YCS40(A)瞬变电磁仪

矿用瞬变电磁仪YCS40（A）培训资料目录一、仪器的保养、运输和贮存 (1)二、安全使用与操作规程 (2)三、仪器的主要性能及指标 (4)四、理论知识 (5)五、仪器结构 (9)六、仪器的工作原理 (10)七、主要用途及适用范围 (12)八、仪器主要的优点和缺点 (13)九、井下施工设计及施工要求 (14)十一、主机操作 (17)十二、MTEM软件操作步骤 (19)十三、Surfer软件操作步骤 (32)十四、主机及软件主要参数的解释 (45)十五、售后服务 (47)十六、其他产品及功能介绍 (48)一、仪器的保养、运输和贮存1、仪器的保养在仪器箱中有仪器的专用电源适配器（充电器），将电源适配器插头插入仪器面板上的充电插座，电源适配器主线端插入交流电源（~220V）。

充电过程一开始，电源适配器内置指示灯亮，充电过程完全由电压控制的，一个充电过程大约需要8 个小时。

仪器系统的硬件设施是为恶劣环境下采集地质二次磁场记录数据而设计的，即使机壳采用了保护设计，但是，为了更好地保护仪器，建议在又赃又湿的环境下用塑料薄膜覆盖保护。

清洁仪器及其配件时，不能使用香蕉水、甲苯等腐蚀性溶剂，可以用清水、厨房洗洁精等中性洗涤剂清洗。

在现场清洁系统建议采用如下步骤：（1）关闭仪器电源；（2）收起发射和接收二合一线圈，盖好防护罩；（3）清洗仪器面板及发射和接收二合一线圈，然后将其轻放于箱包中。

2、仪器的运输包装好的瞬变电磁仪在运输过程中严防强烈振动，避免碰撞，防止雨雪淋袭，可适用于水运、陆运及空运等各种运输方式。

3、仪器的贮存瞬变电磁仪应存放在温度­5℃～+40℃、相对湿度≤90%、周围不应有酸性和其它腐蚀性气体。

二、安全使用与操作规程YCS40（A）矿用瞬变电磁仪是煤矿使用的本质安全型便携式智能仪器设备。

为了保证仪器具有良好的地质构造勘探效果，在现场施工时能够获得良好地质记录，保证仪器的性能和防止由于使用不慎而使仪器损坏，仪器使用和操作人员应该遵守如下操作规程：1、使用与操作人员在初次使用之前，必须认真仔细地阅读本仪器使用说明书，并严格按照本仪器使用说明书操作。

同时，必须严格遵守本说明书 1.9节（仪器安全使用要求）的规范内容。

2、仪器属于精密地质勘探仪器，在现场施工过程中必须尽可能地避开有水淋的地方，避免水和煤灰进入仪器的插头或插座中。

插头或插座若不慎进入水和煤灰应该及时清理、晾干后再使用。

在现场施工过程中不使用的插座应该盖上防护罩。

3、仪器面板上插座及其配套插头都是精密昂贵的接插件，在现场施工过程中必须严格按照此使用说明书第四章的安装说明接插，严禁强行进行拔插操作。

4、接收和发射二合一线圈是仪器配套的部件，在现场施工时必须正确地安装与使用，做到轻拉轻放，不得磕碰，避免划伤，以免影响其性能或造成损坏。

5、仪器面板的覆盖材料是 PVC 薄膜，较脏时可以水和中性洗涤剂擦洗，不能使用香蕉水、甲苯等其他化学药剂，以免造成面板模糊而影响使用。

6、下井之前必须认真检查仪器是否能够正常工作、仪器内部的电池电量是否充足、需要组件（发射/接收线圈等）是否配齐。

7、接收和发射二合一线圈等部件每次用完需要清理干净，并且整理放置好。

8、与仪器配套的专用电池电源适配器（充电器）不是防爆设备，严禁在具有爆炸性危险场所（如煤矿井下）使用，必须在地面或室内无易燃、易爆和无腐蚀性物体的环境中使用。

9、仪器为本质安全型设备，仪器不得随意拆卸，随意拆卸将会损害其安全性能。

若仪器出现故障，请及时与制造商联系。

10、仪器维修时，不得改变本安电路及其有关元器件的电气参数、规格和型号。

11、本安关联产品不得随意更改配置，与仪器配套的专用配件或产品不得随意更改，否则将可能造成安全隐患或损坏仪器。

12、不使用仪器时，按照本说明书 8.2 节的条件贮存。

仪器长期不使用时，要每隔 2~3个月要对仪器充电一次。

13、器属于贵重和精密的设备，无论是在现场还是地面或室内使用，都必须小心轻放和细心使用。

三、仪器的主要性能及指标本次矿井瞬变电磁法探测仪器为福州华虹智能科技开发有限公司最新生产的YCS40(A)型矿用瞬变电磁仪。

该仪器具有抗干扰、轻便、自动化程度高等特点。

根据本次探查任务的要求和巷道条件的实际情况，采用2m×2m的多匝数矩形回线装置进行测量。

根据勘探任务要求，采用多匝数线框，将线框直立于巷道，并靠近探查异常所在方向侧帮。

发射线框和接收线框为匝数不等，且发射线框和接收线框为一体的线框，以便于井下复杂的工作条件。

1、参数发射频率：125Hz、75Hz、25Hz、8.3Hz；发射电流：小等于2.5A；发射额定电压：6V；叠加次数：32~2048；采样道数：40道；存储容量：2048测点；显示：240*128黑白点阵液晶显示屏；传输接口：USB；防护等级：IP54；2、电源1、内置2组可充电镍氢电池组；2、额定工作电压：7.2V；3、电池容量:9A/H；4、连续工作时间：>3.2H；3、工作环境1、工作温度：0℃~+40℃；2、相对湿度：45%~95%（在25%时）；3、大气压力：80~106KPa；四、理论知识地球物理勘探的主要工作内容是利用相适应的仪器测量、接收工作区域的各种物理现象的信息，应用有效的处理方法从中提取出需要的信息，并根据岩（矿）体或构造和围岩的物性差异，结合地质条件进行分析，做出地质解释，推断探测对象在地下赋存的位置、大小范围和产状，以及反映相应物性特征的物理量等，作出相应的解释推断的图件。

地理物理勘探是地质调查和地质学研究不可缺少的一种手段和方法。

它包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、地温法勘探、核法勘探。

重力勘探地球物理勘探方法之一。

是利用组成地壳的各种岩体、矿体间的密度差异所引起的地表的重力加速度值的变化而进行地质勘探的一种方法。

自然界的岩石和矿石具有不同磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。

利用仪器发现和研究这些磁异常，进而寻找磁性矿体和研究地质构造的方法称为磁法勘探。

电法勘探是根据岩石和矿石电学性质（如导电性、电化学活动性、电磁感应特性和介电性，即所谓“电性差异”）来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法。

地震勘探是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地质情况。

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电磁场，在一次脉冲电磁场间歇期间，利用不接地线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。

其基本工作方法是：于地面或井下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。

基本原理在导电率为σ、导磁率为0μ的均匀各向同性大地表面铺设面积为S 的矩形发射回线，在回线中供以阶跃脉冲电流)(t I ，其中：()⎩⎨⎧≥<=I 000t t I t （1）图0 瞬变电磁法工作原理示意图在电流断开之前，发射电流在回线周围的大地和空间中建立起一个稳定的磁场（如图0所示）。

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。

由于介质的热损耗，直到将磁场能量消耗完毕为止（见图1）。

图1 瞬变电磁法感应电磁场转换原理示意图由于电磁场在空气中传播的速度比在导电介质中传播的速度大得多，当一次电流断开时，一次磁场的剧烈变化首先传播到发射回线周围地表各点，因此，最初激发的感应电流局限于地表。

地表各处感应电流的分布也是不均匀的，在紧靠发射回线一次磁场最强的地表处感应电流最强。

随着时间的推移，地下的感应电流便逐渐向下、向外扩散，其强度逐渐减弱，分布趋于均匀。

研究结果表明，任一时刻地下涡旋电流在地表产生的磁场可以等效为一个水平环状线电流的磁场。

在发射电流刚关断时，该环状线电流紧挨发射回线，与发射回线具有相同的形状。

随着时间推移，该电流环向下、向外扩散，并逐渐变形为圆电流环。

等效电流环象从发射回线中“吹”出来的一系列“烟圈”，因此，人们将地下涡旋电流向下、向外扩散的过程形象地称为“烟圈效应”（如图2所示）。

“烟圈”的半径r 、深度d 的表达式分别为： ()202/8a t c r +⋅=σμ （2）0/4πσμt d = （3） t >0t=t 3t=t 2t=t 1X TxZ -Z图2 瞬变电磁场的烟圈效应式中a 为发射线圈半径，282-=πc 。

当发射线圈半径相对于“烟圈”半径很小时，可得47,07.1tan ≈≈=θθr d ，故“烟圈”将沿47度倾斜锥面扩散（图2），其向下传播的速度为：t t d v 02πσμ=∂∂= （4）从“烟圈效应”的观点看，早期瞬变电磁场是由近地表的感应电流产生的，反映浅部电性分布；晚期瞬变电磁场随时间的变化规律，可以探查大地电性的垂向变化。

矿井瞬变电磁法矿井瞬变电磁法基本原理与地面瞬变电磁法一样，采用仪器和测量数据的各种装置形式和时间窗口也相同。

由于矿井瞬变电磁法勘探环境的限制，测量线圈大小有限，其勘探深度不如地面深，一般深度在120m左右。

地面瞬变电磁法为半空间瞬变响应，这种瞬变响应来自于地表以下半空间地层; 而矿井瞬变电磁法为全空间瞬变响应，这种瞬变响应是来自于回线平面上下（或两侧）地层，这对确定异常体的位置带来困难。

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。

但是，矿井瞬变电磁法与地面瞬变电磁法相比具有以下几个方面的特点：1）由于井下测量环境不同于地表，不可能采用地表测量时的大线圈（边长大于50m）装置，只能采用边长小于3m的多匝小线框，因此数据采集工作量小，测量设备轻便，工作效率高，成本低；2）由于采用小线圈测量，点距更密（一般为2~20m），降低体积效应的影响，提高勘探分辨率，特别是横向分辨率；3）井下测量装置距离异常体更近，大大提高测量信号的信噪比，实际测量结果说明，井下测量信号的强度比地面同样有效面积的相同装置（大于30ms时间段），而地面测量信号在衰减到一定时间段（一般小于15ms）就被干扰信号覆盖，无法识别有用异常信号；4）地面瞬变电磁法勘探一般只能将线圈平置于地面测量，而井下瞬变电磁法可以将线圈置于巷道底板测量，探查巷道底板下一定深度内含水异常体垂向和横向发育规律，也可以将线圈直立于巷道内，当线圈面垂直巷道掘进前方，可进行超前探查；当线圈面平行于巷道侧面煤层，可探查工作面内和顶、底板一定范围内含水低阻异常体的发育规律；5）由于瞬变电磁法关断时间的影响，与其它物探方法相比，无法探查到更浅部的异常体。