12030工作面瞬变电磁勘探报告1
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郑州市嵘昌煤业有限公司 12030 工作面瞬变电磁勘探报告
郑州嵘昌集团实业有限公司 二 0 一四年十月十六日郑州市嵘昌煤业有限公司
12030 工作面瞬变电磁勘探报告
报告编制：刘铁栓
数据处理：陈冬阳
成 图：陈冬阳
地 质：刘国超
测 量：王程卫
数据采集：刘铁栓 陈冬阳 刘国超 王程卫 王阳晓
工程施工单位：郑州嵘昌集团实业有限公司 报告编制单位：郑州嵘昌集团实业有限公司 单位技术负责人：邢吉亮 施工日期：
2014年10月 15日 报告提交日期： 2014年10月 18日刘晓明 第一章 测区概况 ............... ..-1 -
§
1.1 目的与任务 ................
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§
1.2 测区位置及范围 ............
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§
1.3 测区地质及水文地质概述..…
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第二章 原始数据采集 ........... ......-3 -
§
2.1 瞬变电磁法简介 ............
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§
2.2 仪器 ......................
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§
2.3 工程布置及工作量完成情况 .
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第三章 数据处理 ............... ..-7 -
§
3.1 数据处理 ...................
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§
3.2 资料解释 ...................
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第四章 结论与建议 ............. ....-9 -
§
4.1 结论 ......................
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§
4.2 存在的问题及建议 ..........
-9 第一章 测区概况
§ 1.1 目的与任务
本次瞬变电磁勘探的目的是探查郑州市嵘昌煤业有限公司
（以下简称：嵘昌煤业）12030工作面所采二i煤层采空区内老 空水积水情况，初步分析地表水、大气降水对工作面积水情况的 影响程度，为做好采煤工作面防治水工作提供参考， 以保障安全
生产。
本次瞬变电磁勘探设计施工 1条勘探剖面即12030轨道顺槽 垂直勘探剖面。预计勘探线总长 360m
受嵘昌煤业委托，本次井下瞬变电磁勘探工程由郑州嵘昌集 团地测防治水部承担。
§ 1.2 测区位置及范围
12030工作面位于12采区中部，为原石淙煤矿 1995年前采 空区中布置的复采工作面，工作面标高为 +163叶+251m北部为 计划开采的12010工作面，南部为计划开采的12050工作面，西 部为轨道大巷，东部至井田边界保护煤柱；地表对应位置为前柿杭 村农田坡地，地表无水体及建筑物，地面标高为+306m- +318.6m, 工作面平均埋深105m
12030工作面为倾向长壁后退式工作面，工作面平均倾向长 度342m
宽度100m 面积34200m，设计工业储量 10.05万吨， 设计可采储量9.46万吨。
§ 1.3 测区地质及水文地质概述
12030工作面布置在12采区中部的石淙背斜轴部，所采煤 层为二叠系下统山西组二 1煤层，二1煤基底不平，该工作面为
复采工作面，煤厚变化不大，平均煤厚 2.1m，煤层倾向SE-NE
倾角8°〜12°，平均10°。煤层呈黑色，粉状〜碎块状，属半 亮型煤，结构简单。该工作面为复采工作面，其顶板为采动后再 生顶板，顶板胶结较好，局部有炭质泥岩伪顶，加之整个矿井顶 板受卢颖滑动构造影响， 老顶大部分被铲失，直接顶为断层泥及
断层角砾岩，平均厚度10.3m, 一般随采随落，对工作面回采影 响不大。
二1煤层顶板水主要为顶板砂岩裂隙水，其富水性较弱，对 工作面生产不构成威胁。二1煤层直接底板以砂质泥岩为主，太 原组L7-8灰岩厚度4.8〜13.4m,平均9.1m，该含水层组岩溶裂隙 发育极不均匀，由于下部告成煤矿对该含水层长期疏放，现水位 降至+30 m,对工作面回采没有影响。奥陶系灰岩岩溶裂隙含水 层顶界面距二1煤层平均70m左右，岩溶发育极不均匀，目前该 含水层水位标高为+121.5m,工作面不受承压水威胁。 第二章 原始数据采集
§ 2.1 瞬变电磁法简介
瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method,简称 TEM)
是地球物理探测中最有效的电磁方法之一。 它探测深度大，分辨
率高，简便易行，探测速度快，抗干扰能力强，探测效果好。
瞬变电磁法的工作原理是利用发射回线向地下发射不同频
率的电磁脉冲，该脉冲的下降沿产生变化的一次场并向周围空间 扩散。该一次场进入地下导电介质时便产生随时间变化的二次 场，该二次场的观测和反演解释便可以获得地下介质的电导率 值，电性分层，厚度变化，电性体埋深和产状以及地下电性结构 等有关信息。
图一 地下全空间瞬变电磁探测原理图丿T2 T3 地下全空间探测时（见图一），当发射线圈中电流突然断开 后，地下介质中激起二次感应涡流场以维持在断开电流前存在的 磁场。二次涡流场呈多个层壳的“环带”型，其极大值沿着与发 射线圈平面成
30°倾角的锥形斜面向下及向外传播，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，岩层较为完整时视电阻率值一般相对较高， 引起的涡流场较弱；而岩层富水时视电阻率值相对较低， 引起的
涡流场较强，所以，通过观测二次涡流场就可以掌握地下介质的 视电阻率值分布情况。
12030工作面瞬变电磁勘探采用偶极布置方式（见图二） ，
偶极工作方式布置的优点是精度高，利于井下巷道条件下的作 业。
1mX 1m x 64Turns
图二 偶极装置工作方式图发射框
(Receiv er) § 2.2 仪器
12030工作面瞬变电磁勘探采用加拿大 GEONIC公司生产的
TEM-47 （增强型）瞬变电磁仪，仪器探测精度高，盲区小，抗干
扰能力强。具体参数如下：
接收机主要性能指标
接收机 PROTEM RECEIVER
观测值 三分量感应磁场的衰减比，nv/m2
电磁传感器 空心线圈
道数 用单道接收线圈顺序测量或用三分量接收线圈同时测量
时间门 20/30
信号分辨率 24位，包括1个符号位，系统分辨率29位
基本频率 0.3,0.75,3,7.0,30,75,285Hz/0.25,0.625,2.5,6.25,25,62.5,237.5Hz
积分时间 0.5，2，4，8，15，30，60和 120s
显示器 240 X 64点液晶显示
数据管理 固态存储3300套数据，RS232俞出
同频 参考电缆同步或咼稳疋性石央钟同步
工作温度 -40 ° C〜+60° C
电源 12V可充电源，可持续工作8小时
重量 15Kg
体积 34 X 38 X 27cm
发射机主要性能指标
发射机 TEM-47
电流波型 r偶极方波，正、负方波之间可设置50%占空间系数
基本频率 30，75，285Hz/25，62.5，237.5Hz
最小关断时间 2.5 卩 s
发射线圈 1m X 1m（128 匝）到 100mX 100m单匝）
同步 电缆同步
工作温度 -40 ° C〜+60° C
电源 12V可充电源；加强型供电电源为24V,最大发射电流10A ]
重量 5.3Kg 体积 10.5 X 24 X 32cm § 2.3 工程布置及工作量完成情况
12030工作面瞬变电磁勘探工程设计按照相关技术规范 （工 程测量规范 GB50026-93,煤炭电法勘探规范 MT/T 898-2000，电 阻率测深法技术规程 DZ/T 0072-93）布置与施工。
12030工作面轨道顺槽由切巷口向外布 1线垂直向下勘
探，测线长360m点距10m实测物理点36个，见图三。
1230工乍面轨道顺槽
临时水窝 』避硐
36 35343332313029282726252423222120191817161
M 苗日丸曰土
图三 12030 工作面瞬变电磁勘探工程布置图 道大巷 皮带大巷 躲避硐室
12030工作12030工作面运输顺实测施工共完成测线长 360m物理点36个，采集数据良好。 第三章 数据处理
§ 3.1 数据处理
BETEM是为瞬变电磁法的数据处理和解释开发的专用软件。 该软件采用了近年来的最新技术和方法，具有精度和分辨率高， 使用简单等特点。该软件包采用模块式结构， 每个模块可以独立 执行不同的功能。
各测线的原始数据由接收机传入计算机， 经整理完善后，在
BETEM中按顺序通过多种校正、转换和正、反演计算，求出地层
§ 3.2 资料解释 的视电阻率值并把时间转换为距离，从而得到全空间视电阻率。
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图四 数据处理作业图 !tT-13.J.X■耳UHJJ. ITB-UUA -MI ng>
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Tisr 根据得到的视电阻率值生成视电阻率平面图， 依据图件中地
层相对高、低阻电性分布情况，结合实际勘探区的水文地质资料， 得到勘探区内岩层赋水性的立体分布信息， 判断出富水区域和层
位，为煤矿安全生产提供资料保证。第四章 结论与建议
§ 4.1 结论
4.1.1物探异常区
本次瞬变电磁勘探没有发现能对工作面产生威胁的物探异
常区。
§ 4.2 存在的问题及建议
421 存在问题
12030工作面轨道顺槽从切口向外 30〜60m 120〜140m之 间见两处小范围低阻异常， 目前上述两段局部有涌水， 回采过程 中应加强对该区域的地质观测。
4.2.2 有关建议
矿方应安排一名业务素质高、责任心强的技术人员在回采过 程中对瞬变电磁勘探异常区进行跟踪描述， 将实际揭露情况与物
探成果进行对比，并编制物探成果验证报告书。 实际情况与物探
成果出入较大时，请及时反馈给集团公司地测防治水部； 集团公
司地测防治水部将及时到现场了解情况， 查找问题，做进一步的
分析研究，以改进操作方法和提高解释水平。
附图
1、12030工作面轨道顺槽（0-360m）瞬变电磁勘探视电阻率平面图
