瞬变电磁法实例01

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瞬变电磁场法实验

图一瞬变电磁场法基本原理图
二、工作方法仪器设备仪器设备WTEM——1Q浅部瞬变电磁勘探浅部瞬变电磁勘探系统，掌上电脑，导线若干，阻尼电阻一个，系统，掌上电脑，导线若干，阻尼电阻一个，电池箱一个，测线一条。线圈线两条。电池箱一个，测线一条。线圈线两条。 1.工作布置：工作布置：工作布置沿WE方向拉测线，平行测线布置同心的两方向拉测线，方向拉测线个正方形线圈，个正方形线圈，如图一；按图一示连接仪将接收机“同步方式”设为内置，器，将接收机“同步方式”设为内置，传输方式设置电缆。方式设置电缆。
电法勘探
实验名称：瞬变电磁场法实验名称：
实验3 实验
实验内容：瞬变电磁场法测量；实验内容：瞬变电磁场法测量；测量实验设备：瞬变电磁场法仪器，电极，连接线，电源；实验设备：瞬变电磁场法仪器，电极，连接线，电源；仪器实验要求： 1. 掌握电极布置和仪器设备的连接方法；实验要求：掌握电极布置和仪器设备的连接方法； 2. 掌握瞬变电磁场法仪器的正确操作方法掌握瞬变电磁场法瞬变电磁场法仪器的正确操作方法和观测参数的设置；和观测参数的设置； 3. 正确的保存和查看原始观测数据文件。正确的保存和查看原始观测数据文件。
3. 结果显示：通过选项可选择衰减曲线和剖结果显示：面显示，面显示，衰减曲线为二次场电压随时间衰减快慢的曲线剖面曲线显示所有测点二次场归一化电压值与时间的关系曲线，保存。电压值与时间的关系曲线，保存。
● 要求每位同学按时参加 ● 要求每位同学听从实验教师的指挥 ● 要求每位同学爱护仪器设备 ● 要求每位同学作好实验记录 ● 要求每位同学按时提交实验报告
图二瞬变电磁场法仪器连接示意图
2. 掌上电脑掌控掌上电脑掌控：

瞬变电磁法在探测三交河井田采空区中的应用

依据不同深度和层位的视电阻率切片，一步分进
磁场，然后向地下传播，在传播过程中，地质体收到磁
场的影响产生涡流。一次场消失以后，流会随着时涡
析各个深度和层位区域平面的含水性分布情况，根据
区域电性特征和水文地质规律，电性参数等值线平面
间的流逝而逐渐衰减，但是不会立即消失。在这个衰减的过程中又会产生二次磁场向地表传播，同时由地
ｉ力
（州煤电集团汾河公司三交河煤矿，西洪洞霍山０１０）３６０
摘
要介绍了瞬变电磁法探测原理及瞬变电磁对于异常划分原则。以三交河井田北部越界小
煤矿采空区地面探测工程为例，参考多种电性参数断面和平面图，结合平面图的等值线走向和规律，
异常划分通常通过两种方式来确定：一是在数值上通过对实测曲线的数理统计分析计算得到，另一种
是根据探测区内的已知电性及水文地质条件来确定。
水情况，采用对低阻地质体反映灵敏，不受地表高阻
覆盖层影响，纵横向分辨率高，探深度大的瞬变电勘磁法来探测小煤矿越界采空区情况。
显突变等特征，测该位置附近存在采空区、造或推构
开挖破碎带。
瞬变电磁法（称ＴＭ法）于时间域电磁感简Ｅ属应方法。它的探测原理是在地面布设一个回线，且并给发送回线提供一个电流脉冲方波，它将会产生一次
以及各测线视电阻率断面图、正演模型感应电压特征，通过分析测线多测道剖面图、测线电性断面图、

瞬变电磁实例03

• 该区成矿与岩体发育密切相关。在与火成岩体的接触带部位 ,矿化强烈 ,因而寻找区内隐伏岩体是找矿方向之一。 • 据物性资料 ,测区内火成岩体电阻率一般小于 2 0 0Ω . m,跳马涧组碎屑岩出露区电阻率一般较高 (大于 1 0 0 0 Ω. m),火成岩体电阻率与跳马涧组碎屑岩差异明显 , 寻找隐伏岩体具有物性前提。 • 本次工作的观测装置为边长 1 0 0米的重叠回线 ,发送脉冲频率为 2 5Hz,点距 50 m。
• 图 3为瞬变电磁法 2 2线视电阻率拟断面图及推断地质剖面图。 • 图中 1 50～ 1 70号点为火成岩体出露段 , 该地段视电阻率小于 1 0 0Ω . m;在 1 1 0～ 1 2 5号点之间视电阻率呈低阻反映 , 与两侧观测点的电阻率值相差甚远 ,推断该处较浅部位有隐伏岩体存在。 • 在 35～ 45号点之间 ,晚期道视电阻率很低 ,推断认为是岩体埋藏较深的反映。
• 2. 2 江西大余荡坪钨矿宝山坑口找矿勘查应用 • 1 996年 5月至 6月 ,受江西大余荡坪钨矿委托 ,在宝山坑口外围三个区 (北区、西南区、南区 )进行了瞬变电磁法勘探工作。 • 要求勘探深度达 6 0 0～ 70 0 m,一般物探方法难度很大 ,而瞬变电磁法在高阻地区具有勘探深度大的特点 ,因此本次工作选择该方法。 • 据已有地质资料 ,测区内铅锌多金属矿体赋存于石炭纪灰岩和花岗岩接触带的矽卡岩中 , 因而圈定灰岩和花岗岩接触带是这次工作的重点。
• 其中 ,M为发送磁矩 ,ρ为岩石视电阻率 ,t 为延时。 • 由 (1 )式可知 ,接收信号的强弱不仅与发送磁矩 M和延时 t有关 ,而且还与回线下半空间岩石综合电阻率 ρ有关。 • 因而可利用采集的数据求取各个测点不同深度的岩石视电阻率 ,利用岩石视电阻率差异来探测和分辨地下地质体。

瞬变电磁法培训PPT资料优秀版

本安型瞬变电磁仪、CUGHDR高密度电法实时成像仪、KDZ-3114矿井槽波地震系统、 SHZ200矿用瞬变电磁仪、ZHV-6/9矿用本安型钻孔全孔壁成像仪、钻孔全孔壁成像仪、
Cugtem矿用瞬变电磁仪
瞬变电磁法原理
技术原理
瞬变电磁法（Transient Electromagnetics Method, TEM）是以地壳中岩（矿）石的导电性与导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理，利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间隙期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场，并研究该场的空间与时间分布规律, 来寻找地下矿产资源或解决其它地质问题的一支时间域电磁法。下图即为瞬变电磁法原理的图解。
SHZ200矿用瞬变电磁仪、ZHV-6/9矿用本安型钻孔全孔壁成像仪、钻孔全孔壁成像仪、中国地质大学（武汉）高科资源探测仪器研究所
H2i、-tec单h R脉eso冲urc激ecs发Ex就plo可ratio得n I到nstr多um信ent息Ins的txtu整te M条em瞬be变r of电CU场G 衰减曲线，通过加大发射功率和多次叠研维加究修，所检一测可贯、大坚工持程幅“服度敬务业及地、技提创术新支高、持信攻于坚一噪、体比协的作系，”统加的服精务大神模勘，式始。探终深秉承度为；地勘行业服务的理念，建立了集产品供应、方案设计、仪器研发、
瞬变电磁法由于具有许多传统直流电法不可比拟的优点，是当今得以迅速发展推
本地3、安下型（采瞬矿用变用电）不磁瞬接仪变、、地海CU回洋G瞬H线D变R装，高本密置文度，主电要法适涉实宜及时地成于下像各瞬仪变、种（K矿地DZ井-理3瞬11变环4矿电境井磁槽法下波）的地。震野系外统、工作；
Cugtem矿用瞬变电磁仪
Cugtem矿用瞬变电磁仪

PROTEM_37瞬变电磁测深系统及应用实例

PROTEM -37瞬变电磁测深系统及应用实例3 3　中国地震局地质研究所论著2001B0016。

詹　艳　赵国泽　梁竞阁　汤　吉　邓前辉　李文军　赵俊猛(中国地震局地质研究所,北京　100029)范宏瑞　赵永贵　李　群(中国科学院地质与地球物理研究所,北京　100029)摘　要 PRO TEM -37仪器具有分辨率高、动态范围大、抗干扰能力强、探测深度较大等优良性能。

简要介绍了该仪器的测深原理、工作装置、野外施工步骤以及资料的处理解释。

对TEM 和M T 资料的联合反演作了有益的尝试。

介绍了该仪器在探测地下洞穴、勘察金属矿以及煤田水文地质调查等方面的3个实例。

关键词瞬变电磁　PRO TEM -37仪器　电性结构1　引言瞬变电磁法(TEM )是一种时间域的人工源地球物理电磁感应探测方法。

其基本原理是测量强大的脉冲源(如方波的下降沿或上升沿)所感生的随时间变化的二次场。

由于这些变化的二次场是脉冲源所感生的涡流场在地下扩散过程中的电磁散射场,因此包含了丰富的地电信息,通过对这些信息的提取和解释,从而达到探测地下电性介质的目的。

加拿大G eonics 公司的新型瞬变电磁法仪器PRO TEM -37,具有分辨率高、动态范围大、抗干扰能力强、探测深度范围大(可探测到地下1km 以下)等优良性能。

本文将对该仪器的使用方法及其应用效果作简要介绍和讨论。

2　测量原理2.1　方法原理简介 TEM 使用的人工场源通常有两种:一种是电源,它是向具有一定间距的一对电极发射电流,产生一次电场信号;另一种是磁源,它是通过向地面铺设的大回线发射大电流,产生一次磁场信号。

PRO TEM -37属于磁源的观测系统,通常使用矩形线圈来发射电流。

对应于磁场源观测系统的工作装置有多种,PRO TEM -37仪器中主要采用中心回线装置,其观测原理由图1所示。

由发射机向铺设在地面的水平矩形线圈Tx 中发送周期性双极性方波大电流,当电流突然中断时(对应于方波正极性的下降沿和负极性的上升沿),即形成阶跃脉冲源。

CUGTEM—矿井瞬变电磁仪简介资料实用PPT课件

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断层边界
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第一代瞬变电磁仪
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瞬变电磁法原理矿井瞬变电磁法简介矿用型瞬变电磁仪应用案例附件：矿用型瞬变电磁仪技术指标
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瞬变电磁法原理
瞬变电磁法原理
技术原理
瞬变电磁法（Transient Electromagnetics Method, TEM）是以地壳中岩
（矿）石的导电性与导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理，利用不
图1-2为732 材料道顺层方向视电阻率断面图，从图上可以看出有两个主要的低阻异常区，即图中所标注的B和C异常区。B异常区位于390米标注处，C异常区位于300米标注处。这两处异常可解释为断层对盘局部裂隙发育且充水的反映。总体上看在顺煤层方向上断层与煤层的边界反映较为明显，即图中8 电阻率等值线对应的位置（图中红虚线所示位置），到732材料道的均匀距离约为45 米。

第七章矿井瞬变电磁法1教材

在巷道宽度较窄时可采用图7-3扇形观测系统。
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资源环境学院
Henan Polytechnic University
图8 瞬变电磁单个测点探测方向示意图
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资源环境学院
Henan Polytechnic University
迎头超前探测基本要求： 1）掌子面处浮矸石要清除干净，为2m线框探测提供有效空间； 2）移除一切影响探测的金属器件；
7）记录好测线在巷道空间的位置。
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资源环境学院
2012年9月16日
图7-1 常用观测系统平面测点布置
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资源环境学院
Henan Polytechnic University
同时需要掌握左右两侧帮的赋水性时可采取图7-2U形观测系统。
图7-2 U形观测系统平面测点布置
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资源环境学院
Henan Polytechnic University
图 7-3 扇形观测系统平面测点布置
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Henan Polytechnic University
第二部分瞬变电磁技术方法特点及能解决的地质问题

第一节瞬变电磁技术方法的特点（1）与井下直流电法、地震等物探方法相比，瞬变电磁为非接触式探查技术，因此不受巷道耦合条件影响，适应性广，施工效率高；（2）井下瞬变电磁法勘探可以将线圈置于巷道底板测量，探测巷道底板下一定深度内含水异常体垂向和横向发育规律，也可以将线圈直立于巷道内，当线圈平行且接近巷道掘进前方，可进行巷道超前探查；当线圈平行于巷道侧帮，可探查巷帮内或工作面内低阻异常体发育特征；（3）设备轻便、工作效率高。
2）左帮异常选 6-8 三个方向；右帮异常选 2-4 三个方向；底板异常选1、2、8 三个方向；顶板异常通常选 4-6 三个方向；

瞬变电磁法

三、瞬变电磁法的野外工作方法
（4）分离式线框装置：发射线框与接收线框保持一定距离分别布置的测量系统称分离式线框装置。该装置有两种形式，一种是发射和接收线框尺寸大小完全相同，另一种是接收线框为偶极接收器（图 d）

三、瞬变电磁法的野外工作方法
(5)双线框装置：发射和接收线框分别由两个大小相同而
5）、法的资料处理和解释
从瞬变电磁场的传播过程来看，存在早期、晚期场
2、全区视电阻率计算之分，早期瞬变电磁场是内近地表的感应电流产生的，反映浅部电性分布；晚期瞬变电磁场主要是由深部的感应电流产
生的，反映深部的电性分布。由于地磁场性质的不同，早期
或者晚期定义之公式也不相同。常用的重叠回线装置若采用晚期场计算公式，会造成中早延时段视电阻率增大，产生很

五、瞬变电磁法在工程与环境地质调查中的应用
1）划分地层结构与隐伏构造 2002年3月，某地质队为调查某市新建垃圾场的地层结构与隐伏构
造，在拟建区开展了瞬变电磁法的探测工作。

五、瞬变电磁法在工程与环境地质调查中的应用
1）划分地层结构与隐伏构造
经野外探测、计算机的分析处理、钻探验证后，准确地探测出拟建垃圾场区的地层结构与隐伏构造。右图为其中的3#测线剖面图。在测点4 处进行了钻探。钻探结果为：0～1.7米为耕植土，1.7～3.0米为含碎石粘土，3.0～12.9米为强风化白云岩，12.9～15.8米为断层破碎带（角砾
状和尺寸，但两线框相互独立布置在同一位置上(图b)．

三、瞬变电磁法的野外工作方法
(3)环式线框装置接：接收线框位于发射线框内中心位置的形式称环状线框装置，其尺寸比发射框小的多，通常接收线框由多芯导线组成多扎线框，由于每个单扎线圈可看作是一个磁偶极子，

瞬变电磁法及大地电磁法

图 7 瞬变电磁法野外观测装置
1.重叠回线装置：发射线圈 Tx 和接收线圈 Rx 相互重叠或共用，在观测过程中同步移动，
优点是简便，缺点是互感大，关断时间长，盲区大，勘探深度浅。
2.中心回线装置：接收线圈 Rx 位于发射线圈 Tx 中心，两者同时移动。优点是接收的瞬变
场强大，瞬变曲线简单，缺点是勘探深度浅，因为发射线圈 Tx 要随时移动，所以尺寸不能
定目标体在浅层的分布，然后再用大尺寸发射线圈向深部追踪。
五、瞬变场的反演
1. 在均匀半空间、垂直磁偶场源条件下，瞬变电磁场的表达式为：
瞬变电场切向分量
瞬变磁场垂直分量
3�� (��) = 2��4 ��
（3）
瞬变场感应电动势
��(��)
=
��0�� 4��3
��
（4）
��(��)
=
9�� 2��5
��̇��
（5）
式中 M 为发射线圈的磁距, �� = �� ∗ ��，I 是发射电流，S 为发射线圈面积；��为发射线圈中
由于金属矿体通常倾角比较陡，因此用大定源发射装置探测时，发射线圈不能直接位于矿体之上，最好位于矿体外侧，测线要从发射线圈内部延伸至发射线圈外部。此外，我们从图 4，图 5 和图 6 的瞬变响应曲线可见，X 分量的最大值出现在矿体的边缘上。
网站：电话：010-82920623/0624

瞬变电磁原理课件ppt

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瞬变电磁法的“烟圈”理论（3）
任一时刻地下涡旋电流在地表产生的磁场可以
等效为一个水平环状线电流的磁场。在发射电流刚关断时，该环状线电流紧接发射回线，与发射回线具有相同的形状。随着时间的推移，该电流环向下、向外扩散，并逐渐变形为圆电流环。附图示意了发射电流关断后不同时刻地下等效电流环的分布。从图中可以看到，等效电流环很像从发射回线中“吹 ”出的一系列“烟圈” 。
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瞬变电磁法基本原理（3）
2021/3/10
3
瞬变电磁法基本原理（4）
前面提到测量数据是在脉冲间隙中得到的，理论上不存在一次场源的干扰，这称之为时间上的可分性。
根据傅立叶变换理论可知，方波脉冲可视为许多不同频率的组合，不同延时观测的主要频率成分不同，相应时间的场在地质体中的传播速度不同，调查深度也就不同，这称之为空间的可分性。
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矿井瞬变电磁法特点（2）
• 由于井下测量环境不同于地面，不可能采用地表测量时的大线圈(地面线圈边长都大于50 m)、大电流装置，只能采用边长小于3 m的多匝小线框，因此数据采集劳动强度小，测量设备轻便，工作效率高、成本低。
• 由于采用小线圈测量，点距更密(一般为2 -3 m) ，降低了体积效应的影响，提高了勘探分辨率，特别是横向分辨率
• 矿井瞬变电磁法由于受仪器煤安条件限制、施工环境限制、测量线圈大小限制等诸多因素，其勘探深度不如地面深，一般深度小于100 m左右，
• 井下为全空间瞬变响应，这种瞬变响应来自于回线平面上下(或前后)地层，井下的支护、轨道等铁构件属于良导体，这对确定异常体的位置带来困难。
2021/3/10

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