瞬变电磁法在巷道超前探测中的应用

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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。

矿井瞬变电磁法在巷道迎头超前探测中的应用

段，以为煤矿水害的预报和防治提供重要的｛术依据。可史
关键词：矿井瞬变电磁；巷道迎头；深度校正；地质异常中图分类号：Ｐ３，６１３文献标识码：Ａ收稿日期：２１０ —００ｌ５１
ＡｐｉａｉｎｏｉｅＴｒｎｉｎｔＥｌｃｒｍａｎｔｃｐｌｃｔｏｆＭｎａｓｅｅｔｏｇｅｉＭｅｈｄｔｖｎｃｄＤｅｅｔｎｇｏａｗａａｔｏｏＡｄａｅｔｃｉｆＲｏｄｙＨｅｄ
ｓｌｎｅｓｃｉｎｓｏｆａｏｉｅｔｏｐｐａｅｒｓｓｉｔｈｖｂｅｄａｎａｔｒｈｃｌｅｔｄａａｗｅｅｐｒ — ｒｎｔｅｉｔｖｉｙａｅｅｎｒｗｆｅｔｅｏｌｃｅｄｔｒｏｃｓｅｎｔｄｓｏｒｉｗａｎｃｒｅｔｄｎｅｔｅｓｄｉｈｅｉｔｔｏｎｙａｄｏｒｃｅｉｄｐｈ．Ｔｈｅｄｔｃｉｅｕｌｓｈｏｔｔｈｅｅｅｔｏｎｒｓｔｓｗｈａｔ
ｏｈｅａｏａｉｓＴｈｅｅｏｒｆｔｎｍｌ．ｅｒｆｅ，ｉａｂｏｉｒｄａｕｉｋ。ｅｆｃｉｘｏｒｔｏｅｈｄｔｃｎｅｃｎｓｄｅｅｓａｑｃｆｅｔｖｅｅｐｌａｉｎｍｔｏｔｏｌｅｈｅｅｏｃｌｎｍａｉｓｎｈｅｏｓｖｔｇｏｌｇｉａａｏｌｉｔｄｉｅｔｏｏｔｅｅｒｃｉｎｆｈｈｅｄ — ｏｒａａｎｏｄｗａｅｃｖｔｏｙｘａａｉｎ，

瞬变电磁法在矿井超前探测中的应用及研究

Ｏ
图６顶板方向视电阻率等值线图
总体分析这三个方向对应的视电阻率等值线
图可知，迎头正前方５～００９ｍ范围内存在相对低
阻异常区，巷道迎头左前方和右前方也存在低阻
异常区，已掌握的相关水文地质资料分析可知，从本次探测的低阻异常区为采空积水区的反应。经
潘利洵，等
瞬变电磁法在矿井超前探测中的应用及研究
７
横向探测深度，ｍ
图５顺层方向视电阻率等值线图
图３超前探测体积示意图
３仪器及参数设置
本次探测采用的是劳累公司生产的
Ｔ￣ＴＭ瞬变电磁仪，参数设置：置类型为ｅａＥ其装
图１超前探测测点布置示意图
在实际工作过程中对于图１中的每个发射点，可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２所示。这样可得到位于巷道迎头前方一个锥体范围内地层介质的电性变化情
［摘
要］根据某矿回风巷１０Ｉ头处沿底板、５２Ｉ迎Ｔ顺层和顶板三个方向对采空积水区进行超前探测，结果表明：变电磁法全空间探测技术能有效探测采空区积水区，瞬从视电阻率等值线的变化情况和视电阻率的相对大小，可更为直观的确定含水采空区的位置及埋深情况。［关键词］瞬变电磁法；前探测；电阻率；超视响应特征［图分类号］Ｐ３．２［中６１３５文献标识码］Ｂ［文章编号］１７－４（１）６０一２６２９３００００６Ｏ９２

瞬变电磁法在掘进工作面超前探测中的应用

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｍｉｎｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｔｈｏｄ．ＴａｋｉｎｇＱｉｎｇｌｏｎｇＣｏｕｎｔｙｏｆＧｕｉｚｈｏｕｐｒｏｖｉｎｃｅ
ｈｅｔｃｏｎｔｏｕｒｓｆｏａｐｐａｒｅｎｔｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｓｅｃｔｉｏｎ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｈｔｇｅｏｌｏｇｉｃｌａｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｉｔＣｎａａｃｃｕｒａｔｅｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌａｎｏｍａｌｉｔｙｒｅａａ
赵红ＺＨＡＯＨｏｎｇ
（贵州大学矿业学院，贵阳５５００２５；贵州省劳动保护科学技术研究院，遵义５６３０００）（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｉｎｉｎｇ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００２５，Ｃｈｉｎａ；ＧｕｉｚｈｏｕＬａｂｏｒＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｚｕｎｙｉ５６３０００，Ｃｈｉｎａ）

矿井瞬变电磁法宽巷道跟踪超前探测应用研究

（ 1）观测断电后的纯二次场，克服了复杂的一次场补偿问题，受地形影响较小。
（ 2）单脉冲激发就可得到多信息的整条瞬变电场衰减曲线，通过加大发射功率和多次叠加，可大幅度地提高信噪比，加大勘探深度。
（ 3）采用不接地回线装置，适宜于各种地理环境下的野外工作。

（ 4）由于瞬变电磁法的探测深度仅取决于大地电阻率和仪器的采样时间，故可通过调节发送功率、仪器采样时间，方便地控制探测范围。
88
2012 年第 5 期
矿井瞬变电磁法宽巷道跟踪超前探测应用研究
陈卫，刘焕新，王利宏
（徐州长城基础工程有限公司，江苏徐州 221006）
摘要矿井瞬变电磁法超前探测技术越来越多地运用到煤矿巷道安全掘进预测预报中。该文主要介绍矿井瞬变电磁法超前探测的基本原理及探测方法，并利用巷道宽度，进行前方加密探测，提高了分辨率，提高了探测成功率。关键词矿井瞬变电磁法超前探测精细化加密探测中图分类号 P631． 3 + 25 文献标识码 B
图 1 11 点探测示意图（下转第 90 页）
（ 2）使用原有 900mm 轨距铁路配合简易上道装置代替装车铁板，简易上道装置与轨道使用道夹板连接好。 2． 4． 2． 3 解体点
在西顺停采线循环车场处施工液压支架解体专用起吊锚杆。起吊锚杆共 6 组，每组不少于 2 根锚杆。锚杆用 Ф22 × 2500mm 螺纹钢锚杆，树脂锚固剂全锚，锚杆拉力不小于 150kN。
矿井瞬变电磁法基本原理与地面瞬变电磁法基本原理相同。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，全空间效应成为矿井瞬变电磁法固有的问题。煤层一般情况下为高阻介质，电磁波易于通过，所以煤层对 TEM 来说就没有像对直流电场那样的屏蔽性，故接收线圈接收到的信号是来自发射线圈周围全空间岩石电性的综合反映。因而在判定异常体空间位置时，需根据线圈平面的法线方向并结合地质资料加以综合分析确定。其特点：

瞬变电磁物理探测法在煤矿井下探测的应用

瞬变电磁物理探测法在煤矿井下探测的应用【摘要】瞬变电磁法和高密度电阻率法是目前应用于矿井工作面水文地质条件探测的主要水文物探方法，它们在工作面顶、底板岩层含水地质异常体、裂隙带富水性、导水通道、含水钻孔和含隔水层厚度探测等方面应用广泛。

本文介绍了瞬变电磁法在实际工程勘探中应用案例，该方法可以准确反映出巷道前方构造赋水状态，能为煤矿企业在生产过程中超前预测预报水患、导水构造和矿井防治水害防治提供技术依据。

【关键词】矿井瞬变电磁仪例子赋水状态1 引言鸡西矿区新发煤矿矿井水文地质条件复杂，水害严重，2011年该矿引进了YCS40-1型瞬变电磁测深仪，截止到2013年4月末共进行了127次物探工作，其中井下瞬变电磁法物探43次。

通过设计适合矿井巷道条件的装置形式，基本能探测出工作面煤层顶底板、回采煤层及巷道前方构造赋水状态。

特别在巷道掘进前方的赋水性预测、预报对巷道安全高效掘进和预防水害事故起着重要的作用，为煤矿企业在生产过程中超前预测预报水患和导水构造提供技术依据。

2 矿井瞬变电磁法井下现场工作方法矿井瞬变电磁法是在井下巷道中进行勘测的，考虑到井下巷道空间的限制，限制了发射装置的发射功率，因此采用了多匝一小回线装置，既可以在狭窄的巷道空间中方便的进行各种角度的旋转、位移，也增加了发射功率和探测深度。

在巷道迎头做超前探测具体施工时，测点在巷道迎头空间的布置（如图1）。

从巷道迎头的一侧开始，使发射、接收回线装置的法线垂直巷道侧面进行测量，然后旋转回线装置，使装置的法线方向与巷道的侧帮分别成一定、逐渐增大的夹角进行探测；当回线装置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2～3个测点；到巷道迎头另一侧时再同刚才一样旋转回线装置，使回线装置的法线方向完成180°的旋转角度。

同时还可以将回线装置的法线方向分别向上和向下与水平面成大约45°角，然后在进行如上的旋转探测。

可以得到一个以巷道迎头位置为中心的，向掘进方向的成半球体探测范围，从而可以全方位的确定巷道前方及其周围是否有低阻异常的存在。

昭阳煤矿瞬变电磁法超前探测技术

激发场源强度会影响探测范围和深度，强激发场源可以获得更深的探测范围。
接收线圈灵敏度
接收线圈灵敏度对探测结果也有重要影响，灵敏度高的接收线圈可以更好地捕捉微弱信号。
数据处理方法
数据处理方法对探测结果的准确性也有重要影响，采用合适的处理方法可以更好地提取有
用信息。
03
昭阳煤矿瞬变电磁法超前探测技术实践
判断含水性
根据电阻率等参数，可以判断含水性，为煤矿安全生产提供决策依据。
指导掘进
通过超前探测技术，可以提前了解前方地质条件，指导掘进方向和速度。
瞬变电磁法超前探测技术的主要影响因素
地层电阻率
地层电阻率是影响瞬变电磁法探测效果的关键因素，不同地层的电阻率会影响探测结果的
准确性。
激发场源强度
昭阳煤矿瞬变电磁法超前探测技术
汇报人：
2023-12-02
ห้องสมุดไป่ตู้
目录
• 瞬变电磁法超前探测技术概述 • 瞬变电磁法超前探测技术原理 • 昭阳煤矿瞬变电磁法超前探测技
术实践 • 昭阳煤矿瞬变电磁法超前探测技
术应用效果评估 • 结论与展望
01
瞬变电磁法超前探测技术概述
瞬变电磁法技术简介
瞬变电磁法是一种利用电磁感应原理探测地下物体分布特征的方
法。
瞬变电磁法通过发送脉冲磁场并测量其响应，可以获取地下物体
的电导率和磁导率等参数。
瞬变电磁法具有探测深度大、分辨率高、抗干扰能力强等优点。
超前探测技术的重要性
超前探测技术可以提前探明地下情况，预防安全事故发生。
超前探测技术可以提高矿产资源利用率，减少浪费。
超前探测技术可以指导采矿作业，提高生产效率。

掘进巷道水害井下瞬变电磁超前探测

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。

矿井瞬变电磁法在超前探测中的应用研究

给煤矿的安全生产造成严重威胁。因此，前］超
１引言
在煤矿开采过程中经常会碰到一些较大的灾
ｄｉ１．９９ｊｉｓ．６２９０２１．１０１ｏ：０３６／．ｓｎ１７ —７４．０２０．１
矿井瞬变电磁法在超前探测中的应用研究
张军，赵莹，李萍
（．中国煤炭科工集团西安研究院，西西安７０７；１陕１０７２．西安大地测绘工程有限责任公司，西西安７０５）陕１０４
第９第１期卷
２１０２年１月
工程球物理学赧
ＣＨＩＮＥＳＯＵＲＮＡＩＥＪＯＦＥＮＧＩＮＥＥＮＧＲＩＧＥＯＰＨＹＳＣＳＩ
Ｖｏ．Ｎｏ１９．．１
Ｊｎ２１ａ．，０２
文章编号：６２７４（０２０－０４－０１７－９０２１）１０９５
ｅｆｃｉｎｓｍｉＴＥＭｅｈｎｏｏｉｅｅｔｎｂｗａｅａｅｄｆｔｔｆｅｔｖｅｅｓｏｆｎｅｔｃｌｇｙｎｄｔｃｉｇｇｏｔｒｈａｏｈｅｕｎｎｌｎｅｉｇ．ＩｔｃｃｕｄｄｓｖｒｌｋｅｓｕｓｗｈｉｈｒｑｕｒｏｔｃｎｔｐｉａｉｆｍｉｅＴＥＭ．ＰｒｖｄｏｎｌｅｅｅａｙｉｓｅｃｅｉｅｎｉｅｉｈｅａｐｌｃｔｏｎｏｎｏｅｂｙａｘａｎｅｍｐｌＴＥＭｓａｆｅｔｖｙｆｈｅｕｅｔｏｎｏｄｙｌａｉｏｐｃｅ，ｉｎｅｆｃｉｅｗａｏｒｔｅｒｑｓｆｍｉｅｒａｗａｅｄｎｇｐｒｓｅ — ｔｎｇＩｎｅａｉ．ｎａｘｍｐｌｅ，ｔｐａｉｌｆａｕｅｏｆａｏｍａｙｂｙｃｎｂｅｒｆｅｔｄｅａｔｙｕｓｎｈｅｈｅｓｔａｅｔｒｎｌｏｄａｅｌｃｅｘｃｌｉｇｔ

瞬变电磁超前探测技术在安阳煤矿巷道掘进中的应用

8
2012 年第 5 期
测方向指向巷道顶板方向进行扇扫描，如图 4 （ a），水平方向即探测时沿水平方向进行扇面扫描，如图 4 （ b）。
异常分布于 30°、45° 角度超前探测方向上约 85m 处。综合分析可知，两幅图件低阻表现应为同一异常反应，但水平方向不如顶板方向明显，推测该低阻异常主要与顶板方向对应位置处低阻电性体有关，结合地质资料分析认为是顶板灰岩局部富水，由于视电阻率值在 40，推测富水性较弱，对掘进影响不大。实际掘进揭露，巷道向前掘进至 80m 处时，顶板破碎，淋水，证明探测结果的可靠性。
质工程师，注册安全工程师，现任枣庄矿业集团甘霖实业公司生产副总工程师，曾在《山东煤炭科技》发表论文 10 余篇。
3 井下施工技术
如图 3 所示，探测时按照与迎头正前方不同夹角进行扇面扫描，形成对迎头左前方、正前方、右前方的探测。进行了两个方向的探测，顶板方向即探测时探
（ 3）将工作面及下巷运输机电缆、煤机电缆、照明通讯线路及支架高、低压管线在补切机尾重新联好。
图 4 探测方向示意图
4 应用实例
为了防止隐伏导含水构造突水事故的发生，安阳煤矿 1601 上顺槽掘进过程中采用了矿井瞬变电磁超前探测技术。图 5 为某掘进头处顶板方向超前探测视电阻率等值线图，图 6 为同一迎头水平方向超前探测视电阻率等值线图。图 5 中视电阻率值 50 ～ 200，相对低阻异常分布于 15°、30°、45° 等 3 个角度的超前探测方向上 85m 处；图 6 中视电阻率值 100 ～ 200，相对低阻

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。

浅析瞬变电磁法在掘进超前探测中的应用

图２偶极观测方式
超前探测装置工作时，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掘进头前方、侧帮多个角度。探测时，严格控制各测点探测角度，使线圈轴线始终对准探测方向，以获得尽可能完整的前方空间信息。３．３探测结果分析本次对庚一带式输送机下山掘进头前方及侧帮进行了瞬变电磁勘探，勘探盲区约为２０ｍ。以视电阻率值小于２的区域为相对低阻异常
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３Ｏ。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。
原理和应用进行了介绍。
采用偶极观测方式（见图２），发射线圈和接收线圈平面始终平行，两线圈轴线指向探测方向。
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【关键词】瞬变电磁法；来自巷道掘进；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
区。
图１瞬变电磁半空间探测
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：１０ｍ）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：１０ｍ）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１０ｍ），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３应用举例某矿利用瞬变电磁技术对带式输送机下山、轨道下山、运输石门和三水平上车场进行了２６次超前探测，下面将探测情况介绍如下。３．１所用瞬变电磁仪介绍勘探采用加拿大ＧＥＯＮＩＣＳ公司生产的最新式ＴＥｍ一４７（增强型）瞬变电磁仪，仪器探测精度高，盲区小，抗干扰能力强，主要技术参数如

瞬变电磁法在掘进工作面超前探测中的应用

瞬变电磁法在掘进工作面超前探测中的应用作者：赵红来源：《价值工程》2013年第32期摘要：介绍了瞬变电磁超前探测技术的原理与方法，以贵州省晴隆县永荣煤矿为例，探测14101回风巷前方积水及总回风巷老空积水情况，探测掘进头顺层及顶板的低阻体异常及分布范围。

探测结果表明，通过对采集到的数据进行处理，绘制视电阻率等值线断面图，结合地质资料可以准确判定地质异常区域的位置和富水性强弱。

Abstract： This paper presents the principle of mine transient electromagnetic method. Taking Qinglong County of Guizhou province Yongrong coal mine as an example， it detected the ponding in front of 14101 wind alley and total return air roadway gob， and the low resistance body abnormality and distribution of bedding and roof. The survey results show that， by processing the collected data and drawing the contours of apparent resistivity section， combined with geological information， it can accurately determine the geological anomality area and watery strength.关键词：瞬变电磁法；掘进工作面；超前探测Key words： transient electromagnetic methods；excavation working face；advanced detection中图分类号：P631.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）32-0035-03作者简介：赵红（1981-），男，重庆人，贵州大学矿业学院安全工程专业在读研究生，工程师，研究方向为矿山安全。

谈井下瞬变电磁法在巷道掘进头连续跟踪超前探测的应用

谈井下瞬变电磁法在巷道掘进头连续跟踪超前探测的应用【摘要】本文对煤矿巷道掘进头的连续跟踪超前探测方法的工作原理进行分析，在此基础上探讨了井下瞬变电磁法在巷道掘进头连续跟踪超前探测的应用。

【关键词】煤矿巷道掘进头；探测方法；瞬变电磁法引言巷道掘进头前方的构造破碎带、裂隙发育区、岩溶、陷落柱等富水区（体）对巷道的安全掘进构成了严重威胁，也是煤矿发生重大突水事故的主要原因。

如何做到提前预报和及时防治，关键在于有效的超前预测。

多年来这一问题一直困扰着煤矿的基层技术人员和施工人员。

近年来，全空间瞬变电磁技术在中国得到了发展，这一技术属于近距离观测，具有体积效应相对较小、方向性强、分辨率高、对低阻区敏感、施工快速的优点，为我们提供了一条新的探测途径。

实践证明，通过设计合适的装置形式可以有效地超前预测巷道掘进头前方数十米范围内的水害危险性，目前该技术已成为我们预测煤矿水害的最佳选择。

1巷道掘进头超前探测方法巷道掘进头一般只有几平方米大小，既无法采用共面偶极方式，也无法采用中心方式。

因此，我们采用了一种不共面同轴偶极方式。

发射线圈（Tx）和接收线圈（Rx）分别位于前后平行的2个平面内，二者相距一定的距离（要求>5m，实际中常采用10m）并处于同一轴线上。

观测时接收线圈贴近掌子面，轴线指向探测方向。

对于巷道掘进头来说，探测时分别对准巷道正前方，正前偏左、偏右等不同方向，这样可获得前方一个扇形空间的信息。

巷道掘进头的超前探测与顶、底板的探测不同，顶、底板探测是静态的，而超前探测是动态的，目标空间随巷道的掘进而变化。

所以，超前探测除了装置方式的改变外，在时间上还应该是一个连续跟踪的过程。

2井下瞬变电磁法在巷道掘进头连续跟踪超前探测的应用瞬变电磁法（Tran sient Electrom agnetic Mehtod，简称TEM）的原理是利用不接地回线向地下发射一次脉冲磁场，当发射回线中的电流突然断开后，地球介质中将激励起二次涡流场以维持在断开电流以前产生的磁场（即一次场）。

瞬变电磁与直流电法在井下超前探中的应用

瞬变电磁与直流电法在井下超前探中的应用摘要：目前井下超前探测常用的探水方法有瞬变电磁超前探和直流电法超前探。

山西某矿主要沿6号煤层底板掘进，影响巷道掘进的主要水文地质条件为山西组、太原组砂岩裂隙含水层和采空区积水，为保障巷道安全掘进，根据《煤矿防治水细则》，本着“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，采用矿井瞬变电磁法和直流电法超前探测来探明巷道前方煤岩层的富水性情况，为巷道安全掘进提供基础物探资料。

关键词：瞬变电磁法；直流电法；富水异常区Application of transient electromagnetic and direct current method in downhole advanced explorationCao Xi Kong Weiteng(Shandong Energy South America Limited, Shandong Qingdao 266000)Abstract：At present, the common methods of underground water detection include transient electromagnetic method and direct current method. The main hydrogeological conditions affecting the driving of the roadway in a mine in Shanxi Province are the sandstone fractured aquifer of Shanxi formation and Taiyuan formation and the water accumulated in the Goaf, in order to ensure the safe driving of the roadway, according to the detailed rules for the prevention andcontrol of water in coal mines, based on the principle of “Prediction and prediction, exploration when excavating, first probing, then excavating, first controlling and then mining”, the mine transient electromagnetic method and direct current electric method are used todetect the water-rich state of the coal and rock layer in front of the roadway, which provides the basic geophysical prospecting data for the safe excavation of the roadway.Keywords：Transient electromagnetic method; Direct current method; Water-rich anomaly1地质概况本掘进工作面为一单斜构造，煤岩倾向为NW，走向为NE，倾角为4°～8°，一般为6°，北部倾角小南部倾角大，属近水平煤层。

瞬变电磁仪在煤矿巷道探测中的应用

显联系。
（）寒武～奥陶系灰岩岩溶裂４
（）组成，厚度３３１０矿．～３．ｍ，一般在１ｍ左右。该层位较稳定，力学强度０
麓
隙含水层
隔水层
区域揭露该层厚度为１０～２７，３３ｍ
岩性主要为白云质灰岩、白云岩夹薄层或厚层石灰岩组成，局部夹中厚层铝土质泥岩，寒武～奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层水量充沛，水循环交替性好，水质优良，但其含、富水性极不均一。该含水层为一，层底板直接充水含水层，煤也是区内重要含水层。
地下水作用的条件下，则会弱化或失去
装置方式进行发射和接收。本次探测
使用澳大利亚ＴＥＲＲＡＴＥ瞬变电磁Ｍ
麓
仪，发射线圈和接收线圈框重叠，两
一（）主要隔水层二
（１）二叠系石盒子组碎屑岩段
弱～中等，岩性致密，裂隙不发育，透次涡流场，从而探测介质电阻率的一水性差，富水性弱，正常情况下是一。种方法。井下瞬变电磁勘探只能在巷道内煤层底板的良好隔水层，对于阻隔下部寒武～奥陶系灰岩岩溶裂隙水充入一进行，一般利用多匝小线圈采用剖面煤矿坑起着重要的阻隔作用。但在其沉积薄弱地段或遭受构造破坏时和在高压
该层段残留厚度一般大于３０ｆ，０ｒｌ
由泥岩、质泥岩、岩等碎屑岩组成，砂砂以泥岩、砂质泥岩为主，间夹数层中厚层状中粗粒砂岩含水层。该层段厚度大，在地表呈零星出露，地面坡度大，补给条件不佳，裂隙不发育，透水性差，能对上部新近系孔隙潜水含水层和下部二，层顶板砂岩承压含水层之间的水煤

瞬变电磁法技术在煤矿探测中的应用

地质矿山
浅析水平井井壁失稳原因分析及对策
黄智
中油辽河油田公司钻采工艺研究院辽宁盘锦１２４０１０
摘要：地层岩性为砂岩，且埋藏浅，因此不可能存在残余构造应力，应为正常压力地层，地层压力系数为０．９８－１．Ｏ１。由于地层砂岩胶结
２工程措施
钻井液中的水必然会由于毛细管力及压差等原因而进入泥页岩，从而显著改变地层孔隙压力，诱发或加剧井壁不稳定。实践表明钻井液的流态和流变性，对井壁控制作用非常明显。钻井液的流变性直接作用环空压耗、流态以及钻井液密度的大小。总之，对于含水敏性矿物较多的塑性泥页岩地层，井壁失稳的决定因素是进入地层流体的化学特性，其可控因素为钻井液的抑制性。只有通过增强钻井液的抑制性来减弱水敏性矿物的水化作用，才能保持含水敏性矿物较多的塑性泥页岩地层的井壁稳定。而对于含水敏性矿物少的致密硬膪ｌ生泥页岩地层，井壁失稳的决定因素是孔缝的发育程度和压力传递大小，其可控因素是近井壁地层渗透率大小及封堵层衰减压力能力的强弱。
１钻井液物理性质
我们开采的陆地油田，多具有弱膨胀特性和低活性特征，我们通常不使用含有氯离子的无机盐来抑制地层水化膨胀，泥质成分伊蒙混层和高岭石的水化可以通过减少游离０Ｈ兹度来减弱；由于后期开发的油田地层压力低、胶结疏松，必须控制好压井液进入地层，避免地层污染，对于这类地层首先封堵性的钻井液，控制钻井液进入地层的量。在体系中添加封堵粒子，适当增加固相浓度，控制合理的固相级配，减少钻井液带来的污染和岩石骨架结构的影响。在稠油开发的油藏，由于地层温度低，稠油不能流动。稠油对岩石骨架起到很好的支撑作用。随着稠油的开采和井底注入温度的升高，原有的平衡被破坏，削弱地层岩石强度和原有的胶结状况，我们通常以提高润滑性的作法来避免岩石骨架的破坏，采用加入足量胶体沥青。稠油性质与胶体沥青基本相同，它能吸附在井壁上形成一层保护膜保护稠油不被溶解，能保持和提高井壁强度。

煤矿井下瞬变电磁超前探测技术探讨与应用

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。

瞬变电磁法在煤矿富水性超前探测中的应用

瞬变电磁法在煤矿富水性超前探测中的应用贺润山【摘要】According to the water prevention and control regulations in coal mines,using the recent arisen the transient electromagnetic method carries out advanced detection for rich water of the tunneling face in the coal mine, forecasts the found abnormal areas.As a new geophysical methods,due to its simple and fast advantages,has been widely used in the production.Introduces the application of the transient electromagnetic method in advanced detec-tion of coal mines,and the detection results are verified,in order to do some beneficial discussion for the found prob-lems.%根据煤矿防治水规定，利用近期兴起的瞬变电磁法对煤矿掘进工作面的富水性进行超前探测，对发现的异常进行预测预报。

作为一种新的物探方法，由于其简便、快速的优点，在生产中得到了广泛应用。

本文介绍了瞬变电磁法在煤矿超前探测中的应用，并对探测效果进行验证，以期对发现的问题进行一些有益的探讨。

【期刊名称】《山西焦煤科技》【年(卷),期】2013(000)009【总页数】4页(P69-72)【关键词】煤矿富水性;超前探测;瞬变电磁法;预测预报【作者】贺润山【作者单位】太原市国土资源局万柏林分局,山西太原,030024【正文语种】中文【中图分类】TD745+.2瞬变电磁法属时间域电磁感应方法。