井下瞬变电磁法在采区巷道工作面中的应用效果

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瞬变电磁探水技术在巷道掘进施工中的应用

瞬变电磁探水技术在巷道掘进施工中的应用

瞬变电磁探水技术在巷道掘进施工中的应用发布时间:2021-04-19T07:45:08.052Z 来源:《新型城镇化》2020年23期作者:王启钟[导读] 含水构造是造成矿井水害的主要原因,它表现为巷道掘进施工过程中出现突水问题。

为此需要确定巷道掘进过程中迎头前方或顶底板是否存在含水构造,这也是有效治理水害、保证巷道安全掘进施工的重要关键。

龙岩陆家地煤矿有限公司福建龙岩 364000摘要:瞬变电磁探水技术在当前的巷道掘进施工中应用广泛,在钻探验证过程中发挥了巨大作用。

为了保证瞬变电磁探水结果与钻探结果相匹配,提高瞬变电磁探水应用技术可靠性,巷道施工正常,本文专门探讨了该技术的工作应用原理,并结合某案例应用实践进行深入探索分析。

关键词:瞬变电磁探水技术;巷道掘进施工;超前探水;工作原理;施工方法一、矿井水害的基本概述含水构造是造成矿井水害的主要原因,它表现为巷道掘进施工过程中出现突水问题。

为此需要确定巷道掘进过程中迎头前方或顶底板是否存在含水构造,这也是有效治理水害、保证巷道安全掘进施工的重要关键。

就过往看来,巷道掘进探水一般采用钻探方式,不过钻探施工整体时间长、劳动强度大、工作负荷非常之重且钻探孔数量相对较少,这严重影响了勘探作业的整体准确性,且不同程度的影响了巷道掘进的施工速度,如此非常不利于巷道快速高效施工。

现如今,在地球物理勘探技术高速发展大背景下,瞬变电磁法已经被逐渐运用于矿井探水工作之中,尽管说该技术方法目前在煤矿井下探水施工依然处于初期阶段,鉴于其定向性较好,对于低阻含水体敏感度相对较高,且具有较广的勘探范围与较高的横向分辨率。

在井下巷道掘进过程中,针对掘进隐伏含水构造的超前探测方法已经取得了不错成效。

二、磁变电磁法的超前探水的工作原理瞬变电磁法是基于时间域电磁所展开的电磁感应勘探方法,它利用不接地回线在勘探区域内布置脉冲电流发射线圈,如此可保证在勘探区域周边形成一股稳定且持久的脉冲一次磁场,而脉冲磁场在空气中就能实现快速传播。

论述瞬变电磁法在巷道超前探测的应用

论述瞬变电磁法在巷道超前探测的应用

论述瞬变电磁法在巷道超前探测的应用1.引言在井下煤矿开采和巷道掘进过程中,不可避免的会遇到一些威胁到井下安全的地质情况,如断层破裂带、裂隙发育区、岩溶等。

这些地质构造一方面提高了煤层的开采难度,增大了开采工作量,更重要的是容易引发井下突水、冒顶等事故,尤其是井下突水事故,一旦发生就会造成灾难性的影响,对巷道、煤炭资源、电气设备甚至井下工作人员的生命安全都造成了严重的威胁。

因此,必须采取有效手段,在巷道掘进过程中,超前预测前方地质构造,保障巷道安全。

瞬变电磁法最早由加拿大地球物理学家提出一种矿井物探技术,经过几十年的发展,目前该技术已经逐渐成熟,并形成了一套行之有效的应用方案。

该方法可较好的勘探出巷道周围空间不同形态的含水构造,且具有方向性强、分辨率高、对低阻区敏感等优点。

利用该方法,可以迅速、高效且准确的超前探测巷道迎头前方赋水状态,大大减少了勘探所需的时间和工作量,节约了生产成本。

2.瞬变电磁法原理分析瞬变电磁法利用不接地回线或接地线源在井下空降内发射一次脉冲磁场,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。

通过研究二次涡旋电磁场的时空分布特征来完成探测地质构造及含水特征等任务。

瞬变电磁法具有方向性,因此在探测时令线圈法线方向对准预定的被探方向发射阶跃电流,然后利用接收线圈测量感应二次场。

通过接收到的二次场的感应电动势随时间的变化特征,随后经数据的解释处理确定相关的地质特征,同时准确的圈定异常区域的距离、范围等情况。

在矿井中使用该技术时,在信号探测范围内,介质岩层按电性特征的不同,各自反馈回信号响应,接收回线线圈接收到反馈后,按以下视电阻率演化公式进行计算:该公式是在地面电磁数据处理方式的基础上,加上了全空间响应系数C的影响,从而使其适用于井下探测的数据处理;S为接收回线线圈面积;N为线圈匝数;t为二次场衰减时间;V/I为接收的归一化二次场电位场值。

3.影响因素分析井下巷道结构多变,环境复杂,且具有较多的管道与设备,这些人工设施对测量工作带来了一定的影响,必须在数据处理阶段加以调节,抵消干扰影响,否则探测结果可能较大幅度的偏离真实值,给巷道的安全掘进埋下隐患。

矿井瞬变电磁法在煤矿掘进工作面的应用

矿井瞬变电磁法在煤矿掘进工作面的应用

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。

瞬变电磁法在煤矿井下探测中应用

瞬变电磁法在煤矿井下探测中应用

浅谈瞬变电磁法在煤矿井下探测中的应用摘要:矿井水害是困扰我国煤矿安全生产的重要问题,不仅造成大量煤炭资源无法正常开采,导致多种环境负效应,而且还威胁着人员伤亡和生产损失。

本文通过介绍瞬变电磁法的概念及勘探原理,分析了矿井瞬变电磁法的观测系统应用研究技术,通过应用实例论述瞬变电磁法在煤矿井下探测中的应用。

关键词:瞬变电磁法;探测;应用1 概念及原理瞬变电磁法,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。

瞬变电磁法的勘探原理是利用人工在发射线圈加以脉冲电流,产生一个瞬变的电磁场,该磁场垂直发射线圈向两个方向传播,通常是在地面布设发射线圈,依据半空间的传播原理,把地面以上的忽略。

当磁场沿地表向深部传播,当遇到不同介质时,产生涡流场。

当外加的瞬变磁场撤销后,这些涡流场均以磁场的形式释放所获的能量,利用接收线圈测量接收到的感应电动势v2。

通过一维反演、视电阻率等多解释手段观测地下岩层的结构,由于采用线圈接收v2,故对空间的电磁场或其它人文电磁场敏感。

为了减少此类干扰,采用尽量的发射大的电流,以获取最大的激励磁场,增加信噪比,压制干扰。

2矿井瞬变电磁法观测系统研究由于矿井瞬变电磁法测量环境与地面差别很大,回线组合观测系统不能按地面条件选择。

一是井下目的物距离测点较近,二是井下地质环境完全不同于地面,不能采用地面大的各种回线组合观测系统在井下测量,只能采用边长在2m左右的回线组合观测系统测量。

为了保证有足够的发射功率和能感应到足够强的有用的信息,采用多匝数的小回线组合观测系统测量。

矿井瞬变电磁法应用于井下主要为了探测巷道不同位置和不同形态的含水构造,而矿井突水构造主要为导水断层、含水岩溶、富水陷落柱和老窑水等,这些突水构造分别可以用近直立的薄脉、圆柱体和球体等低阻模型模拟。

通过理论分析、物理模型实验和井下试验,提出矿井瞬变电磁法在井下探测主要采用重叠回线组合和双回线组合两种观测系统。

瞬变电磁法在井田边界附近区域探测中的应用

瞬变电磁法在井田边界附近区域探测中的应用

瞬变电磁法在井田边界附近区域探测中的应用瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method,简称TEM)是一种广泛应用于地球物理勘探领域的电磁探测方法,它主要利用瞬时电流产生的强磁场与地下岩石中的电导率差异相互作用,通过测量感应电动势来推断地下结构。

在井田边界附近的区域探测中,瞬变电磁法具有很大的应用潜力和优势。

在井田边界附近区域探测中,瞬变电磁法可以提供有关地下构造的详细信息。

井田边界附近的地下构造通常非常复杂,包括沉积物层、岩石层、断层等。

通过进行瞬变电磁法探测,可以获取地下不同层次的电导率信息,进而推断地下结构的分布情况。

这对于井田边界附近的地质勘探和油气资源评价具有重要意义。

瞬变电磁法在井田边界附近区域的探测中,具有较高的分辨率和探测深度。

瞬变电磁法利用瞬时电流产生的强磁场感应地下岩石中的感应电流,通过测量感应电动势来推断地下电导率分布。

由于瞬变电磁法测量信号的高频特性和观测过程的短时程,它可以提供较高的空间分辨率和时间分辨率。

这使得瞬变电磁法可以在较短的时间内获得大量的高质量数据,并有效地区分不同地层的电导率差异。

瞬变电磁法还可以用于井田边界附近区域的水文地质勘探。

井田边界附近的地下水资源通常是井田开发的关键因素之一。

瞬变电磁法可以提供关于地下水的信息,如水位、水层厚度、水质等。

通过分析地下水的电导率分布,可以追踪地下水体系的流动路径和水质变化,为井田开发和水资源管理提供重要的科学依据。

瞬变电磁法在井田边界附近区域的应用也存在一些挑战和限制。

瞬变电磁法的数据处理和解释相对复杂,需要使用高度专业化的软件和算法进行处理。

由于在井田边界附近区域存在噪音干扰和电源效应,瞬变电磁法的信号质量和解释精度可能会受到一定程度的影响。

瞬变电磁法在井田边界附近区域的探测中具有较大的应用潜力和优势,它可以提供地下构造和地下水的详细信息,为井田开发和资源评价提供科学依据。

瞬变电磁法的应用也面临一些挑战和限制,需要在实际应用中结合其他地球物理勘探方法和地质数据进行综合分析和解释。

瞬变电磁法在煤矿采空区勘探中的应用

瞬变电磁法在煤矿采空区勘探中的应用

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。

瞬变电磁法及其在矿井中的应用

瞬变电磁法及其在矿井中的应用

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。

矿井瞬变电磁法在井下掘进工作面探测中的应用

矿井瞬变电磁法在井下掘进工作面探测中的应用

收稿日期:2018?06?05作者简介:张晓岩(1986-),男,山西运城人,助理工程师,从事地质勘探与测量工作。

doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2018.09.011矿井瞬变电磁法在井下掘进工作面探测中的应用张晓岩(潞安集团古城煤矿建设管理处,山西长治 046100)摘 要:利用PROTEM47CM矿井瞬变电磁仪对某矿井下的掘进头进行了探测,经过数据处理及分析解释,最终探测出了低阻富水区域,为巷道安全掘进提供了技术保障。

关键词:PROTEM47CM瞬变电磁仪;掘进工作面;富水区中图分类号:TD166;P631.3 文献标识码:B 文章编号:1005?2798(2018)09?0031?021 矿井瞬变电磁原理矿井瞬变电磁法通过不接地发射回线向探测异常体发射脉冲式的一次电磁场,然后用接收线圈观测发射的脉冲电磁场感应出的地下涡流产生的二次电磁场信息,进而推断勘探范围内的地质信息与积水分布情况[1-5]。

给发射线圈供以阶跃脉冲电流,就会在回线周围空间介质中建立起相对稳定的磁场分布;断开电流一次电磁场的急剧衰减先传播到发射回线周边的巷道顶、底板和侧帮,在发射电流关断瞬间,环状线电流贴近发射回线,与发射回线的形状非常接近,该电流环随时间推移对外扩散并变形为圆电流环[6-10]。

等效电流环就像从发射线圈中吹出来的“烟圈”,电流向外扩散的进程形象的称为“烟圈效应”(如图1所示)。

图1 矿井瞬变电磁发射时的“烟圈效应”示意2 探测施工方案某矿井田范围内含煤的地层有二叠系下统山西组以及石炭系上统太原组,煤层厚度21.88m;为了保证煤矿巷道内的安全掘进,提前预防水灾或者水患事故发生,需查清掘进巷道迎头顶板、顺层及底板富水性情况,同时划定出探测区域的低阻充水异常。

2.1 数据采集依据矿井瞬变电磁法原理,结合施工的条件限制(比如金属护网等)选取试验后的参数进行原始数据采集。

根据“烟圈效应”理论,采用PRO TEM47CM仪器在巷道迎头位置进行探测,探测时线框法线方向平行于探测方向,线框法线与巷道方向的夹角分别偏左右各80°范围内每10°采集数据,本次探测了仰角45°、俯角45°及顺层方向共3个剖面。

谈瞬变电磁法在矿井勘查工程中的应用

谈瞬变电磁法在矿井勘查工程中的应用

第42卷第31期山西建筑Vol.42No.312 0 1 6 年 1 1 月SHANXI ARCHITECTURE Nov. 2016 • 95 •文章编号:1009-6825 (2016)31-0095-02谈瞬变电磁法在矿井勘查工程中的应用牛中元(山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司,山西晋城048006)摘要:介绍了瞬变电磁法的工作原理,并采用该方法,探测了某矿井巷道前方采空区的位置和范围,分析了该矿井的工程地质及 水文地质条件,为矿井的安全建设提供了依据。

关键词:矿井,瞬变电磁法,采空区,水文地质中图分类号:P631.325〇引言山西长期高强度的煤炭开采致使地下采空区面积相当于国土面积的1/8,尤其是私营小煤窑私挖无序乱采,导致矿难和地质灾害频频发生。

近几年,我国煤矿普遍采用各种物探方法探测小煤窑采空区位置,以便及时采取防治措施,其中利用三维地震勘探和瞬变电磁法较多。

瞬变电磁法是通过向地下发射电磁波激励地下目标,接收其产生的二次场,确定被测目标的物理参数。

瞬变电磁法测量装置由发射回线和接收回线两部分组成,工作过程分为发射、电磁感应和接收三部分。

当发射回线中通以阶跃电流,发射电流突然下降到零,根据电磁感应理论,发射回线中电流突然变化必将在其周围产生磁场,该磁场称为一次磁场,一次磁场在周围传播过程中,如遇到地下良导电的地质体,将在其内部激发产生感应电流,又称涡流或二次电流,由于二次电流随时间变化,因而在其周围表3基坑监测数据统计表曰期测斜孔累计位移值/mmXI X2X3X4X5X6X7X8X9X10XII2013.710.208.9118.4222.2919.5520.3923.7622.9418.7729.6929.37 2013.831.3719.1824.9730.3328.3627.6431.6433.4930.4432.6637.43 2013.935.2736.6240.5036.5546.2037.0138.8138.6440.4239.8440.38 2013.1042.7044.4241.0159.1047.1950.0859.5564.5563.4547.46注:表中所列最后一次数据为基坑经第23号强台风'‘菲特”影响水浸基坑过后第 3天所测图6基坑开挖后西北角围护桩实景文献标识码:A又产生新的磁场,称为二次磁场。

瞬变电磁法在矿井采掘过程中的应用研究

瞬变电磁法在矿井采掘过程中的应用研究
煤矿 现 代化
2 0 1 7 年第5 期
总第1 4 0 期
瞬变 电磁法在矿 井采掘过程 中的应 用研 究
田海波
( 山西潞安集团 潞宁孟家窑煤业有限公 司,山西 宁武 0 3 6 7 0 0 )
摘 要 通 过分析 瞬 变电磁 法 的工作 原理 和矿 井地 质异 常体 的 电磁 场响 应特 征 ,提 出应 用矿 井 瞬 变 电磁 法对 常规物探 方法较 难探 测的 工作 面顸 、底板 富 水构造 和巷道 迎 头超前 富 水构造 的 发育 情 况进
周 同 介 质 的 电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ阻 使感 应 电流 随 时 间逐 渐 减 弱 , 快 速
衰 减 的 磁 场 又将 感 应 新 的更 加 微 弱 的涡 流 场 , 这 样的过程场 不断持续 , 直 到 大 地 电 阻 的热 耗 尽 ( 如 图 l所 示 ) 。随 着 地 下 感 应 电 流 逐 渐 向周 罔介 质 扩 散, 感 应 电 流 的强 度 逐 渐 减 弱 , 分 布 趋 向 更 加均 匀 ,
频 发 的矿 井 突 水 事 故 已 成 为 制 约 我 国 煤 炭 行 业 健 康 发 展 的关 键 囚素 , 目前 矿 井 突 水 预测 和 防 治
仅 局 限 于 开拓前 的钻探 和突 水后 的治 理 矿井 突 水 事 故 会 造 成 T作 面停 产 , 甚 至 整 个 矿 井 被 淹 的 严 重
后 果 。我 国 曾 发 生 多起 重 大 透 水 事 故 。 其 中最 为 典 型 的是 2 0 1 0年 发 生 在 王 家 岭 矿 的 特 大 透 水 灾 害 ,
整个矿井仅 2 0个 小 时 就被 全部 淹 没 , 造成 3 8名 矿 T遇 难 。惨 痛教 训 说 明 在矿 井 巷道 开 拓 和 采掘 过 程

瞬变电磁法在井田边界附近区域探测中的应用

瞬变电磁法在井田边界附近区域探测中的应用

瞬变电磁法在井田边界附近区域探测中的应用瞬变电磁法是一种地球物理勘探方法,可以用于探测地下的导电体。

在石油和天然气勘探中,瞬变电磁法已经被广泛采用,其原因是该方法能够高效地识别不同类型的油气藏。

与传统的电法勘探方法相比,瞬变电磁法有更强的探测深度和分辨率,同时具有较高的数据采集速度和成像效果。

在井田边界附近区域探测中,瞬变电磁法的应用主要通过测量电磁波在地下不同介质中的传播情况,探测地下的导电体。

位于油气藏边界的导电体可以反映油气藏的边界位置和几何形态。

因此,瞬变电磁法在识别井田边界和油气藏空间分布方面发挥着重要作用。

1.确定地下结构瞬变电磁法可以提供有关地下结构的信息,包括地下岩石、土壤、水和油气等物质的分布情况以及不同介质的边界位置。

这些信息对于确定井田的边界和油气藏的空间分布非常重要。

2.检测导电体瞬变电磁法通过探测地下导电体来识别油气藏的边界位置和几何形态。

油气藏周围的导电体可以是烃源岩、裂缝、孔隙或盐丘。

导电体的空间分布和形态信息可以揭示出油气藏的地质特征和运移演化历史。

3.计算电阻率瞬变电磁法可以计算出不同介质的电阻率,其中包括地下的岩石、土壤、水和油气等物质。

因为电阻率是不同介质的电性质之一,因此它反映了介质的导电能力和水分含量。

计算出的电阻率信息对于确定地下结构和判断油气藏类型非常有用。

4.分析地下介质特性总之,瞬变电磁法在井田边界附近区域探测中具有重要的应用价值。

根据采集的数据,结合地质模型和实际生产数据,可以更准确地识别油气藏,并开展有效的勘探和开发工作。

将来随着勘探技术的不断发展和完善,瞬变电磁法的应用前景将会更加广阔。

瞬变电磁法在巷道超前探测中的应用

瞬变电磁法在巷道超前探测中的应用

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。

矿井瞬变电磁法在工作面顶板的应用

矿井瞬变电磁法在工作面顶板的应用

的依据 。
[ 关键 词 ] 矿 井 瞬 变电磁 法: 面顶板 ; 害体 工作 水 [ 中图分类 号 ]P 3 .2 [ 献标识 码 ]B [ 61 5 文 3 文章编 号 ]17 -9 32 1)1O 1 _ 6 29 4 (0 00 一 3O 0 2
0 引 言
在我 国华北 矿 区水害 可 以说 是最 频 繁 的矿井
与 空间上 均连 续地 发生 变化 ,通过 接 收天线 装 置 观测 研究 这一 变化 ,可 以 了解瞬变 电磁 场 的结 构
间的影响下 , 以理解为线圈被整个大地给“ 可 包” 了起来 , 以在线 圈 的两侧都 会产 生 “ 圈效 应 ” 所 烟 , 其 响应 特征 为 全空 间 电磁 响应 , 图 1 如 所示 。在
能够 覆盖工作 面 的顶 板 ,就需要 根据 工作面宽 度 来设计 线框摆设 位置 ( 即线框平 面与巷道 底板夹 角 )如果 煤层 不 是水 平 的 , , 还需 要 根据 煤层倾 角 来设计 。一般情况下 , 面的宽度都不到 20 工作 0 m,
在 电流断开之前 ( O时 )发射电流在 回线 t < , 周 围 的大地 和 空 间 中建 立起 一 个 稳定 的磁场 , 在
tO时刻 , 电流 突 然 断开 , = 将 由该 电流产烈变 化通 过空 气
和地 下导 电介质 传至 回线 周 围的大地 中 ,并在 大
有 效距 离可 以达到 1 0m左 右 ,已成 为煤 矿水 害 0
在 其周 围的地下介 质 中感应 出新 的强 度更 弱 的涡
流。 这一 过程 继续下 去 , 直至大 地 的欧姆损 耗将 磁 场 能量 消耗 完毕 为止 。这便 是 大地 中的 瞬变 电磁
探 测 的最 佳选 择方 法 。 因此 , 何利用 矿 井瞬变 电 如 磁 法为煤 矿生 产提 供安 全保 障 ,本文 结合 安徽 宿

瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用

瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用

瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用
瞬变电磁法是利用地表电磁场变化来探测地下电性体的方法。

其原理是通过感应线圈在地面上激发出一个瞬态电流,然后测量感应线圈所感受到的感应电磁场的变化。

根据地下电性体的导电性和储水性质的不同,感应线圈所感受到的电磁场响应也会有差异。

利用这些差异,可以识别出地下是否存在积水。

1. 非破坏性:瞬变电磁法是一种非破坏性的勘探方法,不需要进行地下钻探或开挖工作,减少了对环境的损害。

2. 快速高效:瞬变电磁法勘探速度快,可以在较短的时间内对大面积进行探测,提高了勘探效率。

3. 成本较低:相对于传统的地下钻探方法,瞬变电磁法的成本较低,节省了勘探成本。

4. 可视化结果:通过对瞬变电磁法测量数据的处理和分析,可以生成较为直观的地下水位和积水体的分布图像,便于采矿人员的理解和决策。

瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中也存在一些问题和挑战。

由于煤矿采空区域的地下复杂性,地下存在多个层次的水体,不同层次的水体具有不同的电性特征,因此在解释测量数据时需综合考虑多种因素。

瞬变电磁法对地下水体的探测深度有一定的限制,大部分情况下只能测量到几十米至百米的深度。

瞬变电磁法的测量结果受到地表和地下环境的影响较大,需要对噪声进行处理和修正。

瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中具有重要的应用价值。

它可以实时、快速地提供地下水位和积水体的信息,为煤矿生产和安全管理提供科学依据。

随着瞬变电磁法技术的不断发展和完善,相信其在煤矿采空积水探测中的应用将更加广泛。

矿井瞬变电磁法探测在煤矿中的应用

矿井瞬变电磁法探测在煤矿中的应用

矿井瞬变电磁法探测在煤矿中的应用探讨了矿井瞬变电磁法探测技术在查明巷道迎头前方采空区、断层裂隙以及陷落柱的富水性时的应用。

由实例分析可知,该法效果显著,为煤矿安全开采提供了依据。

标签:矿井瞬变电磁法;采空区;断层裂隙1 前言众所周知,煤炭在我国能源利用中占主要地位,但在煤矿生产中,事故的发生率也十分高,因此在煤矿开采前,探明煤矿开采区的富(含)水性对于能否安全生产具有重要的意义。

近年来,矿井瞬变电磁探测在煤矿生产中利用的越来越多,它主要利用瞬变电磁场的全空间效应。

一般情况下,煤层相对于其它岩性地层具有相对高阻的特征,易于电磁波的通过,因此接收的信号能反映周围全空间的岩石电性特征。

矿井瞬变电磁探测具有对地下介质电阻率变化进行精确勘探的优越性,受地形影响小,穿透低阻覆盖层的能力强,探测深度大,目前,该方法已广泛应用于进行煤层顶、底板含水性评价、煤层陷落柱、断层及裂隙发育带的导水性含水性评价等勘探,从而为巷道的安全掘进提供详细的地质资料,为煤矿安全生产提供依据。

2 矿井瞬变电磁法应用原理及工作装置瞬变电磁法(TEM)是基于地层存在的电性差异,利用不接地回线向地下发送一次脉冲电磁场,用不接地线圈观测二次涡流磁场或电场进行勘探的方法,以此研究测区地电层结构,寻找地下低阻目标体。

瞬变电磁法(TEM)主要是根据目的层与围岩物性差异的大小来决定勘探方法的可行性。

我们都知道,一般情况下,在横向上,沉积地层的电性是均一的或变化不大。

当存在富水性的断层構造或其它良导电地质体时(如断层破碎带富水、裂隙、陷落柱等)时,水的流动性及电离作用,会导致电阻率呈现低阻特征,电阻率将会明显低于围岩的电阻率,这为利用TEM探测导水断裂及通道提供了条件。

矿井矿井瞬变电磁法经常使用的工作装置形式主要有重叠回线和偶极-偶极两种。

其装置类型和参数的选择主要受目的物的特性、地质环境及电磁噪声干扰等因素的影响。

测点间距一般在2~20m之间;回线边长大小和回线匝数可根据探测任务的要求和井下实际人文设施情况合理选择。

瞬变电磁法在井田边界附近区域探测中的应用

瞬变电磁法在井田边界附近区域探测中的应用

瞬变电磁法在井田边界附近区域探测中的应用瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method,简称TEM)是一种地球物理勘探方法,利用瞬时电流激发地下的感应电磁场,通过测量地面上的感应电磁场响应来获取地下介质的电阻率信息,是一种用于勘探地下电性特性的有效方法。

在油田勘探中,瞬变电磁法具有很大的应用潜力,特别是在井田边界附近区域的探测中,可以提供重要的地质信息,为油田勘探和开发提供精准的地质信息。

1. 瞬变电磁法原理及特点瞬变电磁法是一种非侵入性的勘探方法,其原理是通过在地面上放置激发线圈,传输瞬时电流到地下,激发感应电磁场,然后通过接收线圈测量感应电磁场的响应。

瞬变电磁法的特点包括测深度较大、分辨率高、成像清晰等优点,适用于不同地质条件下的勘探。

2. 瞬变电磁法在井田边界附近区域的应用在油田勘探中,瞬变电磁法在井田边界附近区域的应用具有重要的意义。

井田边界是油田勘探和开发的重要区域,地下结构复杂,地质信息丰富,瞬变电磁法能够提供井田边界附近地下介质的电性特性分布信息,为油田勘探和开发提供重要的地质依据。

井田边界附近常常存在地下水文地质问题,瞬变电磁法可以很好地探测地下水文地质条件,为井田勘探和开发提供水文地质信息。

瞬变电磁法在井田边界附近区域的应用对于油田勘探和开发具有重要意义。

3. 瞬变电磁法在井田边界附近区域的工作流程瞬变电磁法在井田边界附近区域的工作流程通常包括前期调研、数据采集、数据处理和解释等环节。

需要对勘探区域的地质情况进行充分的了解,包括井田边界的地质构造、地下水文地质条件等信息。

通过设置激发线圈和接收线圈,采集感应电磁场的数据,通常采用交错布设的方式,以提高数据的分辨率和准确性。

然后,对采集到的数据进行处理和解释,包括数据滤波、数据反演、成像等过程,最终得到地下介质的电性特性分布图像,为油田勘探和开发提供地质信息。

瞬变电磁法在井田边界附近区域的探测中具有重要的应用价值,能够为油田勘探和开发提供重要的地质信息,为井田勘探和开发提供精准的地质信息,是油田勘探和开发中不可或缺的一种勘探方法。

矿井瞬变电磁法在工作面顶板探测中的应用

矿井瞬变电磁法在工作面顶板探测中的应用

布 对垂直顶板和侧 帮向上 4 度及煤层方 向进行探测 .本次测点共 5 2 9个 探测方向示 意图如下 :
撵测 方向
征. 就可以了解 地下介 质规模 、 产状等 。 从而探测 目标体 。 在地 面半空 间探测原理与井下全空间探测原理基本相同 所不 同的是 . 矿井 瞬变 电磁法是 在井下巷道 内进行 .瞬变 电磁 场呈全空 间分 布 ( 如下 图所 示) .接收线圈接收的信号 是来 自 发射线 圈上下两个方 向全空间岩石 电性的综合反映
断的扩大 . 随之而来 的是煤矿井下水患及各种地质 突发 灾害不 断的发 3 仪 器 与 施 工 方 法 生, 人力 、 物力损失 巨大 。 尤其是宁东地 区水灾害隐患严重制约着神华 宁煤集 团煤炭生产的正常发展 . 煤矿防治水工作 己迫在眉睫 。因此在 31 仪器及工作方法 . 矿井开采 过程中. 明采掘工作 面顶板 富水异 常区位置是煤矿安全 生 查 本次探测使用 的是 Y S 0 ) C 4 ( 矿用瞬变电磁仪及配套设 备 采用 A 产亟待解决的水害问题 。 钻探方法准确但速度慢 、 成本高 . 以固定 富 了重叠回线装 置. 难 发射线框和接收线框使用多 匝 2 x m矩形回线 . m2 发
2 地 质概 逆断层之间 、 鸳鸯湖背 斜的南部 , 田内含 煤建造以鸳鸯湖背斜 为主 . 井 背斜轴走 向北西 1o 5, 由北向南倾 伏 本次施工的 1 2 0 工作面标 高+ 0 一 1 7 m 工作面 12 1 90 + 0 5 , 全长 36 米 . 向长 2 5 米 23 倾 8. 9 倾角为 l9 12 0 工作 面布置在鸳 1。 1 2 1 鸯 湖背斜 轴部 . 向布置 . 沿轴 根据巷道掘进实 际揭露 情况 . 影响工作面 回采 的断层有三条 , 分别 为 D 1 正断层 、 F 8 F7 D 1 正断层 , D 2 正断 及 F1

巷道工作面中井下瞬变电磁法的应用分析

巷道工作面中井下瞬变电磁法的应用分析

Ana l ys i s on a ppl i c a t i on o f mi ne t r a ns i e nt e l e c t r om a g ne t i c me t ho d i n r o a dwa y
Ab s t r a c t : Du e t o t h e p o o r g e o p h y s i c a l p r o s p e c t i n g e f e c t i n g r o u n d , i n o r d e r t o p r e v e n t t h e i n t e r p r e t a t i o n e r r o r s u s i n g e l e c t r i c i t y g e o p h y s i c a l p r o s p e c t i n g me t h o d, t o c a r r y o u t g e o p h y s i c a l p r o s p e c t i n g wh e n he t b a s i c c o n d i t i o n s i s o k ,
线 圈 ,从而对 底板一定 深度 的横 向发育规 律和水性
磁 的资料 采集造成 较大干扰 ,后期室 内处 理过程 中
距离为 1 2 0 m,此外 ,由于矿井 瞬 变法 的相 应 主要 从平 面两侧 的地层产 生 ,属于全 空间 瞬变 响应 ,在
高压线通 过 区段 的资料 品质 差 ,解释 困难 ,与实 际
情况有 出入 ,为此对地 面瞬变 电磁高压 线干扰 区块
该 次井下 瞬变 电磁 勘探主要 是为 了补 充完成地
面物探 受高 压线影 响 的区段 5 0 0 m 范 围 内地 下水文 地质情况 做 的勘探 工作 ,弥ห้องสมุดไป่ตู้ 地面勘探 不足 ,完 善

瞬变电磁法在勘探煤矿采空区中的应用

瞬变电磁法在勘探煤矿采空区中的应用

瞬变电磁法在勘探煤矿采空区中的应用摘要:由于技术条件的限制,小煤窑造成的采空区不易发觉且无章可循,但是采空区地层有其独特的地电特征,瞬变电磁法该方法纯观测二次场,分辨率较高,可以分辨出地下规模较小的不均匀体,在工程勘察领域应用比较广泛,笔者将瞬变电磁法应用于张家口某小煤窑采空区边界的确定,经过钻探的验证,取得了良好的效果。

Abstract: Due to technical constraints, the gob caused by small coal mines is not easy to found and there is no rule to follow, but thecoal mine gob has its unique geo-electrical characteristics. The transient electromagnetic method observes the pure secondary field withhigh resolution. It can distinguish the smaller underground inhomogeneous, and is widely used in the engineering survey. The authordetermines the small coal gob boundary with transient electromagnetic method in Zhangjiakou. After drilling verification, good results havebeen achieved.关键词:瞬变电磁法;小窑采空区;电阻率;异常区Key words: transient electromagnetic method;gob;resistivity;abnormal area 中图分类号:TD173 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2014)24-0045-020 引言近年来,小煤窑开采已经淡出公众的视线,但是经过多年的开采,遗留下大量的小煤窑采空区。

瞬变电磁法在采空区调查中的应用

瞬变电磁法在采空区调查中的应用

瞬变电磁法在采空区调查中的应用应用瞬变电磁法在矿区开展了采空区探测,钻探结果充分验证了瞬变电磁勘探成果的准确性,为下步采空区治理提供了依据,取得良好社会和经济效益,保障了人民群众生命财产安全。

标签:采空区瞬变电磁法电阻率某膨润土矿区矿山已废弃多年,由于遭遇乱采滥挖导致近年来弟妹出现了地面塌陷、地裂缝等地质灾害,严重威胁到当地建筑安全情况,给居民的生命财产安全带来了不小的威胁。

经调查,已有的塌陷及裂缝多由埋深小于100m的采空区引起,因此需对区内地下由采矿导致的采空区分布范围进行调查,为后续的稳定性分区及安全评价奠定基础,保障人民群众生命财产安全。

笔者所在单位受委托开展物探勘查工作,采用瞬变电磁法开展采空区调查工作,取得较好效果。

1瞬变电磁法原理瞬变电磁法(简称TEM)通过在不接地回线中或接地电极间供以方波电流,向地下间歇性地发送一次电磁场,在一次电磁场的发射间歇,用接受线圈观测由地下良导地质体感应产生的二次涡旋电磁场,通过研究二次涡旋电磁场的时空分布特征,从而达到探测地下电性介质的目的[1]。

该方法能穿透高阻覆盖,受地形起伏影响小,与直流电法相比体积效应小,且装置轻便、高工效低成本等特点,已被广泛用于矿产勘探、水文与工程地质调查、环境调查与监测煤田地质勘探、工程勘察、地下水与地热勘探、环境灾害地质调查、考古等诸多领域[2-6]。

2矿区地质概况矿区地层呈北西—南东走向,倾向北东。

地层自南西向北东,依次出露为中下侏罗统、上侏罗统劳村组和下白垩统朝川组。

上侏罗统劳村组为矿区含矿岩系,属火山碎屑岩,其上与下白垩统朝川组不整合接触,且覆盖在中下侏罗统杂色砂砾岩或奥陶系下统泥岩之上。

劳村组以陆相爆发的流纹质火山碎屑岩为主,夹火山沉积岩,由四个火山喷发沉积韵律组成,属脉动式火山喷发,造成了含矿岩系多韵律、多矿层的特征。

区内以开采I、II矿层为主,与地裂缝、地面塌陷关系最为密切的是I、II 矿层的顶底板的工程地质特征。

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童 撼晨 科技
2 0 1 5 年 第 9 期
井下瞬变 电磁 法在 采 区巷道工作面 中的应用效果
陈艳军 ,郝晓宁 ,刘洪斗
( 1 . 阳煤集团寿阳开元矿 业有 限责任公 司,山西 寿阳 0 4 5 4 0 0 ; 2 . 华北理工大学矿 业工程 学院,河北 唐 山 0 6 3 0 0 9)
2 . No r t h C h i n a Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f mi n i n g e n g i n e e r i n g , He b e i T a n g s h a n 0 6 3 0 0 9)
C h e n Y a n - j u n , H a o X i a o — n i n g , L i u Ho n g — d o u 2 ( 1 . Y a n g q u a n C o a l G r o u p S h o u y a n g K a i y u a n mi n i n g l i mi t e d l i a b i l i t y c o m p a n y , s h a n x i S h o u y ng a 0 4 5 4 0 0 ;
Ab s t r a c t : Du e t o t h e s p e c i a l c o n s t r u c t i o n o f u n d e r g r o u n d e n v i r o n me n t , mi n e t r a n s i e n t v a r i a b l e e l e c ro t ma g n e t i c me t h o d
h a v e v e r y d i f e r e n t f r o m t h e g r o u n d t r ns a i e n t e l e c t r o ma ne g t i c me ho t d a n d o he t r mi n e g e o p h y s i c a l p r o s p e c i t n g me ho t d s , b yt h el i mi t e d s p a c ei nu n d e r g r o u n d r o a d wa y , o n l yt h eu s e o f s i d el e n g t hl e s s ha t n 3 m mu l it t u r n s ma l l l i n eb o x , t h i s p a p e r
供 了科学 的地 质资料 。本文通过对 山西某矿采 区工 作面 ( 9 7 0 5工作面 ) 井下 瞬变 电磁法勘探 的应用 实
i n t r o d u c e d he t a p p l i c a t i o n e f e c t o f mi n e ra t n s i e n t e l e c t r o ma ne g t i c me ho t d e x p l o r a i t o n t e c h n o l o g y n i c o a l mi n i n g f a c e o f wa t e r r i c h s t r a t a , ha t t s h o we d he t g e o p h y s i c a l me ho t s d c a l l p r o v i d e s c i e n t i i f c b a s i s f o r e x p l o r a t i o n nd a d i s c h  ̄g ng i wo r k . Ke y wo r d s : t r a n s i e n t e l e c t r o ma ne g t i c me t h o d wo r k i n g s u r f a c e wa t e r d e t e c t i o n nd a wa t e r r e l e a s e
摘 要 由于特殊的井下施工环境 ,矿井瞬变电磁 法与地 面瞬变电磁 法以及其他 的矿 井物探方 法有很大的不 同,受井下巷
道施工空间所限 ,只能采用边长小于 3 r r l 的 多匝小线框。该文通过介绍井下瞬变电磁 法勘探技术在采 区工作面上覆地层的 富水情况的应用效果,说 明该种物探方 法可 以为探放水工作提 供科 学依据 。
关键词 瞬 变电磁 法 工作 面 探放水
中图分Байду номын сангаас号
P 6 3 1 . 3 2 5
文献标识码

d o i : 1 0 . 3 9 6 9  ̄. i s s n . 1 0 0 5 — 2 8 0 1 . 2 0 1 5 . 0 9 . 7 6
A ppl i c at i o n o f mi n e t r a ns i e nt e l e c t r o ma g ne t i c me t ho d i n mi n i ng r oa d wa y
地 球 物 理勘 探 在查 明工 作 面煤 层 上覆 地 层 的
富 、导水状况方 面效 果显著 ,为煤 矿的安全生产 提
为线框 平面法线方 向即为瞬变探测 方向 。因此 ,将
发射接 收线框平 面分别 对准煤层顶板 、底板 或平行 煤层方 向进行探测 ,就 可以反映煤层顺 层 、顶 板 、
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