井下瞬变电磁资料报告材料
瞬变电磁法在煤矿防治水方面的应用
瞬变电磁法在煤矿防治水方面的应用
摘要：国是世界上第一产煤大国,也是世界上煤矿水害最为严重的国家。老
空水、顶板水、底板水、离层水等各种水害是制约煤炭工业发展的突出问题之一。矿区地质构造复杂,水文地质条件也极为复杂,是全国典型的大水矿区,具备如下
特点:水害类型齐全;煤层埋藏深、煤层底板承受水压高;煤系薄层灰岩含水层富
水性强,水力关系复杂;下组煤距奥灰强含水层间距小;矿井涌水量大;水害造成的
经济损失巨大等。因此矿区的防治水工作非常具有特色:防治难度大、技术复杂。由于矿区地面物探受地表地质条件、探测深度、地层倾角、多地层物理特性、近
地面干扰等多因素影响,探测精度较低,因此,将地面物探移到井下,在近距离、近
目标、单一层位中探测,可以提高物探资料解释的精度和可靠性。目前用于井下
探测的众多地球物理勘探方法中,矿井瞬变电磁法对于煤层富含水情况探测效果
比较明显,具有方向性强、勘探深度大、体积效应小、抗干扰能力强、分辨率高、可以多方向探测、施工效率高等优点,已成为矿区井下预测水害隐患的重要技术
手段。本文主要分析瞬变电磁法在煤矿防治水方面的应用。
关键词：瞬变电磁法；煤矿；防治水；应用
引言
采空区积水给矿井安全生产造成隐患，因此，查明老采空区的位置、分布以
及积水情况，降低煤矿水害发生的可能性。地球物理勘探技术利用煤层与采空区、岩层之间的岩石物性差异探测识别地下构造体结构、采空区分布及含水情况，是
煤矿防治水工作中常用的勘探方法。但工区的干扰以及物探资料解释的多解性，
单一的探测方法往往难以取得理想的效果，造成探测精度不足，无法准确测定地
瞬变电磁法超前探物探报告
瞬变电磁法超前探物探报告
根据使用瞬变电磁法进行的超前探物探测，以下是我们得出的报告：
1. 概述：
瞬变电磁法是一种地球物理勘探方法，用于获取地下介质的电导率和电磁性质。通过将电磁信号传播到地下并测量其响应，可以识别地下的物质组成和特征。本次超前探物探使用了瞬变电磁法进行地下探测。
2. 实施过程：
在超前探物探中，我们选择了适当的瞬变电磁法仪器，并依据待探区域的需求进行了测量。仪器通过发送短时间的脉冲电磁信号到地下，然后记录接收到的反射信号。使用不同的接收器和电磁信号传播路径，我们可以获取地下不同深度的信息。
3. 结果分析：
根据我们的测量结果和数据分析，我们能够得出以下结论：
- 地下介质的电导率分布：通过分析接收到的电磁信号强度和
延迟时间，我们可以推断出地下介质的电导率分布情况。具有高电导率的地下介质可能表示存在含水层或含有金属成分的区域，而低电导率则可能表示存在岩石或矿物质。
- 地下构造特征：通过观察接收到的电磁信号的强度和形状变化，我们可以确定地下的构造特征，例如断层、裂隙或洞穴等。这些特征对于地质和工程勘察都具有重要意义。
- 地下水资源：根据电磁信号的传播速度和衰减程度，我们可以推断出地下水资源的分布情况。这对于水资源开发和管理具有重要意义。
4. 结论：
瞬变电磁法超前探物探测提供了重要的地下信息，有助于了解地下介质的性质、构造和水资源的分布情况。根据我们的测量结果和数据分析，我们可以得出一些初步的结论，并提出相关的建议和措施。然而，需要进一步研究和数据分析来更全面地了解地下情况，并为相关决策提供更准确的依据。
XX煤矿瞬变电磁超前探测报告
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
5107瞬变电磁超前物探标准格式
山西煤炭运销集团和尚嘴煤业有限公司5107顺槽瞬变电磁法物探报告
和尚嘴煤业地测防治水科
二零一六年
前言
在巷道适当位置采用矿井瞬变电磁探测技术进行探测，依据矿井水文地质地质资料，探测5107顺槽420m处迎头超前探瞬变电磁法探测含水情况，为布置探防水钻孔设计提供依据。
一、物探勘探任务及目的：
1）基本测线2条，每条测线11个物理点，总计22个物理点。图示箭头的位置为探测区域。（米。）
2）探测为5107顺槽迎头低阻体异常及分布范围。
3）分析测区内含水构造形态、水力联系。
4）对测区内煤层开采或水害治理提供物理探测技术依据。
5）为布置探防水钻孔设计提供依据。
二、工作布置与工作量、技术措施及质量评述
1．本次矿井瞬变电磁法勘探试验施工布置与工作量，沿迎头，布置测线2条（顶板30°、顺层方向），通过移动发射+接收线圈，形成2条测线实测剖面。
2．施工技术措施，矿井瞬变电磁法勘探装置类型采用重叠回线组合装置，边长1.5m 的激发和接收正方形线圈，激发线圈匝数4匝，接收线圈匝数40匝。供电电流档为50A，供电脉宽10ms，采样率16µS。每个测点至少采用30次叠加方式提高信噪比，确保了原始数据的可靠性。
3．质量评述本次矿井瞬变电磁法勘探试验数据采集，严格按《瞬变电磁法技术规程》《电阻率测深法技术规程》执行，并通过加大发射功率的方法增强二次场，提高信噪比等方法，保证了本次试验的数据采集，从而保证了施工质量。
三﹑矿井瞬变电磁法勘探资料处理与解释
1．矿井瞬变电磁法勘探资料处理与解释基础
本次物探资料的解释工作是在条件试验基础上，采取由已知到未知，由点到线，由线到面，由简单到复杂的解释原则。首先对探测数据进行地下半空间和地形较正，消除
瞬变电磁法报告
瞬变电磁法报告
引言
瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，TEM）是一种非侵入性地下
物探方法，广泛应用于矿产勘探、地质调查和水资源评价等领域。该方法通过测量地下介质对电磁场的响应，可以获取地下的电阻率和电导率等信息，从而推测地下的地质结构和水文特征。本报告将介绍瞬变电磁法的原理、仪器设备、数据处理方法以及其在勘探领域的应用情况。
原理
瞬变电磁法是基于法拉第电磁感应定律和电磁场传播理论的。其核心原理是在
地下埋设主发射线圈和用于接收电磁信号的线圈，通过给主发射线圈施加瞬变电流，产生瞬变电磁场。这个瞬变电磁场会感应地下的电流，进而产生感应电磁场，其中电磁场的传播过程会导致接收线圈中电磁信号的变化。通过测量接收线圈中的电磁信号变化情况，可以推测地下介质的电阻率和电导率等物理参数。
仪器设备
瞬变电磁法的仪器设备主要包括发射线圈和接收线圈两部分。发射线圈通常由
一对同心圆线圈组成，中间隔离一段距离，并通过一个高电压电流源施加瞬变电流。接收线圈通常也是一对同心圆线圈，与发射线圈对应放置。为了减少噪音干扰，接收线圈一般会使用差分模式进行测量。此外，为了提高测量精度，仪器还包括数据采集设备、控制器和电缆等。
数据处理方法
瞬变电磁法的数据处理主要分为两个步骤：预处理和解释处理。预处理主要包
括数据校正和数据滤波。校正过程主要是对接收线圈信号进行校正，去除仪器和噪音引起的偏移。滤波过程主要是对数据进行滤波处理，去除高频噪音和低频漂移等。解释处理是根据已校正并滤波的数据，利用数学模型和反演算法对地下电阻率进行推测。常用的解释处理方法包括二维反演、三维反演和测深等。
CUGTEM—8-矿井瞬变电磁仪简介资料
瞬变电磁法的应用领域
瞬变电磁法由于具有很多传统直流电法不行比较的优点，是当今得以快速进 展推广的新一代电磁勘探方法。瞬变电磁法依据工作空域，可分为航空瞬变、地面瞬 变、地下〔矿用〕瞬变、海洋瞬变，本文主要涉及地下瞬变〔矿井瞬变电磁法〕。
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A -80
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矿用型瞬变电磁仪应用实例
案例2：某煤矿东风井南石门下山迎头富水性 为了查明东风井南石门下山迎头正前方100m以内、前方底板60m 以上范围内是否存
巷道 发射线框
煤层顶板 探测方向 煤层
600 （a）
巷道
顺便电磁物探总结.
报告编号：2012-NHFH02
山西华润***有限公司**煤矿
***掘进工作面
（*点前20m处）
瞬变电磁法超前探测报告
地测科
二〇一三年十一月四日
目录
一、概况 (1)
二、瞬变电磁法基本原理 (1)
三、测点布置及施工方法 (3)
四、瞬变技术参数 (3)
五、矿井瞬变电磁法的资料解释 (4)
六、结论 (6)
七、建议 (7)
山西***有限公司**煤矿 ****（**点前*m ） 瞬变电磁法超前探测报告
一、概况
探测时间：2013年11月4日上午10点左右。
10#煤层**回风巷*点前10m 处掘进头进行瞬变电磁超前地质探测工作。其目的在于：查明前方赋存水情况。现场情况：掘进头巷道处于为煤巷，掘进面附近顶板局部位置无渗水现象。 二、瞬变电磁法基本原理
瞬变电磁法的激励场源主要有两种，一种是回线形式（或载流线圈）的磁源，另一种是接地电极形式的电流源。下面以均匀大地的瞬变电磁响应为例，来讨论回线形式磁偶源激发的瞬变电磁场，从而阐述瞬变电磁法测深的基本理论。
在导电率为σ、导磁率为μ的均匀各向同性大地表面敷设面积为S 的矩形发射回线在回线中供以阶跃脉冲电流
⎩⎨
⎧≥<=0
00
)(t t I t I （1） 在电流断开之前（0
在t=0时刻，将电流突然断开，由该电流产生的磁场也立即消失。一次磁场的这一剧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
在大地中激发出感应电流以维持发射电流断开之前存在的磁场、使空间的磁场不会即刻消失。
图1 矩形框磁力线
由于介质的欧姆损耗，这一感应电流将迅速衰减，由它产生的磁场也随之迅速衰减，这种迅速衰减的磁场又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过程，伴随这一过程存在的电磁场便是大地的瞬变电磁场。
201回采工作面瞬变电磁法探测成果报告回采工作面
201回采工作面瞬变电磁法探测成果报告回采
工作面
地质勘查公司 xxx一年五月工程名称：霍州煤电集团
河津腾晖煤业有限责任公司201回采工作面井下瞬变电磁探测成
果报告项目负责：
技术负责：
编写：
审核：
总工程师：
编写单位：山东泰山地质勘查公司日期：2021.05 目录第1章概况
1
1.1目的与任务
1
1.2执行规范
1
1.3 位置和交通
2 第2章地质及地球物理特征 4
2.1 地质 4
2.2.水文地质
7
2.3地球物理特征 8 第3章井下岩层含水性探测技术10
3.1 高密度直流电阻率探测法
10 3.2 工作面直流电透视法
11 3.3 矿井瞬变电磁法
12 第4章矿井瞬变电磁法技术方法
13 4.1 瞬变电磁法基本原理
13 4.2 矿井瞬变电磁法原理
15 4.3 PROTEM47矿井瞬变电磁仪
17 4.4 矿井瞬变电磁法探测方法
18 第5章
201回采工作面瞬变电磁探水技术方案
21 5.1 观测技术方案
21 5.2 现场探测实际情况
22 第6章资料处理与解释
24 6.1 瞬变电磁法数据处理和解释系统
24 6.2 资料处理
25 6.3 资料解释
26 第7章结论与建议
29 7.1 结论
29 7.2 存在问题
29 7.3 建议 30 第1章概况根据霍煤电纪要【2021】235号文的安排，山东泰山地质勘查公司负责乡宁、河津区域整合矿井的井下物探技术服务工作。霍州煤电集团河津腾晖煤业有限责任公司在201回采面开掘的过程中，依据防治水规范“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”
的原则要求，委托山东泰山地质勘查公司开展井下瞬变电磁超前探测工作。
8瞬变电磁超前探测成果报告
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。通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律，可得到不同深度的地电特征。
陕西永陇能源开发建设有限责任公司崔木煤矿井下瞬变电磁勘探初步结果
陕西永陇能源开发建设有限责任公司崔木煤矿井下电法勘探报告（初步成果）
陕西省煤田地质局物探测量队
二○一二年十二月
项目名称：陕西永陇能源开发建设有限责任公司崔木煤矿井下电法勘探
承担单位：陕西省煤田地质局物探测量队
项目负责：刘江
编制：沈福斌刘江宾吴小明麻建亮
数据采集：吴小明黄大海宋楠刘江宾
审核：王星明
总工程师：许德才
队长：冯西会
编制单位：陕西省煤田地质局物探测量队
编制时间：二○一二年十二月
目录
第一章概况 (1)
第一节地质任务及执行标准 (1)
第二节勘探区概况 (1)
第三节以往地质工作 (3)
第二章地质及地球物理特征 (4)
第一节井田地质 (4)
第二节水文地质 (9)
第二节地球物理特征 (11)
第三章野外数据采集及完成工作量 (12)
第一节方法原理 (12)
第二节仪器及装置的选择 (14)
第三节测网布设及完成工作量 (17)
第四章资料处理与解释 (18)
第一节资料处理主要流程 (18)
第二节资料解释 (19)
第五章结论与建议 (26)
附图：
第一章概况
第一节地质任务及执行标准
一、地质任务
根据矿方要求，本次井下电法勘探的地质任务为：
1、探测301、302工作面回风巷及皮带顺槽顶板100m范围内含水层的富水异常情况；
2、探测301工作面采空区积水情况；
3、探测302工作面内煤层顶板附近含水情况。
二、执行技术标准
本次勘探严格执行以下国家及行业标准的有关要求：
1、《煤炭电法勘探规范》（MT/T898-2000）；
2、《地面瞬变电磁法技术规程》（DZ/T0187-1997）；
3、国家煤炭行业标准《煤矿井下直流电法勘探规范》；
瞬变电磁法实例
• 通过室内模拟实验、正演计算及几年来 在地下水勘查方面的实践可以看出 ,瞬变 电磁法对导电层的分辨能力优于对高阻 层的分辨能力 .
• 基岩地区含水层及污染后的地下水均呈 低阻反映 ,因此 ,与其他电探方法相比 ,利 用瞬变电磁法进行地下水勘查具有明显 的优势 .
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 1 . 2 瞬变电磁响应
• 敷设在均匀大地上的发送回线中的电流 产生磁力线 ,当该回线中电流突然切断的 瞬间 ,在地下导电半空间中产生感应涡流 场 ,开始瞬间的电流集中于地表 ,随后向 下及向外扩散 .
• 等效电流[1 ]:
• 计算均匀半空间的瞬变电磁响应时 ,可把 等效电流环看成一系列的二次发送线圈 , 由于它在某时刻的半径、深度及电流可 根据上述各式计算出 ,所以可以很容易地 得出在某时刻沿地面测线的响应值以及 在某个测点响应值随时间变化的规律 .
• ｂ .薄板状导体上的异常特征 .
• 薄板状导体上的异常形态及幅度与导体的 倾角α有关 ,当α =90°时 ,异常形态为对称 于导体顶部的双峰 ,在顶部出现接近于背景 值的极小值 ,不同测道的曲线除了异常幅度 及范围有所差别外 ,都具有相同的形态特 征.
• 当0°<α< 90°时 ,随着α的减少 ,回线与导 体间耦合增强 ,异常响应幅度也随之增加 , 但双峰不对称 ,在导体倾向一侧的峰值大于 另一侧 ,两侧峰值之比主要受α的影响 .
矿井瞬变电磁法在煤矿中的探测方法及异常特征分析
矿井瞬变电磁法在煤矿中的探测方法及异常特征分析
梁庆华
【摘要】基于矿井瞬变电磁原理，分析了固定平移法、转换角度法、综合法等矿
井瞬变电磁探测工作方法及其适用范围。通过实例研究了断层裂隙水、充水陷落柱、采空区积水、导水裂缝带等矿井瞬变电磁探测异常特征，结果表明：矿井瞬变电磁对各个含水异常体的反应较为明显，且呈现出不同的异常特征。通过矿区井下含水构造实地探测和井下巷道超前探测跟踪试验，研究了瞬变电磁探测的准确率，统计得出矿井瞬变电磁整体探测成功率约为86．2%，是井下比较实用的探测水害的物探方法。%Based on the mine transient electromagnetic theory, analysis was made on the working method and application scope of the mine transient electromagnetic detection including the fixed translation method, conversing angle method and comprehensive method. Through the cases, study was carried out on the abnormal characteristics of the mine transient electromagnetic detection such as the fault fracture water, water-filled subsided column, gob water, water flowing fractured zone and so on, the results showed that the mine transient electromagnetic response was more obvious for each water-bearing anomaly and presented different abnormal characteristics. Through the field detection of underground water-bearing structures and the following test of the advance detection in mine roadway, study was made on the accuracy of the mine transient electromagnetic detection. The statistics indicated that the overall success rate of the mine transient electromagnetic detection was about 86. 2%, so it is a more practical geophysical method for mine flooding.
瞬变电磁法资料
第1章概述
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。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。
1、原理
瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method)也称时间域电磁法（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。它是建立在电磁感应原理基础上的时间域人工源电磁探测方法。它利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在其激发下，地下地质体中产生的感应涡流将产生随时间变化的感应电磁场。该信号和地下地质结构的电性特征有着直接的关系。通过研究瞬变场随时间的变化规律，从而达到解决地质问题的目的。其工作原理见图1。
其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。通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律，可得到不同深度的地电特征。
瞬变电磁法是在没有一次场背景情况下观测研究二次场，简化了对探测目标产生异常的研究。该方法以其装置轻便、受旁侧影响小、高工效、低成本等特点已被广泛用于金属矿和煤田地质勘探、工程物探、地下水与地热勘探、采空区与岩溶发育带探测及环境灾害地质调查研究等诸多领域。由于方法本身的属性，不宜在高压超高压输变电线路、铁路等强干扰源附近采集资料，这也为相关规范、技术规程所规定。
地面瞬变电磁法勘探在矿井中的应用
地质勘探
G eological prospecting
地面瞬变电磁法勘探在矿井中的应用
王 云
摘要：矿井地质条件复杂，勘探工作环境也越来越复杂，对矿井地下含水结构的检测要求也越来越高。为了确保矿井的安全，迫切需要开发高精度的检测手段和技术。瞬变电磁探测技术是一种主要的探测手段，它适用于金属矿范围内的小型窑、古窑采空区，可以确定采空区的具体位置和积水情况等。本文以A公司地面瞬变电磁勘探井田区域内的采空区为例，探讨了瞬变电磁法在勘探采空区方面的方法和应用。通过对瞬变电磁检测技术的改进，提高了检测和定位的精度，对矿井的安全掘进、水患预报和水防治等方面发挥了重要指导作用。
关键词：矿井古窑采空区；瞬变电磁法勘探；水害防治
由于乱采乱挖，采空区围岩破碎，采空区空间结构错综复杂，导致采空区和水的分布不够全面，给采矿工作带来了巨大的安全风险。在矿井中，因采空区积水而引发的水灾事故也是屡见不鲜。因此，在开采之前，必须对采空区的积水进行科学探测。目前，瞬变电磁法、直流电法等地质勘探技术已被广泛应用于金属矿井下积水的探测，然而直流电法由于地形的限制受到了很大的约束。瞬变电磁测量技术是一种用于测量地下介质的电磁测量技术，它能够在脉冲不连续过程中产生涡流，并且在脉冲中断之后不会立即消失；随着时间的推移，次级场的衰减规律主要与超导体的导电性、体积大小、埋入深度、发射电流的形状和频率有关。由于该方法对低电阻体非常敏感，施工方便，并且受地形影响较小，因此成为目前矿井水患勘查的首选方法。1 矿井瞬变电磁法基本原理
1.1 基本原理
煤矿井下物探报告
XX煤矿有限公司
12333进风顺槽
YCS200矿用瞬变电磁仪超前探测探测人员：xxx xxxxxx xxxxx xxx xxxx xx
探测范围：A5前12-112米
探测时间：xxxx年x月xx日
报告编号：L-15006S
目录
一、工程概况
二、瞬变电磁探测技术
三、施工布置及数据采集
四、数据处理，结果解析
五、结论与建议
六、存在问题
七、探测结果参考综合柱状图地层显示
八、水平0°探测结果采掘平面图显示
九、物探参考资料
十、物探结果验证表
十一、复探通知
XX煤矿12333进风顺槽YCS200矿用瞬变电磁仪超前探测
一、工程概况
1、探测位置：12333进风顺槽
12333进风顺槽布置在二采区皮带巷左侧，以方位角223°开
口，设计长度1000m。12333回采准备工作面布置在10#煤层中。地面标高为970~1043m，井下标高为730~740m。
探测施工处于迎头位置。距离A5测点12米。
如下图所示：
2、井田主要含水层有：
（1）中奥陶统石灰岩含水层；
（2）上石碳统太原组石灰岩含水层；
（3）二叠系下统山西组及石盒子组砂岩含水层；
（4）第四系孔隙含水层。
3、井田主要隔水层有：
（1）、中上更新统黄色亚粘土隔水层；
（2）、各含水层之间的泥岩、砂质泥岩、粘土岩隔水层；
（3）、本溪组隔水层。
4、探测目的
煤矿生产过程中会受到多种地质因素的影响，其中矿井水害长期以来一直是制约煤炭矿产资源安全高效开采的主要因素之一，为了保证掘进安全，避免水害发生，依据“物探先行、钻探验证”的防治水原则，进行本次瞬变电磁法探测。
①探测目的是为煤矿企业安全生产服务，为防止在掘进工作中灾害的发生，保证生产安全。
矿井瞬变电磁法探测报告
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
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目录
1.探测任务 (1)
1.1探测任务及目的 (1)
2.探测方法原理 (1)
2.1 探测方法原理 (1)
2.2 矿井瞬变电磁的特点 (3)
3.工作方法及技术要求 (4)
3.1使用仪器及参数 (4)
3.2工作方法 (6)
3.3技术措施 (8)
3.4本次工作情况及质量措施 (8)
4.资料处理及解释 (8)
5.结论 (11)
6.存在问题及建议 (11)
煤业运销集团同富新煤业为安全生产，按照“有掘必探、有采必探”的原则，委托省地球物理化学勘查院（以下简称物化院）对该矿10101辅助运输顺槽开口向里21m处前方100米半圆围地层赋水情况进行井下瞬变电磁探测工作，物化院于2013年10月14日进行了井下现场资料采集工作，经认真处理分析，提交本次井下瞬变电磁探测报告。
1.探测任务
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围。
3）为布置探防水钻孔设计提供依据。
2.探测方法原理
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，产生一个向发射回线法线方向传播的一次磁场，在一次磁场的激励下，地质体将产生涡流(见图2-1)，其大小取决于地质体的导电程度，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)。该过渡过程又产生一个衰减的二次磁场向地质体传播，由接收回线接收二次磁场，该二次磁场的变化将反映地质体的电性分布情况。如按不同的延迟时间测量二次感生电动势V(t)，就得到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渡过程(见图2-3)；当存在良导体时，由于电源切断的一瞬间，在导体部将产生涡流以维持一次场的切断，所观测到的过渡过程衰变速度将变慢，从而发现导体的存在。
图2-1 TEM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
瞬变电磁场在中主要以扩散形式传播，在这一过程中，电磁能量直接在导电介质由于传播而消耗，由于趋肤效应，高频部分主要集中在地表附近，且其分布围是源下面的局部，较低频部分传播到深处，且分布围逐渐扩大。
传播深度：0/4
σμπt d = (1) 传播速度：t t d v z 02πσμ=∂∂=
(2)
t 为传播时间，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： 513
120400⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=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，它的大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)
上式为野外工程中常用来计算最大探测深度公式。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。 采用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
矿井瞬变电磁和地面瞬变电磁法的基本原理的一样的，理论上也完全可以使用地面电磁法的一切装置及采集参数，但受井下环境的影响，矿井瞬变电磁法与地面的TEM 的数据采集与处理相比又有很大的区别。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。另外地面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大的困难。实际资料解释中，必须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用边长小于2m的多匝回线装置，这与地面瞬变电磁法相比数据采集劳动强度小，测量设备轻便，工作效率高，成本低。
2）采用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）井下测量装置距离异常体更近，大大的提高测量信号的信噪比，经经验表明，井下测量的信号强度比地面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于有用信号近似等于零，而地面测量信号在衰减到一定时间段接被干扰信号覆盖，无法识别有用的异常信号。
4）地面瞬变电磁法勘探一般只能将线框平置于地面测量，而井下瞬变电磁法可以将线圈放置于巷道底板测量，探测底板一定深度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，当线框面平行巷道掘进前方，可进行超前探测；当线圈平行于巷道侧面煤层，可探测工作面和顶底板一定围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。在高阻地区由于高阻屏蔽作用，如果用直流电法勘探要达到较大的探测深度，须有较大的极距，故其体积效应就大，而在高阻地区用较小的回线可达到较大的探测深度，故在同样的条件下TEM较直流电法的体积效应小得多。
3.工作方法及技术要求
3.1使用仪器及参数
本次探测使用的仪器为地大华睿地学技术生产的YCS200矿用瞬变电磁仪（图3-1）。