
瞬变电磁法从矿井下、地面配置的波形电流中发射线圈。
与此同时，一次脉冲磁场在地下导电岩矿体处产生感应电流。
感应电流在断电后由于热损耗作用而逐步衰减。
衰减分早期衰减、中期衰减和晚期衰减。
早期电磁场的衰减趋肤效应弱且衰减快，而晚期电磁场的衰减与早期电磁场的衰减表现完全相反。
断电时，以二次磁场与时间的变化关系为准则，以深度为划分依据，归纳地电特征。
将矩、电导率σ为参数的以各向均匀同性介质为成分形发射回线铺埋在以磁导率μ的地面中，将阶跃脉冲电流提供给矩形发射回线，有：式(1)中，I为阶跃脉冲电流，A;t为时间，s。
当电流处于连接状态时，在矩形发射回线四周的空间、大地中通过发射电流构建稳定磁场。
处于零时刻时，瞬间切断电流，一次磁场也因电流的瞬间切断而发生瞬时变化。
一次磁场变化情况通过地下导电介质、空气等传输通道传送到矩形发射回线周围环境，借助于环境激发的感应电流对原有磁场进行能量补充，减缓磁场能量的消失直至完全消失。
若无良导体，过渡过程极其短暂；若有良导体，过渡过程将会延长。
地下涡旋电流产生的磁场与水平环状线电流产生的磁场类似。
当发射电流即将处于关闭状态时，矩形发射回线、环状线电流不但紧密相连，而且形状类似。
电流环逐步向四周扩散形成圆电流环。
与地面瞬变电磁法原理类似，矿井采空区积水瞬变电磁法只负责巷道的探测工作，进而产生烟圈效应，并逐步向巷道空间扩散。
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。
在二维方面，１９８０年Ｋｕｏ和Ｃｈｏ首次用有限元法解时域中的变分方程，求任意二维地电断面的瞬变响应并用中心差分来代替热传导方程中对时间的导数。
１９８３年Ｇｏｌｄｍａｎ等引进积分－差分的混合算法，计算了垂直磁偶极子激发下轴对称模型的ＴＥＭ响应。
Ｏｒｉｓｔａｇｌｉｏ等在１９８４年用有限差分法计算了二维地电断面，Ｊ．Ｉ．Ａｄｈｉｄｇａａ，在１９８５年用有限差分法计算导电半空间二维体的瞬变响应，并研究了导电围岩和导电覆盖层对ＴＥＭ的影响。
Ｇｏｌｄｍａｎ等在１９８４年提出用有限元法解二维地电断面问题，并在１９８６年用有限元法研究了无限长线源激发下，任意二维地电断面的ＴＥＭ响应。
在三维方面，Ｈｊｅｌｔ给出了瞬变偶极场中两层球体的似稳态瞬变电磁场解，Ｌｅｅ计算了层状大地中导电球体的ＴＥＭ响应，在１９８１年采用解积分方程的众数匹配法求解，进一步阐明了导电围岩中球体的异常与自由空间中异常的差别。
ＳａｎＦｉｌｉｐｏ（１９８５）计算了矩形回线中阶跃电流激发下棱柱体的瞬变电场的数值解。
Ｇｕｎｄｅｒｓｏｎ等人在１９８６年研究了三维层状大地的ＴＥＭ响应，同年Ｎｅｗｍａｎ和Ｈｏｈｍａｎ研究了层状大地中三维体的ＴＥＭ响应规律［３］。
对于瞬变电磁法正反演来说，国内的有关研究与报道较少。
盛圣圣与牛之琏推导了激励电流为阶跃波的中心回线及重叠回线装置情况下，层状大地的瞬变电磁感应电压的余弦积分表达式，并引入一种线性数字滤波方法来评价这种震荡类型的积分，同时利用所建立的程序库，计算了一维层状大地模型上的瞬变电磁正演响应［４］。
丁世荣，电子与计算机技术基金项目：高等学校博士学科专项科研基金资助课题（２００５０２９０５０１）方文藻研究了阶跃磁偶极源球形地质体的响应，并得出了解析式［５］。
唐新功、胡良俊等研究了层状地层中三维薄板的瞬变电磁响应［６］。
宋维琪研究了激发源为水平电偶极子３Ｄ时间域瞬变电磁场的有限差分算法［７］。
王华军和罗延钟导出了中心回线瞬变电磁２．５维二次场（纯异常）的有限单元计算公式［８］。
罗延钟，张胜业等导出了层状大地条件下时间域航空电磁法（偶极－偶极装置）的正演计算公式和算法［９］。
杨海霞正演计算了均匀半空间及一维层状地层的时间域海洋瞬变电磁场并讨论了相应模型的海洋瞬变电磁响应［１０］。
在视电阻率换算方面，蒋邦远给出了一种全区经验公式，该公式应用效果比较理想［１１］。
严良俊，徐世浙等利用导电全空间与均匀半空间中心回线源和磁偶极子在阶跃电流激发下磁场公式和扩散速度的定义，导出了不同条件下瞬变场的扩散速度公式［１２］。
苏朱刘、胡文宝根据半无限均匀介质空间中场的表达式，分析了一维层状介质情况下的中心回线方式瞬变电磁测深法的全区视电阻率定义的基本性质，并讨论了求解方法，特别地，引入了基于感应电动势的“虚拟全区视电阻率”概念，从而解决了全区视电阻率解的唯一性和存在性等问题［１３］。
宋先旺、姜胜华给出了视深度的计算公式，对均匀半空间模型法和层状模型法的视深度的计算公式进行了理论推导和求解方法的对比［１４］。
白登海给出了一种时间域瞬变电磁法视电阻率的数值计算方法，利用该方法可以容易地求出中心方式的全程视电阻率，理论模型和实际数据计算表明，与早期和晚期近似值比较，全程视电阻率具有更高的精度和分辨率［１５］。
综上，对适用于矿井勘探的多匝小回线的全空间瞬变电磁场分布规律研究较少，其对于多匝小回线装置的视电阻率换算公式与时－深转换也尚需进一步研究。
２矿井瞬变电磁测探技术与装置形式（１）技术特点。
矿井瞬变电磁法是利用不接地回线通以脉冲电流向地中发射一次场，在脉冲电流关断期间测量地下介质感应的二次场，通过分析二次场的衰减趋势来推断地质信息的一种非接触式的地球物理探测技术，其基本原理与地面瞬变电磁法一致。
相对矿井直流电法勘探而言，有着自身的技术特点：接收的是感应信号，对低阻地质体反应灵敏；体积效应小，纵横向分辨率高；所需施工空间小，能够克服巷道掘进头超前探测、巷道极短造成的直流电法难以施工等困难；属于非接触式的探测方法，无电极接地影响；井下施工方便、简捷、快速、劳动强度小。
（２）装置形式。
目前矿井瞬变电磁法均采用多匝小回线磁偶极源，线框边长根据巷道空间大小设置规格为２ｍ×２ｍ或２ｍ×３ｍ。
装置形式有重叠回线，中心回线，分离回线，如图１所示。
重叠回线的接收线框边长与发射线框一致，此装置形式与地质探测对象有最佳耦合，响应曲线形态简单，具有较高的接收电平、较好的穿透深度及异常便于分析解释，施工方便灵活等优点，但发射与接收线圈间存在较大互感，影响早期数据采集。
中心回线为重叠回线的改进形式，其接收线框采用直径１ｍ的多匝圆回线或等价接收面积的磁感应探头，除具备重叠回线装置的优点外，还克服了重叠回线发射与接收线圈之间的互感，与之而来的是降低了施工的灵活性。
分离回线是发射线框与接收线框分开一定距离的装置形式，对直立低阻异常体响应灵敏，但接收信号较弱。
（ａ）重叠回线装置和中心回线装置（ｂ）分离回线装置图１瞬变电磁测深的装置形式（３）架设方位。
图２为瞬变电磁井下施工时线框的架设方位示意图，根据探测方向分顶板探测、侧邦探测和底板探测。
顶、底板测量时线框倾斜放置，角度大小视煤层的倾角与探测目的而定，一般情况下成４５°角；侧帮测量时线框紧贴煤壁。
（ａ）底板探测（ｂ）顶板探测（ｃ）侧邦探测图２线框的假设方位３矿井瞬变电磁法和地面瞬变电磁法的区别与联系矿井瞬变电磁测深是一种新的井下物理探测技术，其理论研究与技术方法正处于起步阶段，同时特殊的施工背景给其带来了许多地面瞬变电磁法所没有的问题：矿井物探固有的特殊理论问题是巷道影响下的全空间地球物理场问题，矿井瞬变电磁法在场的分布上也不可避免的受到巷道影响，弄清巷道影响下瞬变电磁场的全空间分布规律是真实认识井下地电响应特征的基础；无适合于多匝小回线装置的视电阻率换算公式，目前大多沿用通用的早、晚期视电阻率换算公式，其计算出的视电阻率公式偏小，与实际情况极不相符，不利于异常特征辨别与资料解释；多匝小回线形式增大了发射、接收线框的瞬态过程，造成发射电流关断时间过长，导致早期数据不可用，从而丢失了浅层的地电信息；井下有铆网支护、铁轨、排水管道、动力机械、电缆等金属良导体，如何压制克服它们的干扰成为井下施工技术的关键。
４电偶源由于井下巷道中存在不可避免的铁轨、排水管道、动力机械等金属物体，对于不接地发射线框形式的磁偶源装置势必会在金属物体激发强大的感应信号，将严重影响到测量结果，再者磁偶极源在周围空间都会产生感应信号，呈全空间效应，其测量信号为全空间地电响应的综合表现，导致对探测目的物定位困难。
为此，笔者提出将电偶源发射装置形式引入井下。
首先，供电线源与探测目标体直接接触，激励场分布于地质体内，而与金属干扰体分离，不会在其上产生响应，进而避免了金属物的干扰；再者由于采用线源发射装置形式，其激励场主要分布于供电一侧，全空间效应相对较弱，测量信号主要反映供电侧的地电信息，避开了非探测目标区域内干扰，利于地质异常的定位。
５矿井瞬变电磁仪器发展现状目前，国际上瞬变电磁仪器主要有加拿大Ｇｅｏｎｉｃｓ公司ＥＭ系列（ＰＲＯＴＥＭ接收机，ＴＥＭ４７、ＴＥＭ５７－ＭＫ２、ＴＥＭ６７发射机）、Ｃｒｏｎｅ公司ＰＥＭ系统，和澳大利亚ＳＩＲＯＴＥＭ系统等三种系统，其次还有Ｌａｍｏｎｔａｎｇｅ公司ＵＴＥＭ系统。
此外一些多功能电法仪，如加拿大ｐｈｏｅｎｉｘ公司Ｖ－６系统（ｆａｓＴＥＭ、ＭｕｌＴＥＭ）和美国Ｚｏｎｇｅ公司ＧＤＰ系统（ＮａｎｏＴＥＭ、ＺＥＲＯＴＥＭ）也可用作瞬变电磁法的测量工作。
国内产品有：西安物化探研究所生产的ＬＣ型电法勘探系统、长沙智通技术研究所ＳＤ－２型小功率瞬变电磁仪，物化探研究所生产的ＷＤＣ－２型小功率瞬变电磁仪和中国有属工业总公司北京矿产地质研究所生产的ＴＥＭ－３Ｓ型瞬变电磁仪。
以上仪器均为地面仪器，而专门用于矿井勘探，适用于井下数据采集并具有防爆功能的瞬变电法仪尚待研制。
６应用成果（１）试验性成果。
中国科学院地质与地球物理研究所白登海研究员领导的课题组发展了一种新的高分辨电阻率成像方法，可以对低阻环境中电阻率的微小变化做出反映，为瞬变电磁法成功用于地下探测奠定基础。
为了验证地下瞬变电磁法探测含水构造的可行性和有效性，他们与峰峰矿务局梧桐庄煤矿合作，进行了多次实验，并在地下试验中成功地预测了一个导水构造［１５］。
（２）瞬变电磁法在徐州某矿３４２２３工作面顶板水文探测中的应用。
本次勘探使用ＳＩＲＯＴＥＭ－ＩＩＩ型仪器，采用多匝小线框重叠回线装置，发射线框为２ｍ×３ｍ×３４匝，接收线框为２ｍ×３ｍ×６０匝，共布置测点２２个，点距３０ｍ。
