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XX煤矿瞬变电磁超前探测报告根据要求，以下是关于XX煤矿瞬变电磁超前探测的报告，报告内容将包括原理、应用、结果分析等方面。
一、引言瞬变电磁超前探测是一种应用于煤矿勘探中的地球物理勘探方法。
通过测量地下矿藏特征的变化，可以提供煤矿资源及其分布的相关信息。
本报告将详细探讨XX煤矿中瞬变电磁超前探测的应用效果及结果分析。
二、原理瞬变电磁超前探测利用瞬变电磁场的特性，通过发射线圈产生电磁场，再利用接收线圈接收地下物质对电磁场的响应。
当电流在线圈中瞬时变化时，产生的电磁场会引起地下各种物质中的电流和电磁场的变化。
通过测量接收线圈接收到的信号，可以得到地下物质的电阻率、磁导率等信息，从而判断地下矿藏的存在与性质。
三、应用1.地下矿藏勘探：瞬变电磁超前探测可以用于地下矿藏的勘探，通过测量地下不同深度的电磁特征，可以识别出潜在的煤矿分布情况，并提供有关煤矿储量和质量的信息。
2.煤层顶板检测：通过瞬变电磁超前探测，可以检测煤层顶板的电磁特征，判断煤层顶板是否存在异常现象，如弱面、裂隙等，从而提前预防煤层顶板的塌陷和事故的发生。
3.煤层气勘探：瞬变电磁超前探测可以用于煤层气的勘探，通过测量地下煤层气体的电磁特征，可以判断煤层气的存在及储量情况，并提供对煤层气开采的指导。
四、结果分析在XX煤矿的瞬变电磁超前探测工作中，我们运用瞬变电磁超前探测仪器，对特定区域进行了勘探。
1.地下煤矿分布情况：通过瞬变电磁超前探测，我们确定了XX煤矿的分布情况，并发现了一些潜在的煤矿资源，为煤矿的开采提供了重要参考。
2.煤层顶板异常情况：我们发现了煤层顶板的一些异常特征。
通过进一步分析，可以预测煤层顶板的稳定性，并采取相应的措施，避免塌陷和事故的发生。
3.煤层气储量预测：通过对煤矿区域进行瞬变电磁超前探测，我们确定了煤层气的存在，并对其储量进行了初步预测。
这为后续的煤层气勘探工作提供了有力的支持。
综上所述，瞬变电磁超前探测是一种有效的煤矿勘探方法，可以提供地下矿藏的相关信息。
1概述平煤股份二矿庚20-23130风巷掘进工作面位置在二水平庚三采区东翼中部，西部与庚三皮带下山相连，东部到井田边界，巷道施工层位沿庚20煤层，标高-301m 至-345m ，设计长度1650m 。
梯形断面，巷道净宽4.6m ，净高2.6m ，锚网梁支护。
该风巷开口处在庚三采区强径流带中，若巷道掘进过程中遇到构造破坏底板隔水层的完整性，则极易与底板灰岩含水层导通形成突水事故，为保证庚20-23130风巷施工安全，使用YCS40(A)矿用本安瞬变电磁仪对掘进工作面实行循环超前探测。
2水文地质概况庚20煤层平均厚度1.8m ，倾向19°，倾角5°~12°。
直接顶为L6石灰岩（厚4.9m ），底板岩层依次为泥岩（厚1.8m ），砂质泥岩（厚2.4m ）、中粒砂岩（厚3.6m ）、L7石灰岩（厚5.2m ），底界以铝土质泥岩与下伏地层呈平行不整合接触。
该风巷掘进工作面断层优势走向为北东向，次为北西向，断层倾角一般在70o 左右，且裂隙较为发育，L7灰岩为直接充水含水层，下伏的寒武系灰岩为间接充水含水层，距庚20煤层18~27m ，均为灰岩岩溶裂隙承压水含水层，巷道施工前水位标高-278m 。
构造带影响区域及矿压破坏区域庚20煤层的底板与灰岩含水层之间易形成导水裂隙带，巷道施工至此区域时极可能出现突水事故。
附近在庚组煤层中施工的巷道曾发生过煤层底板突水事故，最大突水量达3000m 3/h 。
3掘进工作面超前探测方法由于掘进工作面迎掌空间相对狭小，因此，我们采用了1.5×1.5m 的重叠回线装置。
如图1所示，发射线圈（Tx ）和接受线圈（Rx ）重叠在一起，探测时尽量将线圈贴近掌子面，线圈法线方向为探测方向。
图1掘进工作面TEME 超前探测装置方式对掘进工作面迎掌探测时，测点在巷道迎掌的空间位置如图2，首先使线圈的法线与巷道左侧面分别成60°，45°和30°的夹角进行探测（图2中1，2和3号测点）；当线圈的法线方向与掌子面垂直时，在迎掌布置3-4个测点（图2中的4，5，6和7号测点）；到巷道迎掌右侧时在旋转线圈，使法线方向与巷道右侧分别成30°，45°和60°的夹角进行探测（图2中的8，9和10号测点）即在多个角度采集数据，获得前方岩体和煤体中比较完整的视电阻率信息。
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。
１０８科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２０１０ ＮＯ．１０ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ工 业 技 术我国煤矿井下巷道超前探测主要包括瑞雷波、地质雷达、直流电法等物探技术。
瑞雷波、地质雷达技术可用于巷道前方、侧方探测，但测距近、适应性差，一般情况下探测距离仅１０余ｍ，且对异常含水与否无法作出判别；电法超前探测技术，主要用于掘进头正前方隐伏构造探测，简便、实用、测距大、对水敏感、异常探出率高，但缺点是控制范围小、只能预测巷道掘进头整前方有无含水构造，而且探测工作量大，对高产高效矿井掘进效率影响较大。
借助瞬变电磁定向性好、对水敏感的技术优势，我们经过大量井下探测试验研究，探索出瞬变电磁超前探水的新方法，不仅大大提高了探测效率，而且取得较好地质效果。
１ 探测原理及方法１．１瞬变电磁基本原理瞬变电磁法（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＭｅｔｈｏｄ，简称ＴＥＭ）是地球物理探测中最有效的电磁方法之一。
分为地面ＴＥＭ探测和地下全空间瞬变电磁探测两种情况。
地下全空间瞬变电磁法利用发射框中的电流中断以后在空间导电介质中引发的二次涡流场来获得周围地层结构的信息。
该方法利用井下有限空间（如巷道等）对目标体进行近距离观测，探测的可信度和分辨率较高。
特别是在煤矿水害预测方面的应用获得了极大的成功。
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。
xxx煤矿xxx皮带巷xx#点前xxm处瞬变电磁超前探测报告Xxx矿地测科xx年xx月xx日目录1 任务和目的 (1)2 工作面概况 (1)3 瞬变电磁法基本原理 (1)3.1瞬变电磁法基本原理 (1)3.2矿井瞬变电磁法超前探测原理 (2)4 井下探测工作 (3)4.1探测仪器 (3)4.2探测参数与测点布置 (3)5 矿井瞬变电磁法的资料解释 (4)5.1水平顺层方向平探测情况 (5)5.2向下6°水平方向探测情况 (6)6 结论及建议 (7)7 附图××××矿××××皮带巷瞬变电磁超前顺层探测成果图 (8)附××××皮带巷矿井瞬变电磁超前探测成果表 (9)1 任务和目的xx年xx月xx日，xx科对xxx皮带巷xx#点前xxm处掘进头进行瞬变电磁探测工作。
本次探测任务是采用瞬变电磁法探测xxx皮带巷xx#点前xxm处掘进前方煤岩层富水情况。
2 工作面概况包含内容：①工作面位置；②地质构造、煤层赋存、顶底板岩性；③迎头淋水情况；④是否停电、底板积水、锚网情况、生产机械位置；⑤主要水害概述。
3 瞬变电磁法基本原理3.1 瞬变电磁法基本原理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磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。
简单地说，瞬变电磁法的基本原理就是电磁感应定律。
其基本工作方法是：于地面或空中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电磁场，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。
掘进巷道水害井下瞬变电磁超前探测瞬变电磁法是矿井防治水害的主要技术手段之一，本文介绍了瞬变电磁法的基本原理和该方法在巷道超前探测上的方法技术，论述了矿井瞬变电磁技术在探测巷道掘进头前方水的有效性，并结合实例证明该方法可以准确反映巷道前方地质体的空间特征，为防治掘进巷道水害提供了依据，很好地满足矿井巷道超前探测预报的要求。
标签：矿井瞬变电磁法；煤矿水害；超前探测；防治水0 前言矿井瞬变电磁法是近年来发展起来的在煤矿井下巷道内探查其周围空间不同位置，不同形态含水构造的矿井物探方法之一，其凭借体积效应小、方向性强、分辨率高、对低阻区敏感等一些优点，已成为煤矿水害探测的最佳选择方法[1]。
祈南矿断层的力学性质多数为压性，属于阻水断层。
根据14-18孔和补22-3孔对F8断层（正断层）和F9断层（正断层）抽水试验，q=0.0007～0.0005l/s.m，K=0.00299～0.000208m/d。
说明自然状态下断层的导水性较差，富水性弱。
从多处揭露断层的情况看，断层中部仅以断层面的形式存在，而未形成破碎带，并且断层附近挤压、扭动痕迹明显是正断层不导水的主要原因之一。
1 施工技术及测点布置超前探测主要是在掘进巷道迎头利用直接或间接的方法向巷道掘进方向进行探测，探测前方是否存在地质构造或富水体及导水通道，为巷道的安全掘进提供详细的地质资料。
祈南矿在掘进过程中利用瞬变电磁法对掘进头前方进行探测。
由于受巷道迎头空间的限制，矿井瞬变电磁法的发射和接收线圈的几何尺寸受到的一定的制约，只能采用多匝小回线的发射和接收装置形式，即边长为2～3 m。
测点布置在巷道迎头空间位置，即从巷道迎头左侧开始，首先使发射、接收天线的法线垂直巷道左侧面进行测量，然后旋转天线，使天线的法线方向与巷道的左侧形成一定夹角进行探测；当天线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1～2个测点；到巷道迎头右侧时再旋转天线，使法线方向与巷道右侧形成一定夹角进行探测，同时调整天线的法线与巷道底板的夹角大小，以探测巷道顶板、顺层和底板方向的围岩变化情况，其探测方向如图1所示，测点间距2～5m，共布置个物理点。
1 瞬变电磁三维立体探测技术1.1 矿井瞬变电磁法矿井中大多采用不接地磁欧源装置，其中一个线圈通过间歇性电流，另一线圈则接收到来源于矿井周围产生的二次场电磁信号。
以上所述信号是周围矿层、岩层等的信号响应，综合已知的信息对其进行分析，可以辨认出挖掘的作业面前方的地质中的含水构造状况和赋存形态状况等。
1.2 定点三维立体探测技术检测三维工作表面是隧道通过边长2m 的多匝方形收发设备的多元化，从离掘进工作面0.4m 、离矿道底板0.3m 的矿道中央地方，设计相同距离或者不同距离的集点，并对作业面前方的导含水构造三维立体的探测点。
为了直观搜集三维数据，把它分布到各个方位的扇形剖面上。
1.3 资料处理把收集的原始数据放到计算机中做数据筛选、消除异点、数据滤波，感应电位与时间的联系转变成视电阻率值与时间的联系。
计算每一时间对应的深度，进而生成所需图像。
全空间视电阻率ρτ公式为：ρτ=6.32×C ×2/3Fs ×2/3Js ×Uv -2/3×t -5/3（1）C 是空间校正系数，Fs 是发射回线等效面积，Js 是接收回线等效面积，Uv 是接收的归一化二次场电位，t 是接收的二次场衰减时间。
全空间瞬变电磁纵深公式为：1/520.6fnIL H ρη≈（2）n 是发射线圈匝数，I 是发射电流，L 是发射回线边长，ρ是t 时计算的视电阻率，η未供电激励时接收回线单位面积收到的干扰信号。
最后，成像图需将二维坐标转变成三维坐标，其中x 轴代表矿道挖掘作业面的平行方位，y 轴代表矿道挖掘作业面沿开挖方位，z 轴代表矿道挖掘作业面垂直方向。
2 导含水构造的物理模拟2.1 模拟原则在矿井当中常见的导含水构造主要存在断层、陷落柱、构造破碎带等地质情况，可以用一些导电性质好的铜质材料，根据相应的大小和导含水构造的普遍形态，模拟它三维空间中的瞬变电磁响应特征，并通过处理将模拟成果在三维立体空间中显示。
矿井瞬变电磁超前探测技术在石墨矿中的应用崔江伟;王一凡;王施智;蒋丁博【摘要】准确有效地预测预报石墨矿掘进迎头前方地质体信息,不仅可以有效避免石墨矿井突水灾害的发生,还可以追踪石墨矿体走向及其位置.在总结矿井物探主要手段的基础上,选择矿井瞬变电磁法进行石墨矿超前物探工作,并根据矿区电性特征推断异常区所反映的地质体信息.在实际应用中表明,探查结果与钻孔验证情况基本吻合,表明该方法在探查石墨矿掘进迎头前方地质体信息中是非常有效的矿井物探方法之一.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2019(016)002【总页数】5页(P218-222)【关键词】矿井瞬变电磁法;石墨矿;巷道超前探查【作者】崔江伟;王一凡;王施智;蒋丁博【作者单位】陕西省煤田物探测绘有限公司,陕西西安710005;陕西省煤田物探测绘有限公司,陕西西安710005;陕西省煤田物探测绘有限公司,陕西西安710005;陕西省煤田物探测绘有限公司,陕西西安710005【正文语种】中文【中图分类】P631.31 引言天然石墨是传统工业和战略性新兴产业所必须的矿物原料，现已成为支撑高新技术发展的重要战略资源，石墨资源能否持续充足稳定的供应关乎国家的可持续发展[1]。
近年来，随着新能源新材料领域对石墨资源的新需求，石墨矿的开采量也随之增加，而在其掘进过程中所面临的安全问题便成为了最突出的问题。
在石墨矿掘进过程中矿井突水灾害是典型的安全事故之一，因此，准确有效地预测预报掘进迎头前方地质体信息不仅可以有效避免矿井突水灾害发生，还可以追踪石墨矿体的走向和位置[2-5]。
目前探查掘进迎头前方地质体信息的主要手段有两种：一是钻探方法，该技术能直观、准确地反映出所探查区域的地质体信息，但其效率低，成本高，且具有一定的盲目性和危险性；二是矿井物探方法，其主要技术手段可分为矿井直流电测深法和矿井瞬变电磁法。
传统的直流电法技术虽然理论成熟，但其工作效率低,且受高阻屏蔽影响。
矿井瞬变电磁探测方法的特点与应用[摘要]随着煤矿综合机械化的不断发展，对地质工作的要求越来越高，在煤矿生产过程中，综采工作面内的局部小构造、含水性等都会影响煤矿的生产安全，其主要原因是细微的地质构造不清楚，传统的地质方法又无能为力。
因此将地面物探移到井下，发展更适合于矿井特殊条件和工作环境的勘探方法和技术，以近距离解决煤矿井下的具体问题势在必行。
矿井瞬变电磁法是目前开展井下物探的重要手段之一，它是利用井下各种岩石的电性差异来完成地质任务的一种物探方法。
【关键词】瞬变电磁探测方法；特点；应用一、工程概况本次瞬变电磁探测工作分为两个部分，第一部分于2011年3月20日完成，在丁6—23160采面机巷内布置测线，探测采面顶板及煤层富水性情况；第二部分于2011年3月21日完成，在丁6—23160采面风巷内布置测线，探测采面顶板及煤层富水性情况。
本次探测以丁6—23160采面顶板富水情况为主要探测目标，采用矿井瞬变电磁（TEM）超前探测技术，查明异常情况。
二、瞬变电磁探测方法1.探测地球物理条件从岩性物性差异的角度，一般变化规律认为泥岩、粉砂岩、中砂岩、粗砂岩、砾岩到煤层、灰岩，电阻率逐渐增高，即煤层、灰岩相对其它岩层为高电阻率阻层，若岩层含水，则随着其含水率的增加电阻率值减小，因此岩层电阻率发生变化除与岩层岩性本身有关外，其含水性也起决定作用，故在灰岩等高阻地层中，地层含水，表现为低电阻率值；相反，则表现高电阻率值。
2.矿井瞬变电磁探测特点由于井下特殊施工环境，矿井瞬变电磁法与地面瞬变电磁法以及其它的矿井物探方法有很大的不同，主要有以下几方面的特点：（1）受井下巷道施工空间所限，无法采用地表测量时的大线圈（边长大于50m）装置，只能采用边长小于3m的多匝小线框，因此与地面瞬变电磁法相比具有测量设备轻便，工作效率高，成本低等优点，可用于其他矿井物探方法无法施工的巷道（巷道长度有限或巷道掘进迎头超前探测等）；（2）由于采用小线圈测量，点距更密（一般为2～20m），体积效应降低，横向分辨率提高，再者测量装置靠近目标体，异常体感应信号较强，具有较高的探测灵敏度；矿井瞬变电磁法同样面临全空间电磁场分布的问题。
煤矿井下瞬变电磁超前探测技术探讨与应用作者：李鹏飞贾子龙张富明赵兴辉来源：《城市地质》2020年第04期摘要：煤礦巷道掘进及工作面回采时，若前方存在富水区，易发生突水事故。
采用煤矿井下瞬变电磁超前探测技术，可以探测煤矿掘进头及工作面前方隐伏构造的富水性。
煤矿井下瞬变电磁超前探测技术通过观测电磁感应二次场进行探测，其具有工作效率高、线框布设灵活、横向分辨率较高的特征。
针对不同的地质条件和工作任务，选择适合的施工装置和施工参数。
掘进头超前探实例中，超前探圈出的顺层富水区钻孔得以验证，在工作面超前探实例中，煤层中注水区与超前探测成果一致，说明了煤矿井下应用瞬变电磁超前探测技术探测富水区是有效的。
关键词：瞬变电磁;超前探;掘进头;工作面Abstract： Water inrush is easy to happen if there is water-enriched area in front of the coal mine during driving and working face mining. By using the advance detection with transient electromagnetic method in coal mines， the water-enriched property of the hidden structure in front of the mining head and working face can be detected. By observing the secondary field of electromagnetic induction， the technology has the characteristics of high efficiency， flexible layout of wire frame and high horizontal resolution. According to different geological conditions and work tasks， it needs selecting suitable construction equipment and construction parameters. In the case of advance exploration in the driving head， the drilling in the water-enriched area along the seamcircled by advance exploration is verified. In the case of advance exploration in the working face，the results of water injection area in the coal seam are consistent with those of advance exploration，which shows the effectiveness of the underground transient electromagnetic technology for the water-enriched area.Keywords： transient electromagnetic; advance detection; driving head; working face0 前言井下水患严重威胁煤矿企业的生产与建设，往往给矿井造成严重的财产损失及人员伤亡。
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。
XXXX集团XXXX煤业有限公司矿井瞬变电磁法探测报告XXXX有限公司20XX年4月14日目录1、目的任务 (1)2、探测区概况 (1)3、本次使用仪器及原理 (2)4、现场数据采集及参数选择 (4)5、数据处理及分析 (6)6、综合成果 (9)7、结论及建议 (9)1、目的任务XXXX集团XXXX煤业有限公司为摸清掘进巷道前方富水异常区分布情况，特委托XXXX有限公司对该矿井三采区回风巷进行瞬变电磁法跟踪超前探测工作，为矿井防治水工作提供技术依据。
本次井下瞬变电磁超前探测位置为三采区回风巷开口161m处（3#测点前28m处）掘进头，探测任务是：对三采区回风巷开口161m处（3#测点前28m处）掘进头前100m（探测距离）范围内富含水异常体进行探测，并圈定富水异常体范围及位置。
2、探测区概况2.1 探测区位置概况本次探测位置为三采区回风巷开口161m处（3#测点前28m处）（图2-1）。
三采区回风巷位于井田中部，巷道走向为东南向。
南部为三采区机轨巷，东北部尚未布置工作面。
图2-1 探测位置示意图2.2地质概况现开采3号煤层，煤层厚度为4.50～6.30m，平均厚度为5.99m，煤层结构简单～较简单，含有1～3层砂质泥岩夹矸，最常见的是位于煤层中下部的一层夹矸，厚度为0.10～0.50m。
煤层直接顶板为泥岩或砂质泥岩，老顶为中细粒砂岩；底板为泥岩、砂质泥岩及砂岩。
上距K8砂岩28.60～63.10m，平均为35.55m，下距K7砂岩12.50～23.50m，平均为14.50m。
根据矿方提供的资料显示，本次探测范围内尚未发现断层、陷落柱等构造。
2.3水文地质情况根据本矿地质及水文地质情况可知，三采区掘进巷道主要水患有3号煤层顶板砂岩裂隙水及采空区积水。
顶板砂岩裂隙水为3号煤层直接充水水源，渗透系数0.0161m/d，单位涌水量为0.0109L/s.m，含水层富水性弱。
根据《XXXX集团XXXX煤业有限公司煤矿防治水分区管理论证报告》可知：本矿3号煤层采空积水区共有13处，估算采空积水区面积为354877m2，积水量为498602m3；巷道积水2处，积水量为28809m3，三采区有一处积水区，编号7#，位于三采区机轨巷东北部。
矿井瞬变电磁法富水体超前探测原理及应用研究李云波;李好【摘要】由于对煤矿工作面顶底板和掘进工作面前方富水构造情况不清，导致近年来煤矿井下水害频发。
介绍了矿井瞬变电磁法超前探测原理、井下探测工艺、数据采集和资料处理流程，总结出富水异常体解释和划分方法。
应用YCS40矿用本安型瞬变电磁观测系统对霍州煤电集团文明煤矿掘进工作面进行了超前探测研究，结果表明矿井瞬变电磁法能够比较准确地预报掘进工作面前方100 m内的富水异常体。
%The unclear water-enriched structure in the roof and floor strata of the coal face and in front of the heading face led to the frequent occurrence of mine water disasters in recent years. This paper described the advance detection principle, underground detection technology,data acquisition and data processing of the mine transient electromagnetic method and summarized the explanation and classification methods of the abnormal water-enriched body. The advance detection research was carried out with YCS40 transient electromagnetic observation system in Wenming Mine of Huozhou Coal Electricity Group Co. , Ltd. ,and research results showed that the use of the mine transient electromagnetic method can more accurately predict the water-enriched anomaly in 10m range in front of the heading face.【期刊名称】《矿业安全与环保》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】4页(P69-72)【关键词】矿井;富水异常体;瞬变电磁法;超前探测;矿井水害【作者】李云波;李好【作者单位】中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙410083; 中煤科工集团重庆研究院，重庆400039;中煤科工集团重庆研究院，重庆400039【正文语种】中文【中图分类】TD745+.21;P631.3随着煤矿开采深度、强度、速度、规模的增加和扩大，矿井突水事故频繁发生，严重影响和制约着矿山的安全生产。
目录之阿布丰王创作2.1 探测方法原理12.2 矿井瞬变电磁的特点3山西煤业运销集团同富新煤业有限公司为平安生产,依照“有掘必探、有采必探”的原则,委托山西省地球物理化学勘查院（以下简称山西物化院）对该矿10101辅助运输顺槽开口向里21m处前方100米半圆范围地层赋水情况进行井下瞬变电磁探测工作,山西物化院于2013年10月14日进行了井下现场资料收集工作,经认真处置分析,提交本次井下瞬变电磁探测陈说.1.1探测任务及目的1）超前探基本测线4条,每条测线11个物理点,2）探测10101辅助运输顺槽开口向里21m处顶板,顺层及底板的前方100米低阻体异常及分布范围.3）为安插探防水钻孔设计提供依据.2.1 探测方法原理瞬变电磁法属时间域电磁感应方法.其探测原理是：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,发生一个向发射回线法线方向传布的一次磁场,在一次磁场的激励下,地质体将发生涡流(见图2-1),其年夜小取决于地质体的导电水平,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2-2).该过度过程又发生一个衰减的二次磁场向地质体内传布,由接收回线接收二次磁场,该二次磁场的变动将反映地质体的电性分布情况.如按分歧的延迟时间丈量二次感生电动势V(t),就获得了二次磁场随时间衰减的特性曲线.如果没有良导体存在时,将观测到快速衰减的过度过程(见图2-3)；当存在良导体时,由于电源切断的一瞬间,在导体内部将发生涡流以维持一次场的切断,所观测到的过度过程衰变速度将变慢,从而发现导体的存在.图2-1TEM探测原理图2-2 TEM衰减曲线（探测的根据）图2-3 半空间中的等效电流环瞬变电磁场在年夜地中主要以扩散形式传布,在这一过程中,电磁能量直接在导电介质由于传布而消耗,由于趋肤效应,高频部份主要集中在地表附近,且其分布范围是源下面的局部,较低频部份传布到深处,且分布范围逐渐扩年夜.传布深度：/4σμπtd=(1)传布速度：t t d v z 02πσμ=∂∂=(2)t 为传布时间,σ为介质电导率 0μ为真空中的磁导率.瞬变电磁的探测度与发送磁矩覆盖层电阻率及最小可分辨电压有关.由(2)式得：ρπ/10227h t -⨯= (3) 时间与表层电阻率,发送磁矩之间的关系为： ()513120400⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=πρημM t (4)M 为发送磁矩,1ρ为表层电阻率,η为最小可分辨电压,它的年夜小与目标层几何参数和物理参数,还有和观测时间段有关.联立(3)(4)式,可得：51155.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ηρM H (5)上式为野外工程中经常使用来计算最年夜探测深度公式.瞬变电磁的探测度与发送磁矩,覆盖层电阻率及最小可分辨电压有关. 采纳晚期公式计算视电阻率：⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=dt )t (dB 5t M 2t 4)t (z 00μπμρτ (6) 式中 R S 10I I V dt )t (dB N 3z ⋅⋅= (7)2.2 矿井瞬变电磁的特点矿井瞬变电磁和空中瞬变电磁法的基来源根基理的一样的,理论上也完全可以使用空中电磁法的一切装置及收集参数,但受井下环境的影响,矿井瞬变电磁法与空中的TEM 的数据收集与处置相比又有很年夜的区别.由于矿井轨道、高压环境及小规模线框装置的影响,在井下的探测深度很受限制,一般可以有效解释100m 左右.另外空中瞬变法为半空间瞬变响应,这种瞬变响应来自与地表以下半空间层,而矿井瞬变电磁法为全空间瞬变响应,这种响应来自回线平面上下（或两侧）地层,这对确定异常体的位置带来很年夜的困难.实际资料解释中,必需结合具体地质和水文地质情况综合分析.具体来说矿井瞬变电磁法具有以下特点：1）受矿井巷道的影响矿井瞬变电磁法只能采纳边长小于2m的多匝回线装置,这与空中瞬变电磁法相比数据收集劳动强度小,丈量设备轻便,工作效率高,本钱低.2）采纳小规模回线装置系统,因此为了保证数据的质量、降低体积效应的影响、提高勘探分辨率,特别是横向分辨率,在布设测点时一定要控制点距,在考虑工作强度的情况尽可能的使测点密集.3）井下丈量装置距离异常体更近,年夜年夜的提高丈量信号的信噪比,经经验标明,井下丈量的信号强度比空中同样装置及参数设置的信号强10-100倍.井下的干扰信号相对有用信号近似即是零,而空中丈量信号在衰减到一按时间段接被干扰信号覆盖,无法识别有用的异常信号.4）空中瞬变电磁法勘探一般只能将线框平置于空中丈量,而井下瞬变电磁法可以将线圈放置于巷道底板丈量,探测底板一定深度内含水性异常体垂向和横向发育规律,也可以将线圈直立于巷道内,当线框面平行巷道掘进前方,可进行超前探测；当线圈平行于巷道正面煤层,可探测工作面内和顶底板一定范围内含水低阻异常体的发育规律.另外矿井瞬变电磁法对高阻层的穿透能力强,对低阻层有较高的分辨能力.在高阻地域由于高阻屏蔽作用,如果用直流电法勘探要到达较年夜的探测深度,须有较年夜的极距,故其体积效应就年夜,而在高阻地域用较小的回线可到达较年夜的探测深度,故在同样的条件下TEM较直流电法的体积效应小很多.本次探测使用的仪器为武汉地年夜华睿地学技术有限公司生产的YCS200矿用瞬变电磁仪（图3-1）.这套矿用瞬变电磁仪对低阻充水破碎带反映特别灵敏、体积效应小、纵横向分辨率高,且施工快捷、效率高等优点,既可以用于煤矿掘进头前方,也可以用于巷道侧帮、煤层顶、底板等探测,为煤矿企业在生产过程中水患和导水构造的超前预测预报提供技术手段.同时这套瞬变电磁仪系统可以通过加年夜发射功率的方法增强二次场,提高信噪比,从而加深勘探深度；通过屡次脉冲激发场的重复丈量叠加和空间域屡次覆盖技术的应用提高信噪比,应用于工作复杂、噪声干扰年夜的煤矿井下水害超前预报使用,有效勘探深度能到达100米.图3-1 YCS200矿井瞬变电磁仪实物图YCS200矿用本安型瞬变电磁仪-技术指标参数发送电流强度≤4A电流脉冲宽度10 ms、20 ms、40 ms电流发射频率200 Hz 、25 Hz、12.5 Hz、6.25 Hz、1.5625H z、0.25 H z发射线圈规格 1.5 m×1.5 m发射电压9.6V叠加次数1～9999（可选）关断时间0.5~300μs（随供电电流年夜小以及发送线圈分歧而各异）发射波形双极性矩形波主控机军用级工控机A/D转换器16 bit最小采样间隔4μS静态范围140 dB本底噪声≤600nV内存256 MB数据存储 4 GB电子硬盘（可扩展）端口1个USB2.0（仅在空中使用）显示屏7″TFT黑色液晶显示屏把持界面Windows xp电源内置电池连续工作时间7小时以上尺寸335㎜×281㎜×216㎜（长×宽×高）重量4Kg工作温度0℃～+40℃图3-2 YCS200矿井瞬变电磁仪技术参数根据矿方要求,本次施工是在10101辅助运输顺槽开口向里21m处进行探测.依次探测方向与水平夹角分别为45°、30°、0°、-30°共4个角度,每个角度由左侧帮到右侧帮顺时针布设11个测点.(如图3-3、3-4所示）.本掘进头有效探测距离为100m,留设30m平安距离,本次探测的前方30m为本次探测盲区,掘进到距离本掘进头70m处进行下一次探测.图3-3 井下瞬变电磁纵向施工示意图图3-4 井下瞬变电磁横向施工示意图本次勘探装置类型采纳重叠回线组合装置,边长 1.5m的激发和接收正方形线圈,激发线圈匝数为16匝,接收线圈匝数为40匝.供电电流档为2A,供电脉宽10ms.每个测点采纳30次叠加方式提高信噪比,确保了原始数据的可靠性.3本次工作情况本次主斜井井下物探共完成超前探基本测线4条,每条测线11个物理点.探测环境简述：本次探测10101辅助运输顺槽开口向里21m处,顶板为铁锚杆支护,铁丝网护顶护壁,巷道内有年夜型综掘机一台,位于迎头后方1.5m处.以上干扰源对收集数据造成一定的干扰,影响解释精度..2质量保证办法井下数据收集采用以下质量保证办法：1、数据收集前,仪器严格按说明书进行标定；对介入此项工程的人员加强质量意识的教育与管理；严格依照ISO：9001及2000质量管理体系的法式进行施工,加强自检与互检.对不符合质量要求的资料,查明原因,凡属主观因素造成的立即返工.2、根据地质任务合理确定采样延时、叠加次数、发射电流等仪器的参数设置；施工过程中时刻检查仪器和导线的漏电情况,保证绝缘,防止观测曲线发生畸变,造成解释的毛病.3、在施工过程中,尽量减少测线方位与点距的偏差.受巷道条件等的影响,及时调整点线距和测网密度,并及时重测,以便最年夜限度地消除偶然误差而获得可靠、丰富的地质信息.矿井瞬变电磁法资料的基本处置过程是：数据整理、数据预处置、数据转换与计算、视电阻率换算、时深转换、绘制功效图、异常确认、根据地质及水文资料进行综合解释.资料解释结合已知的地质、钻探和水文等资料.在具体解释中还做到了：1、人工解释与计算机解释相结合；2、垂直断面与水平切面解释相结合；3、电性解释与综合地质分析相结合.图4-1 瞬变电磁数据处置及解释流程图对现场施工的数据进行分组,可获得45°、30°、0°、-30°四个条理的探测功效.通过对数据的处置,获得以下瞬变探测视电阻率分布功效图.在下图中,坐标（0,0）点暗示探测体端点位于10101辅助运输顺槽开口向里21m处的位置,图左暗示探测体左侧及左前方,右侧暗示探测体右侧及右前方.图中显示了探测体从北向开始,依照顺时针分歧方位角和倾角的空间位置的视电阻率分布图.在每幅图中,依次用红、黄、绿、蓝代表分歧的视电阻率值,颜色越接近红色,暗示视电阻率越高暗示岩层相对含水性越弱,反之,颜色越接近蓝色,暗示视电阻率越低,该位置相对含水性越强.在图中红色虚线区域为低阻异常.由于瞬变电磁法探测具有低阻屏蔽的特性,真实的低阻区域可能小于图中显示的低阻范围,所以由此得出的低阻范围只能是相对值.瞬变电磁法只能探测低阻区域的最近距离,而不能确定低阻区域的最远鸿沟,所以实际工作中只能圈定低阻范围的最近距离.从图4-2顶板45º超前探测视电阻率拟断面图中可以看出,在有效探测深度为100m范围之内,未发现明显的相对低阻异常.斜向上45°方向（顶板）图4-2 顶板45º超前探测视电阻率拟断面图从图4-3顶板30°超前探测视电阻率拟断面图中可以看出,在有效探测深度为100m范围之内,未发现明显的相对低阻异常.顺层0°方向图4-3 顶板30°超前探测视电阻率拟断面图从图4-4顺层0°超前探测视电阻率拟断面图中可以看出在有效探测深度为100m范围之内,未发现明显的相对低阻异常.斜向下30°方向（底板）图4-4 顺层0 º超前探测视电阻率拟断面从图4-5底板30º超前探测视电阻率拟断面图中可以看出,在有效探测深度为100m范围之内,未发现明显的相对低阻异常.斜向下45°方向（底板）图4-2 顶板45º超前探测视电阻率拟断面图综合4个条理的探测功效图,本次探测在有效探测深度为100m范围之内,未发现明显的相对低阻异常.根据本次探测结果并结合地质资料及现场施工环境分析,推断在本次探测点前方100m范围内富水性一般.但也不排除为综掘机等铁器干扰屏蔽探测信号所致.1、赋水区的划分是相对的,划分的主要依据是视电阻率值的高低,但引起电阻率变动的因素是多样的,因此划分的赋水区也仅是视电阻率相对低阻异常区.本次勘探功效图所示蓝色区域的相对低阻异常区,地质推断为赋水性区域,前方掘进时可能会呈现淋水和裂隙渗水现象,结果有待矿方钻探验证.2、综合考虑矿区地质条件复杂,平安隐患因素多,建议矿方对推断的相对低阻异常区域进行钻探工作,注意出水量的变换,以便制定合理的施工设计方案,防止造成意外透水事故.3、由于物探方法受体积效应的影响,影响物探异常的因素较多,因此建议矿方须结合巷道实际掘进情况及矿区水文地质资料,在施工时严格依照煤矿平安生产中“有掘必探,物探先行,钻探跟进”的指导思想进行,在掘进之前进行相应的钻探工作,以弥补物探推断异常以外的水患验证工作,确保平安生产.4、建议矿方在生产过程中及时将井下揭露地质水文情况和地质构造情况反馈我方,以便进行数据定量修正,更好地为矿方平安生产服务.5、刮板机、综掘机等铁器要后退至迎头8m以外,确保施工空间；断电暂停施工,确保收集数据质量.。
第35卷第3期物 探 与 化 探Vol.35,No.3 2011年6月GEOPHYSICAL&GEOCHEMICAL EXPLORATION Jun.,2011 矿井瞬变电磁超前探测数据处理与显示技术廖俊杰1,于景邨1,2,胡兵1,刘振庆1(1.中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221116;2.深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州 221116)摘要:矿井瞬变电磁法是有效探查巷道迎头赋水性情况的矿井物探方法之一。
快速处理数据和显示成图可以促进矿井瞬变电磁法在井下探查工作中发挥更大的优势。
根据井下巷道迎头超前探测的工作装置和探查技术,介绍了超前探测数据处理与显示成图的操作步骤,实现了成果数据的坐标转换,生成了更加直观的与实际探测区域吻合的扇形图。
关键词:矿井瞬变电磁法;井下超前探测;显示成图技术中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2011)03-0423-04 矿井瞬变电磁法是在煤矿井下巷道内探查周围空间不同位置、不同形态含水构造的矿井物探方法之一。
它是一种时间域的电磁勘探方法,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[1]。
如何快速处理数据和显示成图成为矿井瞬变电磁法发展中的重要环节。
传统的矩形成图方法[2]使探测区域深部压缩、浅部拉伸,导致异常区域产生变形,并且矩形成图采用相对距离,给异常区域位置的确定带来较大的误差,这些都给资料解释带来了一定的难度。
而扇形成图方法中,其横坐标为以巷道中点为中心点向两侧伸展到巷道的实际宽度,纵坐标为相对于巷道迎头的实际探测距离,各测点测量的不同深度的视电阻率值分布在实际平面位置,将视电阻率等值线图绘制成扇形,与实际探测区域基本吻合,能够更加直观地反映异常区域的位置,从而提高矿井瞬变电磁法超前探测资料的解释精度[3],为矿方工作人员提供更加清楚易懂的资料。
1 超前探测数据处理超前探测主要是在巷道迎头利用直接或间接的方法向巷道掘进方向进行探测,探测前方是否存在地质构造或富水体及导水通道,为巷道的安全掘进提供详细的地质资料[4]。
应用矿井瞬变电磁法超前探测技术在井下通过仪器采集到的数据需要进行相应的处理。
矿井瞬变电磁法数据处理与解释系统是一款针对矿井特殊的强干扰环境,集处理、解释功能为一体的瞬变电磁软件。
该软件能够针对井下瞬变电磁测量的超前探测数据进行简便快捷的处理,生成成果图。
用矿井瞬变电磁法数据处理与解释系统进行超前探测数据处理的过程,主要包括数据预处理、生成断面文件、时深转换、深度校正以及超前探测坐标转换等步骤,完成这一系列步骤后,即可在Surfer中进行断面图绘制。
1.1 数据预处理矿井瞬变电磁法超前探测井下采集的数据必须经过相应的预处理方可正常进入处理流程。
数据预处理子模块能够读取井下采集的原始数据文件(SIR格式、TXT格式和GX7格式),计算各回线装置的视电阻率,以DAT格式把各单点电位、视电阻率数据保存在当前目录中;显示电流、窗口、时间序列、Tx面积、Rx面积等基本参数,为进一步处理作准备(图1)。
操作步骤如下:①根据所用瞬变电磁仪,选择仪器类型(TerraTEM、SIROTEM⁃3、PROTEM47HP);②从SIR格式、TXT格式和GH7格式中选择相应的文件类型;③打开原始文件,保存文件中电位文件前缀为“U”,电阻率文件前缀为“R”;④点击“执行”,待数据预处理完毕后,点击“返回”。
其中日期、平均电流等基本参数自动从原始文件中获取。
收稿日期:2010-04-10基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目资助(2007CB209400)物 探 与 化 探35卷图1 数据预处理对话框图2 生成断面文件对话框1.2 生成断面文件在生成断面文件子模块中,用户可根据现场记录,输入正确的参数,实现对各探测断面的生成,形成DAT 格式的断面数据文件(图2)。
具体操作步骤如下:①点击“浏览目录”,选择预处理后数据所在的文件夹;②点击“保存断面文件”,将预处理后数据形成的断面文件存在规定的路径;③设置参数,输入“提取点数”、“测点间距”、“起点”、“间隔”、“起始窗口”、“终止窗口”;④点击“执行”,生成断面文件;⑤点击“返回”,返回软件主界面。
1.3 时深转换在时深转换子模块中,用户可录入发射面积、转换起始点和转换测点点数3个基本参数,并选择相应的保存方式,可以高效进行深度反演(图3)。
具体操作步骤如下:①打开断面文件,断面测点数和窗口数为软件自动生成数值;②输入转换参数,即“发射面积”、“转换起始点”、“数”;③保存深度断面文件,将时深转换后的文件保存在规定路径;④点击“执行”,完成数据时深转换,点击“返回”,返回软件主界面。
1.4 深度校正由于采集瞬变数据时,受到金属、人文设施的干图3 时深转换对话框扰,通过上述模块自动反演的深度值跟实际探测深度有很大的误差,必须结合实验和地质资料,对深度值进行校正。
深度校正子模块读入DAT 格式文件,校正深度范围,并以DAT 格式文件保存在用户指定的文件夹中。
另外,用户可任选保存文件的样式(图4)。
图4 深度校正对话框具体操作步骤如下:①打开深度文件,“测点数”、“窗口数”由软件自动生成;②结合现场地质资料,输入“起始系数”、“终止系数”;③保存深度断面·424· 3期廖俊杰等:矿井瞬变电磁超前探测数据处理与显示技术文件在规定路径,点击“执行”,完成对深度的校正;④点击“返回”,返回软件主界面。
1.5 超前探测本模块针对成熟的井下瞬变电磁探测施工技术,自动生成与实际探测区域吻合的扇形数据体。
矿井瞬变电磁超前探测测点布置,都是以侧帮的某个测点为起始点,导致Surfer 绘制的为矩形剖面图,而实际上,超前探测的范围是以巷道迎头为原点的扇形区域(图5),这就需要对成图数据的坐标进行转换。
图5 超前探测测点布置示意在本模块中,用户可根据现场记录选择相应的设计。
模块读入DAT 格式文件,原数据转换成以巷道迎头为原点的扇形二维数据体,并以DAT 格式文件保存在用户指定的文件夹中[4]。
图6是超前探测坐标转换子模块操作对话框。
图6 超前探测坐标转换对话框具体步骤如下:①打开超前探测坐标转换子模块,选择文件类型为“深度⁃视电阻率文件”,输入相应的巷道宽度;②在“浏览”中选择校正深度后的目标文件;③根据现场记录,在“测点数据加载”中选择相应的设计;④保存文件到指定路径,操作完成后点击“确定”;⑤点击“返回”,返回到软件主界面。
通过上述一系列操作,即可得到扇形数据体,然后通过调用绘图模块即可绘制扇形图。
2 超前探测成果显示技术通过上述数据处理后,原始数据转换成为扇形数据体。
用扇形数据体进行断面图绘制时,Surfer 自动生成矩形框,而经过上述处理操作后生成的是扇形数据体,矩形框内扇形之外没有数据,所以绘制断面图之前需要先对超前探测坐标转换后的数据体进行白化(图7)。
图7 白化对话框选择需要白化的文件后,点击“白化”,然后保存文件到指定路径,即可完成白化过程。
白化后,调用绘图模块在Surfer 中绘制断面图。
然后对数据进行网格化,生成等值线图,即超前探测扇形图。
3 应用实例图8为某矿井巷道迎头瞬变电磁超前探测成果,横坐标为以巷道中点为中心点向两侧伸展到巷道的实际宽度,纵坐标为相对于巷道迎头的实际探测距离。
由于巷道迎头断面宽度一般在3~5m,为了有效利用所测得的数据,将巷道的宽度按一定比例加宽至10m,这样可准确计算出图中任意一点到巷道迎头的距离[3]。
图8 超前探测籽s 等值线扇形图图8显示,距巷道右侧帮80~120m、前方5~60m 处ρs 较小,为低阻异常区,并且该区域中还有一个ρs 更低的圆形区域,说明巷道对应位置含水裂隙发育;巷道左侧80m 处视电阻率值较小,但对巷·524·物 探 与 化 探35卷图9 超前探测籽s等值线传统矩形图道掘进影响不大,不作考虑。
在掘进过程中要注意巷道右侧帮出水情况,以便及时采取相应措施。
图9为传统的矩形图,采用相对坐标,如图5所示,将1~3和7~9号数据分别绘制到与4~6号数据平行的迎头断面上,将左、右侧帮和迎头前方的视电阻率等值线整合在一张矩形图上。
图9可见,距离巷道右侧帮7~13m、前方80~115m处,ρs为10Ω·m,相对较小,为相对低阻异常区;距离巷道左侧帮8~15m、前方75~125m处ρs也为10Ω·m,相对较小,为相对低阻异常区。
图9中可明显地看出深部区域被压缩,异常区域被拉伸,产生变形;由于采用相对坐标,导致了低阻异常区位置向前方深部和靠近巷道侧帮方向移动,使得在解释时对异常区域的位置确定产生了较大误差。
而图8由于成图显示区域与实际探测区域基本吻合,能够更加直观、精确地反映异常体的形状和位置,进而提高解释精度。
4 结论超前探测数据处理及显示成图系统能够根据瞬变电磁数据采集的特点,对成果数据进行坐标转换,生成与实际探测区域吻合的扇形图。
实例应用证明,超前探测模块能够简便快捷地处理瞬变数据,其生成的扇形图更容易对测量结果进行解释。
参考文献:[1] 李全,于景邨.采掘工作面顶板富水性矿井瞬变电磁探查技术研究[J].能源技术与管理,2005,(3).[2] 刘树才,刘志新,姜志海.瞬变电磁法在煤矿采区水文勘探中的应用[J].中国矿业大学学报,2005,34(4).[3] 刘志新,岳建华,刘仰光.扇形探测技术在超前探测中的应用研究[J].中国矿业大学学报,2007,36(6).[4] 于景邨.矿井瞬变电磁法勘探[M].徐州:中国矿业大学出版社,2007:6-7.DATA PROCESSING AND DISPLAY TECHNOLOGY FORMINE TRANSIENT ELECTROMAGNETIC METHOD IN ADVANCED DETECTIONLIAO Jun⁃jie1,YU Jing⁃cun1,2,HU Bing1,LIU Zhen⁃qing1(1.School of Resources and Geosciences,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,China;2.State Key Laboratory for Geomechanics &Deep Underground Engineering,Xuzhou 221116,China)Abstract:The mine transient electromagnetic method is one of the geophysical methods for effective investigation of the situation of wa⁃ter in front of the tunnel.Rapid processing of data and display mapping can make the mine transient electromagnetic method play a bet⁃ter role in the underground exploration work.According to the detection device and technology of advanced detection in front of the tun⁃nel,this paper deals with the steps of data processing and display mapping in the advanced detection method,achieves the coordinate conversion of data,and generates a more intuitive sector chart which is consistent with the actual detection area.Key words:mine transient electromagnetic method;downhole advanced detection;display mapping technique作者简介:廖俊杰(1987-),女,中国矿业大学资源与地球科学学院硕士研究生,主要研究方向为矿井地球物理勘探、工程与环境地球物理勘探。
