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。

r/bm

r/bm r/bm

r/bm

t/σ=1.6

图2 穿过Tx 中心的横断面内电流密度等值线

三、测点布置及施工方法

本次瞬变电磁法勘探采用重叠回线装置，发射频率为25Hz ，发射线框采用多匝1.5m×1.5m 矩形回线。探测分水平和垂直两个方向扫描，水平方向扫描左右各180°范围，每18°一个测点，共11个测点，垂直方向相似，扫描上下各180°范围，每10°一个测点，共11个测点。探测布置示意图如下图3。

(a)

(b)

(a) 掘进面横向扇形探测方式 (b) 掘进面上下扇形探测方式

图3 测点布置示意图

四、瞬变技术参数

YCS40矿用本安型瞬变电磁仪主机部分：

⑴发射频率：225HZ 、75HZ 、25HZ 、8.3HZ 、2.5HZ 、225HZ 、225HZ 、225HZ 可选

发射电流：≤2A 发射电压：≤8.5V 叠加次数：32-2048次 采样率：16us 采样道数：40道 存储容量：2048测点

显示：240x128黑白点阵液晶显示屏

1

L1线瞬变测点

布置平面图56711

1L2线瞬变测点布置剖面图

56711

传输接口：USB

防护等级：1P54

整机毛重：小于7.0㎏

⑵外置可充电镍氢电池发射部分

额定电压：8.5V

电池容量：4AH

工作时间：3小时

重量：小于1㎏

⑶发射接收天线

接收天线：正方形多匝重叠回线

边长尺寸：边长1.5米

重量：小于4.0㎏

⑷工作条件

允许在有瓦斯、煤尘的矿井中使用

工作温度：0℃-40℃

相对湿度：40%-95%（在25℃）

大气压力：80-106KPa

五、矿井瞬变电磁法的资料解释

图4 瞬变电磁数据处理流程

瞬变电磁法的资料解释步骤是首先对采集到的数据进行去噪处理，根据晚期场或全期场公式计算视电阻率曲线，然后进行时深转换处理，得到各测线视电阻率断面图。最后，根据探测区的地球物理特征、TEM 响应的时间特性和空间分布特征并结合矿井地质资料进行综合解释，划分地层富水区分布范围。

一、水平扇形探测情况

测线布置：从掘进头朝左50度起至朝右50度，以10度为差值布置测线，共探测11个点。

探测任务：主要探测掘进头前方含水异常体情况。

由图5综合分析可知，掘进头水平前方探测范围内视电阻率相对较高，推测该地层含水量较低。

图5 横向扇形探测的多测道曲线

二、上下纵向扇形探测情况

测线布置：从顶板朝上50度起至朝下50度，以10度为差值布置测线，

共探测11个点。

探测任务：主要探测掘进头前方含水异常体情况。

由图6综合分析可知，掘进头水平前方探测范围内视电阻率相对较高，推测该地层含水量较低。

图6 上下扇形探测视电阻率等值线图

六、结论

1、综合物探成果资料得出：本次最大探测距离为100m 。在本次探测掘进头前方100m 范围内，未发现异常区。

2、从探测效果看，掘进头有少许金属物体(工字钢等)，对瞬变的探测可能会造成了一定的干扰，从而影响到了探测的准确性。本次探测取得了初步的效果。但是任何物探技术手段都存在一定多解性和局限性。电磁法探测要与地质分析、地质钻探相结合，根据现场具体水文地质情况综合分析，尽量降低物探资料的多解性。