瞬变电磁法野外常用工作装置
瞬变电磁法的野外工作方法
山西吉奥兴盛地学仪器有限公司瞬变电磁法的野外工作方法1、装置类型:(1)同一回线装置：单线框装置是瞬变电磁测量系统中最简单的一种，其主要特点是发射器和接收器为同一线框，既做为发射框，同时又作为接收框。
线框形状可以是正方形，亦可为矩形，线框边长一般在200m之内，视具体情况而定(图a). 优点：设备轻便。
缺点：勘探深度小。
(2)重叠回线装置：重叠回线装置是指发射框和接收框具有完全相同的几何形状和尺寸，但两线框相互独立布置在同一位置上(图b)．优点：发射线圈逐测点移动，不会激发盲区。
缺点：分辨率相对较低，人文导体较多处很难避开，设备较重，铺线较麻烦。
(3)中心回线装置：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，由每个单扎线圈可看作是一个磁偶极子，因此这种接收器又称偶极接收器(图c) ．优点：1）是重叠回线的变型，具有重叠回线的优点。
2) 可观测水平分量，分辨率较高。
3) 接收回线可以避开管道等人为导体，在人为导体较多的测区，其数据质量优于重叠回线。
缺点：地质体的不均匀性影响较重叠回线大。
（4）分离回线装置：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）。
该装置是将发射回线和接收回线分开，相隔一段距离，由于该装置在实际中应用效果不是很理想，因此，在常用的装置中一般不用该装置。
(5)双线框装置：双线框装置是由两个大小相同，平行而相邻的线框并联构成。
该装置如图e 所示，双线框即做发射线框，又做接收线框，工作方式类似于单线框装置;发射和接收线框分别由两个大小相同而又独立的双线框组成，工作方式类似于共线框装置。
双线框装置抗干扰能力强，但施工不方便，使用时受到限制。
(6)固定发射移动接收装置（大回线外组合、大回线内组合）：该装置由一个固定的大线框和一个可移动的多绕层小线框组成，大线框为发射框、小线框为接收框。
野外作业中瞬变电磁法的影响因素及其相关问题研究
野外作业中瞬变电磁法的影响因素及其相关问题研究作者：左蓉丽来源：《山东工业技术》2013年第10期【摘要】瞬变电磁法除具有穿透高阻层能力强及随机干扰影响小等优点外，该法还明显地具有：（1）断电后观测纯二次场，可以进行近区观测，减少旁测影响，增强电性分辨能力；（2）可用加大发射功率的方法增强二次场，提高信噪比，从而增加勘探深度；（3）通过多次脉冲激发，场的重复测量叠加和空间域拟地震的多次覆盖技术应用，提高信噪比和观测精度；（4）可选择不同的时间窗口进行观测，有效地压制地质噪声，可获得不同勘探深度的地质信息等一系列优点。
【关键词】瞬变电磁；影响因素；随机干扰；地质信息；电磁信号；电磁噪音；干扰源0 引言影响瞬变电磁法的因素很多，必须对其进行分析和研究，以便针对不同的地质目的，采取相应的措施，以减弱其影响。
概括地讲主要有瞬变电磁系统中的电磁噪声、灵敏度、回线边长、地质噪声、地形影响等五种因素。
1 瞬变电磁法的特点与同属于感应类电磁法的频率域电磁法相比，瞬变电磁法具有以下特点：1.1 可以使用同点装置，这种装置的体积效应小，横向分辨率高1.2 观测纯异常，消除了频率域的装置耦合噪声，受地形起伏影响小1.3 由于可根据信号到达时间了解信号源的深度，根据信号的时间特性了解信号源的导电性，因而区分导电覆盖层和导电围岩的能力比较强1.4 线框敷设的方位、形状以及发收距等方面的误差影响相对较小，因而，测地工作简单、工作效率高1.5 由于发射场能量分布于较宽的频带上，信噪比往往较低，更容易受天然和人为干扰电磁信号的影响近代科技的发展促进了TEM的快速发展，尤其是由于电子计算技术的引用，对于仪器系统抑制噪声、减小观测误差、资料处理及正反演均有了较大的进展。
当前，TEM向着深部盲矿、解决深部构造及工程勘察的方向发展。
2 瞬变电磁法的影响因素2.1 瞬变电磁系统中的电磁噪声电磁噪声限制了观测弱信号的能力，从而在许多情况下亦限制了探测深度。
瞬变野外方法
瞬变电磁法简易的野外方法及
理论依据
一、测量深度h和供电电流I及线圈边长b的关系，测量深度h 和供电电流大小线圈连长有关。
(1)同供电电流的关系，一般电流增大32倍，测量深度只增加2
一般实际勘测深度h取同发射线圈边长b和电流I有关。
从经验上勘探深度h≈3b。
经验说明：(回线电流≥10A)勘探深度为回线边长的3倍以上(经验)。
回线边长一般取100～400m，常用200m。
二、供电频率的选择
(1)供电频率的选择一般和勘探深度及抑制50Hz工频干扰有关。
就50Hz工频来说，一般选择供电频率应是50Hz的约数或是50Hz 的倍(指我国工业电多用50Hz)。
(2)常选用的频率有：2.5、6.25、25Hz三种。
三、供电方式的选择
常用的一般选择方式1，为双极性占空比为1：1方波，有利消除多种干扰。
四、线圈组合装置的选择及其克服干扰措施
(1)常用的重叠回线装、中心回线装置、大定源回线装置
(2)为了克服强电磁干扰(天电干扰和人为干扰)及为减弱覆盖层耦合，采用双回线组合装置(发射接收电缆分开)。
(3)为克服某些地区近地表超顺磁物质的效应
所谓顺磁效应就是超顺磁响应引起的不正常瞬变场导致大地似乎比实际情况更为导电，从而晚延的电阻率值比预计的要低。
一般是在红土覆盖的地区，或地表含有磁铁矿，赤铁矿等。
采用的方法：偏移回线合装置和内——回线组合装置偏3m，严重地区15m(发射线圈和接收线圈)少用。
(4)详见说明书
*点距一般10～20m，有矿地段点距5～10m，异常复杂地段加密到2.5～5m。
常用物探方法的工作原理
常用物探方法的工作原理1、瞬变电磁法：时间域电磁法（Time domain Electromagnetic Methods）或称瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Methods），简写为TEM。
它是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歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。
其数学物理基础都是基于导电介质在阶跃变化的激励磁场激发下引起的涡流场的问题。
其工作原理为：通过地面布设的线圈，向地下发射一个脉冲磁场（一次场），在一次场磁力线的作用下，地下介质将产生涡流场。
当脉冲磁场消失后，涡流并没有同步消失，它有一个缓慢的衰减过程，在地表观测涡流衰减过程所产生的二次磁场，即可了解地下介质的电性分布。
该二次场衰减过程是一条负指数衰减曲线，如图1所示。
图1 二次场衰减曲线图一般来说，对于导电性差的地质体，二次场初始值较大，但衰减速度较快；反之，导电性良好的地质体，二次场初始值小，但衰减速度慢（图2)。
瞬变电磁场这一特性构成了TEM区分不同地质体的基本原理。
二次场的衰减曲线早期主要反映浅层信息，晚期主要反映深部信息。
因此，观测和研究大地瞬变电磁场随时间的变化规律，可以探测大地电位的垂向变化。
图2 瞬变电场随时间衰减规律与地质体导电性的关系仪器野外工作方法及原理见图3。
主机通过发射线圈向地下发射烟圈状磁脉冲，当磁脉冲遇到不均匀导电介质时形成涡流场，仪器断电后，涡流场衰减过程中形成的二次场以烟圈状辐射，接收线圈接收到返回地面的二次场信号并将其传输给主机进行处理、显示。
图3 仪器工作原理图瞬变电磁法的特点表现为可以采用同点组合进行观测，使与探测目的物耦合最紧，取得的异常响应强，形态简单，分层能力强；在高阻围岩区不会产生地形起伏影响的假异常，在低电阻率围岩区，由于是多道观测，早期道的地形影响也较易分辨；线圈点位、方位或接发距要求相对不严格，测地工作简单，工作效率高；有穿透低电阻率覆盖层的能力，探测深度大；剖面工作与测深工作同时完成，提供了更多有用信息。
几种常用物探方法野外工作及室内资料整理
• 不极化电极（MN电极） • 在制作不极化电极及野外实验时要求：①.要使用干 净纯净水稀释硫酸铜粉；②.CuSO4要用分析纯硫酸 铜粉；③.CuSO4溶液要过饱和（有沉淀）；④.Cu棒 表面干净；⑤.要按照极差关系布置各电极；⑥.要进 行预埋；⑦.干燥地区可适量浇水；⑧.收工之后先将 不极化电极洗净，然后用水浸泡。 • 为了使测量结果更准确、稳定，在野外布置不极化 电极时，应按照电极间的极差关系进行排列。测量 电极极差的方法步骤如下：①.将所有装有饱和硫酸 铜溶液的不极化电极放入同一盛有硫酸铜溶液的盆 内；②.以某一电极为基准，分别测量其它电极相对 于此电极的极差并记录；③.按照记录的结果依次对 各电极进行编号，以方便野外实际应用。
磁测注意事项
• 1、野外施工前要准确校对基站和移动站的时钟， 使其每台移动站和基站的时钟一致（测量方式也必 须保持一致），因为在进行日变校正时系统靠时钟 来同步。开工时基站应先启动测量，收工时要等所 有移动站停止后，最后停止基站测量。 • 2、基站应选择在地磁场平稳的地段，附近的磁场 梯度很小。应避开任何可能的干扰源。如公路或铁 路上的车辆、电力线、发电站、通讯站等，这些地 方的磁场不稳定，必须避开。基站还应该设置在人 畜不常通过的地方。
一）、大功率激电系统 通常包括发射系统和测量系统2部分，用来做激电 中梯扫面用 1、野外测线布置 规范要求：测量范围<=2/3AB，旁侧线<=1/5AB 中梯装置的装置系数计算式为
2 K MN 1 AB x 2 AB 2 x y 2
• （4）收集（测定）主要岩矿石（包括第 四纪盖层）的极化率和电阻率参数； • （5）了解地质和人文干扰因素的种类、 强度及分布等情况； • （6）采集少量矿样及高极化率的岩石进 行分析测试。初步了解有用的矿产的种 类、矿石富集程度及与电性参数的关系。
瞬变电磁(TEM)检测方法
J 、 J 、 J 分别为管外介质、防腐层和管内介质的磁导率、电导率与介电常数； G、 G 为管体的磁导率与电导率。
2．数学模型 管道外介质的电导率和磁导率远远小于金属管道的电导率和磁导率， 利用瞬 变电磁响应的时间可分性， 实际检测中可以在恰当的时窗范围内只考虑金属管道 与管内介质的响应。此外，将金属管道及其管内介质作为一个外径相同的等效柱 体来考虑，在管外观测时二者所产生的瞬变电磁响应相同。等效柱体与金属管道 及其管内介质之间的参数关系如下：
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位置的分布情况，确定检测间距，一般情况下应当采用基本检测点距基础上适当 加密的措施，必要时可进行全覆盖（点距不大于被检管道埋深的 2 倍）检测。 B. 对于根据管道日常管理中汇集的管道穿孔及泄漏、介质腐蚀性等数据判 断可能发生腐蚀较严重的管段，可按 25m～50m 基本点距基础上适当加密的方式 布设测点。防腐（保温）层破损、缺陷点及其两侧、阴极保护失效部位、杂散干 扰显著地段及怀疑发生腐蚀的管段应布置加密检测点。弯头或接头两侧、土壤介 质明显变化处、 环境因素明显分界处、 第三方破坏频发处可适当布置加密检测点。 C. 也可以根据管道运行方要求进行抽检。 抽检时需考虑检测位置的代表性， 一般应布置在根据管壁腐蚀影响因素、 维修历史/记录和其他任何管壁腐蚀/破裂 历史等资料所分析的腐蚀可能性较大的管段位置上。 检测点位置测量：瞬变电磁（TEM）检测设计中还应包含定位测量的内容， 具体方法可根据管道运行方对定位测量精度的要求按相关标准确定。 2．现场检测作业 (1) 操作数据采集器 无论使用 GBH-1 或者使用其他脉冲瞬变电磁仪采集数据时， 要按照相应说明 书中规定的步骤操作仪器和附属设备。 (2) 实地布设检测点 根据实地情况布设测点，必要时可适当调整，要避免布置在靠近强干扰源、 强磁场、有金属干扰物的地方。观测前，应首先校对测点号是否正确，随即作好 现场记录，对干扰、周围地物以及必要的点位移动情况要详细记录。 (3) 安放发射-接收回线 在已确定的观测点上安放发射-接收回线使其平面接近水平，回线中心偏离
试谈瞬变电磁法的应用
试谈瞬变电磁法的应用一、瞬变电磁法的概述瞬变电磁法（简称TEM法）属于时间域电磁法，由于该方法是纯二次场测量，故与传统直流电法勘探相比较，具有对低阻异常体反映灵敏，勘探深度大，受地形影响小，工作效率高等优势。
瞬变电磁法开始只应用于金属矿勘探，上世纪90年代以后随着仪器的数字智能化发展，瞬变电磁法才开始应用于煤田水文探测中，如查明断层和陷落柱等构造的含导水性、地下采空区勘查、评价含水层富水性、结合水文钻孔预测矿井涌水量、矿井迎头超前探测等方面都取得了良好的效果。
地面瞬变电磁法多采用大定源回线装置，探测深度较大。
瞬变电磁法主要有：（1）地面动源类。
即发射系统和接收系统依点移动并观测记录结果，又可分为以下类型：同点类型：包括中心回线组合，同一回线组合，重叠回线组合。
该类型指发射回线的中心点与接收回线的中心点重合；分离回线类型：发射线圈与接收线圈相隔一段距离且同时移动；双回线类型：因使用步骤繁琐，使用效果不明显，故此方法极少使用，在此不做赘述。
（2）地面定源类。
不移动发射源，只移动接收线圈，并观测记录结果，又可分为以下类型：（大定源组合：发射回线边长一般较长；偶极定源组合：发射回线边长较小。
（3）地一井类。
发射回线在地面敷设，在井中逐点移动探头进行观测，可以在地面开孔，也可以是在坑道中开孔。
二、瞬变电磁法的特点及野外工作的要求2.1瞬变电磁法的特点瞬变电磁法能够在脉冲间隙中进行测量，这主要和这种方法不容易受到其他物质和磁场的干扰有关。
在使用这种方法的过程中，不同的脉冲强度是由不同的频率所合成的，这就使得脉冲在相同的时间场中有着不同的传播速度，勘察的深度也会不一样。
下面我们就具体的谈一下这种方法在空间和时间上的可分性特征。
（1）在提高煤炭資源勘察精确度的方法中，频率域法主要是通过提高自身精确度来实现的，但是瞬变电磁阀则是通过提高自身的灵敏度来实现，并成功的实现了提高精确度向提高灵敏度方面的转变。
（2）由于采空区的围岩区域地形差异比较大，所以如果采用原始的勘测方法，就容易受到地形的倾向而降低精确度，如果采用瞬变电磁法则能够避免这一问题。
瞬变电磁法野外装备
瞬变电磁（大定源）法野外装备
一、仪器设备
1、发射机1台充电器一部、GPS
2、接收机1台充电器一部、GPS
3、掌上电脑1台充电器一部备用电池一节
4、发射机同步控制器1台充电器一部
5、接收线框1个
6、天线适配器1个充电器一部
二、辅助设备
1、仪器连接导线（最少11根）
2、电瓶8个
3、电瓶充电器4个
4、万能（用）表2个
5、对讲机及其充电器8套
6、电线若干
7、插板至少4个
8、剥线钳至少6把
9、钳子1把
10、红布若干米
11、电胶带及胶带若干
12、夹子若干
13、记号笔若干
14、中性笔若干
15、仪器外接电源导线若干
16、电焊笔及焊锡松油
18、热水壶3个
19、背包若干
20、导航GPS若干。
瞬变电磁法操作规程
瞬变电磁法操作规程瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，简称TEM法）是一种地球物理勘探方法，通过测量地下的电磁响应来研究地下的物质结构和岩石性质。
TEM法具有探测深度大、分辨率高、成图速度快等优点，因此在矿产勘探、地下水资源评价、环境调查等领域得到了广泛应用。
下面是瞬变电磁法操作规程的一般步骤，供参考：一、前期准备1. 确定勘探区域：根据勘探目标和预测研究，确定具体的勘探区域范围。
2. 清理工作现场：清理勘探区域内的杂物和障碍物，确保安全和顺利进行。
二、设备选择与布置1. 选择合适的测量设备：根据勘探区域的地质条件和勘探目标，选择适合的瞬变电磁仪器和相关设备。
2. 布置电磁发射线圈：根据勘探区域的具体情况，确定电磁发射线圈的布置方式和位置，确保覆盖整个勘探区域。
3. 安装接收线圈：根据测量要求和研究目的，确定接收线圈的布置方式和位置，进行合理安装。
三、数据采集与处理1. 启动仪器：根据仪器的操作说明，正确启动瞬变电磁仪器，并进行调试和校准。
2. 数据采集：按照预定的采样间隔和采样点位置，在勘探区域内进行数据采集。
采集过程中要保持仪器稳定，并记录相关数据和信息。
3. 数据处理与解释：将采集到的数据导入电脑，进行数据处理、反演和解释。
根据勘探目标和研究要求，进行合理的数据处理和解释。
四、结果分析与评价1. 数据分析：通过分析处理后的数据，提取地下物质结构和岩石性质的信息，进行结果分析和解读。
2. 结果评价：根据分析结果和研究要求，对勘探区域内的地下结构和性质进行评价，判断勘探目标的可行性和成果的可信度。
五、报告撰写与提交1. 撰写勘探报告：根据勘探实验的目标、过程和结果，撰写详细的勘探报告，包括勘探区域的地质评价、数据处理与解释方法、结果分析等内容。
2. 提交报告：将勘探报告提交给相关的领导和专家，以供参考和评审。
六、设备维护与整理1. 设备维护：对使用的瞬变电磁仪器和相关设备进行维护和保养，检查仪器的各项指标和功能是否正常。
瞬变电磁法ppt
全国危机矿山接替资源勘查
瞬变电磁法具有以下特点： （1）由于TEM法接收的是纯二次场，因而不受一次 场的影响； （2） 可以采用高密度时序采样，纵向分辨率较高； （3） 穿透低阻覆盖能力强，Байду номын сангаас探深度大； （4） 发射用不接地回线，不受地表接地条件限制； （5）一般矿山主要干扰是电场，相对TEM干扰较小。
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(边长为 b 的方回线)
全国危机矿山接替资源勘查
野外工作方法
常用装置类型及功能 瞬变电磁法用于找矿勘查能够较准确地确定 地质体的倾向、埋深、走向等。野外工作装置形 式繁多，并是电磁法中唯一能进行同点发射—接 收的方法。根据勘查任务的不同可非常灵活地选 用装置，常用的装置组合有以下几种：
全国危机矿山接替资源勘查
全国危机矿山接替资源勘查
测量磁场是最有意义的。因为感应电动势 不过是磁场的微分，且理论研究和数据处理大 部分是以磁场为基础或出发点，所以理论上说 测量感应电动势实属多余，然而在技术上一直 没有制造出实用的宽频带磁探头。目前加拿大 的一些TEM仪器已经配备了磁通门探头和高温 超导探头，但一直没有见到实测资料。国内外 从八十年代就开始了采用高温超导磁强计作为 传感器的研究，近几年来取得了一系列较大的 突破，特别是在中心回线TEM应用试验中已经 取得了较好的效果。
全国危机矿山接替资源勘查
3、下降沿和线圈延迟
瞬变电磁仪器采样率都是几微妙，TEM响应值在几毫秒时 间内相差就达几个数量级，尤其是在早期，变化非常快，这就 要求仪器的采样时间必须非常精确，并保证每次采集的各道数 据所对应的采样时间一致。首先要正确设置仪器采样时间的起 点t1，这就不得不考虑两个重要的关键参数：下降沿时间tr和线 圈（探头）延迟tc。 在不考虑其它因素的情况下，采样延迟时间起点应以发射 电流下降结束时间为零点，即，t1=t-tr，如下图1。另外，信号 采集传感器主要使用的是感应探头（接收线圈）或回线，其本 身具有一个延迟时间tc，采样时间的起点设置必须考虑感应探 头的延迟时间，即t1=t-tr-tc，如下图2。
地热物探方法简介1
1、瞬变电磁法
野外装置及测线布设：常采用重叠回线、中心回线装置、
偶极装置、大定源回线装置等（图1），这四种装置均以接
收线圈的中心点O为测深点位，根据地面地质人员的指导，
测线近可能垂直于目标地质体的走向，根据勘察精度要求，
测点距可（a选）重叠为回线2装5置 ~200m不等。
（b）中心回线装置
（c）偶极装置
外部应用条件：瞬变电磁法对地形起伏要求不高，只要能保 证线圈平直即可，但瞬变电磁受交流输变线的干扰较大，测点 应远离交流电线（网），另外，瞬变电磁法对水、金属物等低 阻体反应强烈，测线、测点应远离该类地阻干扰体。对于以上 干扰体的避让距离一般在50~100m以下，具体应视现场实验决 定。
三、野外工作方法简介
由于三维地震法、微动测深法在地热勘察方面的局限 性，在此就不作介绍了，而甚低频法（VLF）是利用频率 为15~25KHz电台发射的电磁波作为场源，其工作频段数较 少，且频段窄，勘探深度及精度受到局限，目前并不常用， 而大地电磁波法由于其野外数据采集时间较长（一测点可 能要数十小时甚至几天），主要对更深部的地下构造进行 理论研究，目前也不常用于生产实践之中，在此亦不以介 绍，以下我们简介一下瞬变电磁法（TEM）、音频大地电 磁法（AMT）及可控源音频大地电磁波法三种最基本的野 外工作方法：
3、电磁波法：是利用电磁感应现象及电磁波在介质中的传 播特性为其理论基础的，其中：瞬变电磁法（TEM）及甚低频 法（VLF）着重于电磁感应现象，而大地电磁法（MT）、音频 大地电磁法（AMT）、及可控源音频大地电磁法（CSAMT）着 重于电磁波在介质中的传播理论。
（1）、电性参数（特别是电阻率值及相位参数）的取得途径。 电磁波各类方法均满足麦克斯韦方程组：
应用中的瞬变电磁法
应⽤中的瞬变电磁法北京欧华联科技有限责任公司应⽤中的瞬变电磁法—PROTEM瞬变电磁仪主要内容⼀、瞬变电磁法原理⼆、如何实现瞬变电磁法原理三、观测装置及初始场四、初始场与导体耦合问题五、不同地质结构的瞬变电磁响应六、野外⼯作七、资料解释及应⽤实例⼋、井中瞬变电磁法尊敬的⽤户：您好！您是PROTEM瞬变电磁仪或瞬变电磁法⽤户，相信您在使⽤中已经取得了很多宝贵经验。
过去10余年PROTEM瞬变电磁仪在我国已得到⼴泛应⽤，已成为矿产资源勘探，⼯程勘探和煤矿⽔患预测的重要⼿段，获得了⼤量的成功实例。
为了提⾼瞬变电磁法应⽤⽔平，促进瞬变电磁法的发展，我公司编辑了《应⽤中的瞬变电磁法》⼀⽂，供您参考。
并希望得到您的指正。
北京欧华联科技有限责任公司2014年11⽉13⽇⼀、瞬变电磁法原理1. 频率域原理（图1a）图1 a表⽰频率域电磁法连续变化的初始场在导体中产⽣的⼆次场⽅向反抗初始场的变化。
b表⽰时间域电磁法在发射电流关断之前的稳定的初始场。
C表⽰时间域电磁法在发射电流关断之后在导体中感应的涡流及其产⽣的⼆次场。
Tx是发射线圈，Rx是接收线圈2. 时间域原理图1（b）表⽰稳定电流产⽣稳定磁场（关断前），在导体中不产⽣涡流。
图1（c）表⽰稳定磁场突然关断，便产⽣磁场反对关断，此磁场称为⼀次场。
该⼀次场在导体中感应出变化的涡流，该变化涡流产⽣⼆次场，即瞬变场。
瞬变场（涡流）在导体中分布符合趋肤效应，即⾼频在表⾯，低频在内部，瞬变场随时间按指数衰减，即⾼频衰减快，低频衰减慢。
瞬变场幅度和衰减的快慢取决于导体的电导率值和⼤⼩，即导体的时间常数（以后讲）。
所以观测瞬变场的幅度及其随时间衰减过程便可确定导体的电导率和⼤⼩。
⼆、如何实现上述原理1. 产⽣初始场和⼆次场图2 初始场和瞬变场形成过程及衰减发射机向发射线框输⼊脉冲电流A，A不变时在发射线周围产⽣稳定的初始场（见图1b），当发射电流A突然关断时，则发射线圈产⽣瞬时变化的初始磁场并向地下穿透。
瞬变电磁法工作布置
瞬变电磁法工作布置瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，TEM）是一种非常重要的地球物理勘探方法，广泛应用于矿产资源勘探、地下水资源调查、环境地质调查等领域。
本文将介绍瞬变电磁法的工作原理和布置方式。
瞬变电磁法是利用电磁感应原理进行测量的一种方法。
它通过在地面上放置一个发射线圈和一个接收线圈，通过发射线圈产生的瞬变电流激发地下的瞬变电磁场，然后通过接收线圈测量地下的瞬变电磁场响应。
根据地下介质的电导率差异，可以得到地下结构的信息。
在进行瞬变电磁法勘探时，需要合理布置发射线圈和接收线圈。
一般情况下，发射线圈和接收线圈应该保持一定的距离，以避免相互干扰。
同时，为了获得更好的测量效果，线圈的位置和方向也需要进行合理选择。
通常情况下，线圈应该布置在待勘探区域的中心位置，并且线圈的方向应该与地下结构的走向垂直。
在实际应用中，瞬变电磁法的工作布置需要考虑多种因素。
首先，需要根据勘探目的确定勘探区域的范围和布点密度。
对于大面积的勘探区域，可以采用网格状布点方式，以获得更全面的地下信息。
其次，根据地下介质的特点选择合适的发射线圈和接收线圈。
对于高电导率的地下介质，可以选择低频率的线圈；而对于低电导率的地下介质，可以选择高频率的线圈。
此外，还需要考虑地下介质的深度和复杂程度，以确定合适的测量参数。
瞬变电磁法的工作布置还需要考虑数据采集和处理的问题。
在进行数据采集时，需要保证线圈的稳定性和准确性，避免外界干扰对测量结果的影响。
在数据处理方面，需要进行合理的滤波和校正，以提高数据的质量和可靠性。
同时，还需要采用适当的解释方法，将测量数据转化为地下结构的信息。
瞬变电磁法是一种重要的地球物理勘探方法，通过合理的工作布置可以获得准确可靠的地下信息。
在实际应用中，需要根据勘探目的和地下介质的特点选择合适的线圈和测量参数，并进行数据采集和处理。
通过瞬变电磁法的应用，可以为矿产资源勘探、地下水资源调查等领域提供重要的支持和指导。
瞬变电磁法大定回线源装置实验研究
瞬变电磁法大定回线源装置实验研究采用瞬变电磁法对目标体进行探测，就必须先确认装置类型及相应的装置施工参数。
在施工中为了确定装置参数并使得生产更加合理有效，施工前应在已知位置进行试验工作。
标签：瞬变电磁法；煤矿防治水；装置参数引言煤矿防治水工作一直是煤炭生产的重中之重，对于矿区的一些煤系地层，其上覆含水层厚度大，水文地质工作量不足，当遇有导水断层、富水异常区时，有发生涌水和突水的可能性。
因此，需要对矿区的水文地质进行地面瞬变电磁勘探，探查主采煤层上部含水层中赋水异常的位置、范围及其相对强弱，为煤矿防治水综合技术的研究及矿井安全生产中需采取的有效措施提供参考依据。
大定源回线装置是瞬变电磁法常用装置中重要的一种，其施工难度小、效率高、成本低，经常用于地面勘探。
文章采用澳大利亚生产的Coal TEM仪器，采用大定源回线装置，将发射回线边长定为500m×500m、600m×600m、700m×700m 三种类型，辅以2.5Hz、6.25Hz两种工作频率来进行此次试验。
试验根据所要完成的地质任务及目标层（体）的埋深，选择不同大小的发射线框及不同的收发频率，观测对目标地层或地质体的电性反映情况，从而确定最佳施工参数。
[1]1 瞬变电磁法原理瞬变电磁法是以不接地回线或接地电极通以脉冲电流为场源，以激发探测物的二次电流，在脉冲间隙间用线圈或接地电极测量二次场随时间变化的响应，从而解决有关地质问题的时间域电磁法。
瞬变电磁具有时间的可分性与空间的可分性。
这使得瞬变电磁法具有探测深度大、不受地形起伏影响、装置类型多样、抗干扰能力强等特点。
瞬变电磁法广泛应用于矿产勘探、构造探测、水文与地质工程调查等领域。
[2]2 实验步骤2.1 仪器及参数选择试验使用澳大利亚生产的Coal TEM仪器，它是专业的瞬变电磁勘探设备，与一般的多功能电磁工作站不同，不用考虑其它电磁方法而牺牲瞬变电磁勘探的优势。
根据具体的地质任务结合矿区的地质情况进行分析可知：本次探测目的层深度应控制在地表以下250～700m范围内即可。
直流电法、高密度和瞬变电磁法简介
直流电法、高密度电法和瞬变电磁法比较矿井直流电法勘探涵盖了巷道顶底板电测深法和矿井高密度电阻率法这两种方法，两者属于频率域，而矿井瞬变电磁法则为时间域的方法。
1直流电法技术的基本原理直流电法勘探是测定岩石电阻率的传统方法。
它通过一对接地电极把电流供入大地中，而通过另一对接地电极观测用于计算岩石电阻率所必需的电位或电位差信息（见图1）。
图1电法勘探工作原理示意图一个点电源0在均匀介质中的电场形态为球形（见图2），每个球壳为一个等电位面，不同等电位面上A、B两点会产生电位差，电位差的大小与其通过的介质的导电性（电阻率）有关。
此时通过直流电法仪测得A、B两点的电位差，即可计算出介质的视电阻率。
矿井直流电法勘探在井下巷道内安放物理场源和接收装置，因测点位置靠近勘探对象，缩短了目标体的探测距离，许多在地表无法探测到的较小规模地电异常体，在井下可获得较强异常响应，为提高电法勘探应用能力创造了有利条件。
巷道顶底板直流电测深法装置形式地下一定深度范围内横向电性变化情况，同时还可以观测垂向电性的变化特征，总体而言具固定MN法（施伦贝尔装置）工作布置方式为A---M-O-N---B，即以0点为中心，两边对称布置A、M、N、B四个电极四个电极按比例由近及远同步移动。
na（施伦贝谢尔）图1施伦贝谢尔对称四极测深法三极装置（常用于井下迎头超前探测）工作布置方式为A---M —0—N—B （*）。
即以0点为中心，两边对称布置M、N两个电极，A、M、N三极由近及远逐步移动，B极位于无穷远处。
图2 三极测深法示意图上述两种装置中A、B、均为供电电极，用于向岩层供电；M、N均为测量电极，用于探测地电场电压，根据测出的电流、电压值结合装置系数就可以换算出地层视电阻率值。
通过对不同深度地层的视电阻率值进行全方位探测和综合分析，就可以达到探测岩性或构造的目的。
矿井高密度电法巷道顶底板电测深法由于受其观测方式的制约，不仅测点稀，工作效率低信息量小，而且更难从多种电极排列去研究地电断面的特征、结构与分布。
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6.2.3接收天线示意图
6.3操作过程介绍
6.3.1接收天线
1)开机。如图10所示，按下接收 天线面板上的开关按键，打开接 收天线电源。
2)水平调整。如图11所示，在施 工过程中，根据调节水平气泡的 位置来调整接收天线的垂直度。
6.3操作过程介绍
6.3.2主机
1)开机。首先按下“开”键，打开仪器电源， 仪器将自动进入瞬变电磁采集主界面，如图 14所示。
2、瞬变电磁法勘探工作原理
2、瞬变电磁法勘探工作原理
3、勘探方法
首先通过布置在巷道内的发射线框在巷道周围 岩层中建立起脉冲式一次电磁场，用接收天线 观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二 次电磁场，通过对该二次场的空间和时间的分 布分析来认识有关地质问题。
在做井下瞬变电磁超前探测工作时，迎头面积 很小，往往采用扇形探测技术，如图5所示:
6.3操作过程介绍
6.3.2主机
12)数据采集。点击工具栏中“启动采样”按钮即可开始数据的采集，若采集过程中 需要停止采集，则点击工具栏中“停止采样”按钮即可停止当前数据的采集。
6.3操作过程介绍
6.3.2主机
5)查看电流。图14中的“查看”下拉菜单中选择 “查看电流"或者点击工具栏中的“查看电流”快 捷按钮，系统会对当前发射电流参数进行测量， 完成测量后生成发射电流曲线，如图18所示。 6)波形补偿。图14中的“查看”下拉菜单中选择 “波形补偿”或者点击工具栏中的“波形补偿” 快捷按钮。通过选择1. 2、3、4四种不同的波形 补偿，对发射电流下降沿波形进行调整，使发射 电流下降无振荡过冲。 7)测线号设置。可在图14中的“编辑”下拉菜单 中选择“参数设置”进行设置，或者对工具栏中 的“线号”所对应的数字进行修改。
瞬变电磁法基本理论
瞬变电磁法基本理论瞬变电磁法[1][2]（Transient Electromagnetic Methods）的基础是电磁感应原理，场源为人工源，因为研究的是响应场与时间的关系，又被称为时间域电磁法（Time Domain Electromagnetic Methods）。
其人工场源分为2类：电偶源（即接地回线）和电磁源（即不接地回线）。
利用人工场源向地下发射一次脉冲场，在其激发下的瞬间，产生一个向回线法线方向传播的一次磁场（即一次场），在一次场激励下，地质体将产生涡流。
在一次场消失以后，涡流不会马上消失，它会有一个衰减的过程，此过程会产生一个衰减的二次磁场，并继续传播，再由接收回线接收二次场。
这样，通过分析二次磁场的信息变化，就可以得到地质体的电性分布情况。
图1 瞬变电磁法的原理图[3]对于层状大地的瞬变电磁场，在垂直磁偶源的情况下，其均匀半空间的计算公式如下[4]：1.1烟圈效应针对瞬变电磁法激发的磁场，美国科学家M.N.Nahighian 提出[4][5]：感应涡流场在地表的磁场值为地下各个“环带”涡流层的总效应，该效应等效于一个电流环。
人们形象的将其称为“烟圈效应”。
涡流的形状为向下、向外扩散的同心环状，涡流与地面成47°扩散，其密度最大值的扩散方向与地面夹角大概30°。
其扩散公式如下[7]:其原因可以做如下解释：从上面的原理部分我们可以知道，在一次场激励下，地质体将产生涡流，涡流会引发一个磁场。
这个迅速衰减的电磁场会在它的周围感应出一个更弱的涡流。
如此不断循环。
这一过程将会继续到磁场能量耗光。
为了克服烟圈效应提高探测精度，一些地质工作者对此进行了探索。
2011年，王大设等人设计了，基于烟圈效应的11点超前探观测系统设计，可以在不同巷道条件下使用。
2015年，杨聘卿等人基于烟圈效应，对于山西常蒋煤矿的老空积水危害问题，设计了一个精度较高的方案，经验证比较准确。
1.2视电阻率磁偶源条件下的早期视电阻率，指取的极限条件时，推导出的计算视电阻率。