水上瞬变电磁勘探技术
瞬变电磁技术在水文地质补充勘探中的应用
--●Vol.31,No.112013年11月中国资源综合利用China Resources Comprehensive Utilization 2012年3~8月,江苏长江地质勘查院对宁夏回族自治区红一煤矿进行了水文地质补充勘探。
红一煤矿隶属于中电投宁夏青铜峡能源铝业集团有限公司的新建矿井,位于银川市兴庆区红墩子矿区。
据勘探资料,区内主要充水含水层为7层,其中第二含水层(Ⅱ)古近系及基岩风化带孔隙裂隙含水层组厚度大,富水性中等,靠近煤层露头区。
由于与开采煤层间隔水层缺失或变薄,可能成为矿井开采的直接充水含水层,对煤矿开采影响较大。
本次勘探任务的重点是探查煤层露头区古近系及基岩风化带孔隙裂隙含水层(Ⅱ)的富水性以及与其下两个含水层(Ⅲ、Ⅳ)的水力联系情况、查清风化带的发育深度及隔水层发育情况,查明区内红墩子三道沟背斜轴南部主要断层F11、F12的导水、富水性,为采掘工作面布设及防治水工作提供依据。
本文以古近系及基岩风化带孔隙裂隙含水层(Ⅱ)为例,阐述瞬变电磁技术在水文地质勘探中的地质效果。
1工作概况本次瞬变电磁野外施工,使用加拿大凤凰地球物理技术有限公司生产的V8网络化多功能电法仪,选用大定源回线法。
工作区分两个(Ⅰ区、Ⅱ区),测网线距40m,点距20m。
实际完成182条物理测线、6380个物理点,其中生产物理点5556个,试验物理点645个,质量检查点179个。
为能更好地完成本次地质任务,在正式生产前,进行充分的试验工作。
试验的内容主要包括仪器性能测试、环境噪音测试、参数选择、剖面数据处理等。
根据试验曲线和初步处理结果,并结合各种实际因素,确定的本区最终施工参数为发射频率为2.5Hz,发射线框选用720m×720m,发射电流为12A,观测时长Ⅰ区选用240s,Ⅱ区因目的层埋藏较深选用360s。
数据处理采用反演与常规计算相结合相互印证的方法。
资料解释遵循由点到线、从线到面的原则,在定性分析的基础上进行量化,将电性结果转化为地质成果。
水域上进行瞬变电磁测深方法效果的探讨
水域上进行瞬变电磁测深方法效果的探讨方 根 显(华东地质学院,临川 344000)摘 要 介绍瞬变电磁法在水域工程勘察中的应用。
通过实例分析,说明这种方法在水域工程勘察中的有效性和实用性。
关键词 瞬变电磁法;水域勘察;工程物探进行桥梁、码头、大坝等水上建筑的施工,首要任务就是基础地质勘察。
由于工作是在水上进行,常规陆地地球工程物探的方法(如直流电法、陆上地震、重磁勘探等)受环境的限制,工作很难开展。
而瞬变电磁法(TEM )在工作中受环境限制很少,能在各种地形及环境中开展工作。
该方法是利用不接地回线(大回线,磁偶源)或接地线源(电偶源,线源)向地下发送一次脉冲磁场(电场),在一次脉冲磁场(或电场)的间歇期间利用线圈(或接地电极)测量地下介质产生的感应电磁场(二次场)随时间的变化,从而探测地下不均匀体的位置,并估算其规模和导电性能的一种方法。
工程勘探中,常采用重叠回线测量装置进行工作。
本文通过在某一河道上进行瞬变电磁法探测来探讨该方法的应用效果。
1 方法原理概述用瞬变电磁法进行测量一般是用回线框接受二次感应电磁场的电压U (t )或感应磁场B (t )。
在电导率为σ,磁导率为μ的均匀半空间大地上,发送回线框中电流产生的磁力线如图1所示。
图1 矩形框阶跃电流产生的磁力线当发送的电流突然断开时,为了维持断开电流前存在的电磁场,大地介质中被激励起感应涡流,即感应涡流环。
在断开电流的瞬间,被激励起的感应涡流集中在发送线框TX 的附近地表,随后向下、向外扩散。
扩散半径r ,扩散深度h 及扩散速度v 分别为r =2.09(t/μ0σ)1/2h =2.256(t/μ0σ)1/2v =1.128(1/μ0σt )1/2 在切断电流后的任一晚期时间里,感应涡流呈多个层壳的“环带”形。
M.N.Nabighian 指出:大地介质被激励起的感应涡流场在地表的电磁场值为地下各1999年2月2日收稿。
第23卷第6期物 探 与 化 探Vol.23,No.61999年12月GEOPHYSICAL &GEOCHEMICAL EXPLORA TION Dec.,1999个“环带”涡流层的总效应,这种效应可以用一个简单的电流环等效。
瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用
瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用
瞬变电磁技术（Transient Electromagnetic, TEM）是一种利用电磁场探测地下信息的无损探测方法。
其原理是通过测量电磁场的变化，获取地下介质的电磁响应。
瞬变电磁技术具有快速、高效、非破坏性等优点，在地质灾害预测和矿井水害预测中具有广泛的应用前景。
矿井水害是指矿井中因地下水突然涌入矿井导致的灾害。
经常发生在采矿或施工过程中，给井下作业人员的生命安全和矿井设备的正常运转带来严重威胁。
及时准确地预测矿井水害的发生，对于保证矿井的安全生产至关重要。
1. 水文地质勘探：利用瞬变电磁技术可以获取地下水埋深、水位、水压及水化学特征等信息，判断地下水流的分布情况和方向。
通过对矿井周边区域的水文地质勘探，可以预测可能对矿井造成水害的地下水来源和水位变化趋势。
2. 矿井变形监测：瞬变电磁技术可以实时监测矿井的变形情况，包括矿井的沉降、开裂和变形速度等。
通过对矿井的变形监测，可以及时预警矿井的变形情况，为矿井水害的发生提供准确的预测。
3. 矿井裂隙预测：瞬变电磁技术可以提供地下裂隙的位置、长度和分布等信息，对于矿井的稳定性评估和水害风险预测具有重要意义。
通过矿井周边区域的瞬变电磁勘探，可以发现裂隙的分布情况，为矿井水害的防治提供参考依据。
瞬变电磁技术在矿井水害预测中具有广泛的应用前景。
通过瞬变电磁技术可以获取地下水埋深、矿井变形情况、裂隙分布情况以及涌水位置等信息，为矿井水害的预测和防治提供可靠的依据。
瞬变电磁技术在矿井水害预测中还存在一些问题，如复杂地质条件下的数据解释和数据处理等挑战，需要进一步的研究和实践来完善该技术的应用。
瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用
瞬变电磁法在煤矿采空积水探测中的应用瞬变电磁法是一种地球物理勘探方法，它利用瞬时变化的电磁场来探测地下介质的电性和导电性变化，从而实现对地下水、矿藏、岩土等目标的探测。
在煤矿采空区积水探测中，瞬变电磁法具有以下几个突出的优势：瞬变电磁法可以快速、大面积地进行探测。
瞬变电磁法是一种主动勘探方法，通过在地面上设置发射线圈和接收线圈，产生和接收地下的电磁信号，从而实现对地下介质的探测。
相比传统的地球物理勘探方法，瞬变电磁法具有勘探速度快、勘探面积大的优势，可以在较短的时间内对较大范围的煤矿采空区进行全面探测。
瞬变电磁法具有较高的探测精度和分辨率。
瞬变电磁法通过对地下电导率的高精度探测，可以准确地识别出地下水、煤层、裂隙等目标，并且可以实现对不同目标的高分辨率区分，从而提高了探测的精度和可靠性。
这对于煤矿采空区积水探测来说，尤为重要，因为积水通常会与煤层和裂隙等目标具有不同的电性特征，瞬变电磁法能够准确地识别出积水的位置和分布。
瞬变电磁法适用性广泛，能够灵活应用于不同地质环境下的煤矿采空区积水探测。
瞬变电磁法不受地质构造和地下介质的限制，既可以在连续性好的煤层中进行探测，也可以在断层、裂隙等复杂地质构造下进行探测。
这使得瞬变电磁法具有较广泛的适用性，能够在不同地质条件下快速、准确地探测煤矿采空区积水，为煤矿生产提供了有力的技术支持。
瞬变电磁法具有较强的实时性和动态监测能力。
瞬变电磁法可以通过实时采集地下电磁信号，并且可以随时对采集的数据进行实时处理和分析，从而及时发现采空区积水的位置和分布，并且可以实现对采空区积水的动态监测。
这使得瞬变电磁法不仅可以对已知的采空区进行定期检测，还可以随时对新发现的采空区进行即时探测，保障了煤矿生产的安全和稳定。
瞬变电磁法水源探测分析
技术与应用－ ２ ０ １ ７年第 ４期
瞬 变 电 磁 法 水 源 探 测 分 析
田正科
（ 介 休 市 水 利机 械 凿 井 队 ， 山西 介休 ０ ３ ２ ０ ０ ０ ）
［ 摘要 ］ 阐述 了瞬变电磁 法这一地球物理勘探方 法的基本 用法。通过 工程 实例 分析 充分说明瞬变 电磁 法在探查不
２ ． ２ 探 测 深部基 岩 裂 隙水
面标 高 １ ０ ０ ０ ｍ左右 ， 黄 土覆 盖厚 度 １ ８ ０ ｍ左右 ， 下 部 为
二叠 系 的砂 岩 、 页岩 互层 ， 由于 多年 来 加速 开 采 ， 第 四 系含 水 层 已基 本 疏 干 ， 该 地严 重 缺水 ， 地 下水 主要 分
地 区水 源 的重要 途径 。
水 。所 测 曲线 如 图２ 所示 ：
为准确 确 定井位 ， 采用 瞬变 电磁法 寻 找 基岩 裂 隙
从 图上可 以看 到 在 曲线 的 １ ５ ～ ｌ ８ 号 点 曲线 反 映 是
琐 目名 称 ：Ｕ ｎ ｔ ｉ ｔ ｌ ｅ ｄ 测 量线 号 ：ｌ 测 量 遁 数 ：２ ２
１ 瞬 变 电磁 法 基本 方法
２ 瞬变 电磁 法找水 工作 实例
２ ． １ 探 测层 状含 水地 层 中的地 下水
瞬 变 电磁 法是 一种 时 问域 电磁 法 ， 具 体 方 法是 在
地 面上 放置 一 个 ３ ｍｘ ３ １ Ｔ Ｉ 正 方 形 的线 框 ，向线 框 内的
介 休 市绵 山镇 东欢村 属 丘 陵 山区 ， 区 内第 四系覆 盖厚 度 ６ ０ ０ ｍ左 右 ， 由黄 土 、 红土 、 砂质黏土 、 砂 砾石 、
供 电线 ：３×３
供 电电流 ：１ ０ ０ ０ Ａ 供电次数 ：８ 测量圈数 ：３ × ３ 测量 日 期 ：Ｉ ２ — ０ ４ — ２ ７
瞬变电磁法在探测煤田采空区积水中的应用
1 勘探区地质概况勘探区地表全部被上第三系、第四系松散层所覆盖。
现结合钻孔揭露及邻区资料，将井田赋存地层由老到新分述如下：奥陶系（O）、石炭系（C）、二叠系、上第三系（N）、第四系（Q）。
本次勘探地质任务为查明勘查区内太原组4号、9+10号煤层采空区及采空区内的积水情况。
4号煤层，平均1.36m，埋深范围110-270m；9+10号煤层，平均3.27m，埋深180-340m。
本次勘探采用瞬变电磁法，在解释的采空积水异常区进行直流电测深和活性炭测氡法进[1-2]行验证。
2 瞬变电磁法试验工作瞬变电法采用IGGETEM-30A 型瞬变电磁仪，采集参数如下：时基：40ms；采样道：48道；关断时间：90us；2延时：300us；接收面积：80m；发射框：2×2m（10匝）；取道时间：L o g 20；叠加次数：256次；发射电流：7A；1）经试验，勘探区内的游散电流噪音电平在0.1uV左右，干扰不大。
高压线30m左右的范围内干扰较强，噪音电平可达0.5uV以上；2）试验对线试验进行了反演，反演深度最大可达500m 以上，能满足煤层的深度要求。
3 资料处理3.1 瞬变电磁数据的处理[3-4]瞬变电磁处理流程如下：1）原始数据整理，数据格式整理；2）绘制初始多测道断面图；3）选择处理视窗范围、滤波系数、剔除畸变数据；4）绘制多测道断面图、视电阻率断面图；5）满足要求后进行约束反演；6）绘制水平电阻率、顺层切片电阻率等值线图；7）综合分析。
3.2 直流激电测深的处理方法与技术1）圆滑处理；2）按规范删除测试偏离数据；3）编制激电测深法视极化率、视电阻率剖面图。
3.3 活性炭测氡资料处理1）标准化处理；2）归一化处理；3）仪器校正；4）实测γ强度修正；5）均滑处理；6）剖面分析；7）从剖面找到异常区域，结合实际情况分析。
4 TEM 电阻率剖面分析解释实例图1为1220线视电阻率拟断面图，横坐标为点距（单位m），纵坐标为高程（单位m），从已有资料得知测区可采煤层底板标高9号煤层800-920m。
瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用
瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用【摘要】瞬变电磁技术是一种新型的地球物理勘探技术，通过测量地下岩矿的电磁特性，可以快速而准确地探测地下水文变化，预测矿井水害风险。
本文首先介绍了瞬变电磁技术的原理，探讨了其在矿井水害预测中的优势，如高分辨率、远程探测等。
接着通过实际案例的分析，展示了瞬变电磁技术在矿井水害预测中的应用效果。
探讨了瞬变电磁技术在未来的发展趋势，指出其在矿井安全管理中的作用将不断增强。
瞬变电磁技术对预测矿井水害具有重要意义，将为矿山管理者提供更准确、可靠的数据支持，有助于提高矿井的安全性和生产效率。
【关键词】关键词：瞬变电磁技术、预测、矿井水害、优势、实际应用案例、发展趋势、重要意义、安全管理。
1. 引言1.1 瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用随着矿业的不断发展，矿井水害已经成为制约矿区安全生产和经济效益的重要因素。
为了及时、准确地预测和防范矿井水害，人们开始研究利用瞬变电磁技术进行水文地质勘查。
瞬变电磁技术是一种现代化的地球物理勘探技术，通过测量地下的电阻率分布来揭示地下水文地质信息。
在矿井水害预测中，瞬变电磁技术具有独特的优势：瞬变电磁技术可以快速获取大范围的地下信息，对矿井水灾灾害的形成机制和规律进行全面分析。
瞬变电磁技术具有高分辨率和高灵敏度，可以有效识别地下岩层、裂缝和水文地质构造，为水害预测提供可靠的依据。
瞬变电磁技术在矿井水害预测中已经取得了一些实际成功案例，为矿区安全生产提供了重要参考。
瞬变电磁技术在预测矿井水害中具有重要意义，将在未来的发展中发挥更大的作用，为矿井安全管理提供有力支撑。
2. 正文2.1 瞬变电磁技术原理瞬变电磁技术（Transient Electromagnetic，简称TEM）是一种高效的非接触式地球物理勘探方法，其原理基于法拉第感应定律和麦克斯韦方程组。
通过在地表放置发射线圈产生瞬变电流，并通过测量地下储层对这种变化电磁场的响应来推断地下构造情况。
水上瞬变电磁勘探技术探讨
摘 要 ： 浪 底 水 库 达 到 最 高 蓄 水 位 （ 高 ＋ ７ 后 ， 淹 没 义 煤 集 团 公 司 新 安 煤 田 的 面 积 超 过 ５ ｍ ， 小 标 ２ ５ｍ） 将 ０ｋ 水
下压 煤 ２ ５ 亿 ｔ 在 小 浪 底 水 库 蓄 水 前 后 ， 新安 煤 田 淹 没 区进 行 水 上 瞬 变 电 磁 勘 探 ， 极 大 丰 富 瞬 变 电磁 ． 。 对 将
２ １ 年第 ８ ０２ 期
中州 煤 炭
总第 ２０期 ０
水 上 瞬 变 电磁 勘 探 技 术 探 讨
申青 春 吕东 亮 张春光 刘俊 生 ， ， ，
（ ． 煤 集 团公 司 地 质研 究 所 ， 南 义 马 １义 河 ４ ２ ０ ２ 义 煤 集 团公 司 ， 南 义马 ７ ３ ０； ． 河 ４２０ ７ ３ ０）
法 的 内容 和 应 用 范 围 ， 在 小 浪底 水 库 淹 没 区及 类 似 条 件 煤 田 顺 利 开 展 水 上 瞬 变 电磁 勘 探 成 为 可 能 。 介 绍 使 了在 该 区 开展 水 上 瞬 变 电磁 勘 的技 术 路 线 、 案 以及 主 要 研 究 内容 等 构 想 。 预 测 结 果 认 为 ， 次 水 勘 探 技 术 方 此 的应 用 ， 解 放 水 下 压煤 约 １ ｔ价 值 ６ ０多亿 元 。 将 亿 ， ０ 关 键 词 ： 上 瞬 变 电磁 勘 探 ； 探 技 术 ； 阻 层 屏 蔽 ； 表 水 水 勘 低 地
中 图分 类 号 ： ６ １ ２ Ｐ ３ ．５ 文 献 标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ３— ５ ６ ２ １ ） ８— ０ １— ２ １０ ００ ｌ０２ ０ ０４ ０
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瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用
瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用【摘要】瞬变电磁技术是一种先进的地球物理勘探技术，在矿井水害预测中具有广泛应用前景。
本文从瞬变电磁技术原理介绍、在矿井水文地质勘探中的应用、在水害预测中的优势、案例分析以及未来发展方向等方面对其应用进行了系统探讨。
瞬变电磁技术可实时监测矿井水文地质信息，为水害预测提供了可靠数据支持，具有高效、快速、精准的特点。
通过案例分析，可以看出瞬变电磁技术在预测矿井水害中的准确性和有效性。
未来，随着技术的不断进步和应用场景的扩大，瞬变电磁技术在矿井水害预测中的前景将更加广阔。
瞬变电磁技术在矿业安全领域的重要性不言而喻，其在提高采矿安全、减少矿井水害损失方面的价值不可估量。
【关键词】瞬变电磁技术、预测、矿井水害、应用、原理、地质勘探、优势、案例分析、未来发展方向、前景、重要性、矿业安全领域、价值。
1. 引言1.1 瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用瞬变电磁技术在预测矿井水害中的应用是一种新兴的技术手段，它通过测量矿井地下的电磁场响应，来获取有关地下构造和水文地质情况的信息，从而实现对矿井水害的有效预测和防范。
在矿业生产中，水害是一个常见且严重的问题，不仅会对工人的生命财产安全造成威胁，还会对矿井设备和生产效益造成巨大影响。
利用瞬变电磁技术预测矿井水害具有重要的意义。
瞬变电磁技术通过对地下介质的电磁响应进行快速、准确的测量，可以实时监测矿井地下水流、裂缝和构造变化，从而有效预测水患的发生概率和可能影响范围。
与传统的地质勘探方法相比，瞬变电磁技术具有非侵入性、高分辨率和快速响应的优势，能够在较短的时间内获取大面积的地质信息，为矿井水害的预测和应急处置提供重要支持。
瞬变电磁技术在矿井水害预测中的应用前景广阔，将为矿业安全领域带来新的突破和进步。
2. 正文2.1 瞬变电磁技术原理介绍瞬变电磁技术是一种利用电磁感应原理来探测地下结构和水文地质的技术。
其原理是利用瞬变电磁场对地下物质的电导率进行探测，从而推断地下的结构和水文地质情况。
瞬变电磁法在工程勘查找水中的应用
瞬变电磁法在工程勘查找水中的应用摘要：在以往的工程勘查找水工作中，较为常用的物探方法包括电阻率法、高密度电法以及甚低频电法等，但这些方法都必须以较好的接地条件为前提，而且探测深度也相对较浅；瞬变电磁法是以电磁波理论为基础，电磁波能够穿透较深的地层，且该方法采用不接地回线发射、接收信号，避免了场地条件的约束，能够在许多工程勘查找水中发挥很大的作用。
本文对瞬变电磁法在工程勘察找水中的应用进行了分析探讨。
关键词：瞬变电磁法；工程勘察找水；应用一、瞬变电磁法的基本原理在二十世纪三十年代，瞬变电磁法主要在地质构造上被大量使用，简单的来说这种方法也可以称为一种时间域电磁感应法。
虽然这种方法具有很多优点，但是在当时并没有引起人们的重视。
在二十世纪五十年代的时候，这种方法才在矿体中被应用。
直到二十世纪七十年代，这种方法才被使用在煤炭资源勘察中，慢慢地人们已经认识到这种方法对于煤炭勘察的有利作用，在几十年间也得到了快速的发展。
这种方法主要就是使用不接地回线向要观测的物体发出的脉冲，并能够记录下来被观测的物体电磁感应的变化。
随着时间的增长，这种变化以及强度的大小，就能够准确的判断出检测对象规模的大小等相关内容。
这种方法所勘测的结果和回线线圈的匝数有很大关系，也就是说线圈的匝数越多，能够探测的深度就越大。
根据这种方法的工作原理，相比其他的勘察方法，这种方法的勘察深度以及勘察结果的准确度都比较高，受周围物体的干扰也比较小。
这也是该方法能够在煤矿勘察中被广泛应用的主要原因。
二、矿井概况某一矿位于河南平顶山西部，在省政府主导的煤矿整合中通过地方小窑升级改造而成，目前，该矿产能为80万t/a，为一井一面式现代化省级五优矿井。
该矿井采用两翼开采方式，井田北部为西山断层，其影响到整个井田北部区域的采掘活动，西部以大范围褶皱和区域性断层为主，东翼采区为矿井主采区。
两翼采区均采用单水平上下山开采，随着东翼采区资源不断减少，矿井已经开始着手于西翼采区的开拓掘进，考虑到矿井水害是该矿安全生产的主要危险源，且西翼地质构造复杂，巷道掘进始终处于低工效进行。
瞬变电磁法勘探在苏村煤矿采空区富水性探测中的应用
瞬变电磁法勘探在苏村煤矿采空区富水性探测中的应用通过在山西华润联盛苏村煤矿应用瞬变电磁法（TEM）探查采空区边界及积水范围，对矿井采空区积水的防治提供依据和指导。
标签：瞬变电磁法；煤层采空区；富水性山西中阳华润联盛苏村煤业有限公司为资源整合矿井，批准开采4-10号煤层。
井田范围内资源整合之前对3#（局部）、5#、10#煤层进行了开采，遗留有许多采空区。
目前苏村矿在基建开掘过程中，巷道涌水较大，矿井正常涌水量达到200m3/h以上。
根据涌水情况、水化学分析及超前探测结果分析，涌水水源基本为上覆煤层采空区积水。
由于对井田内采空范围及富水性掌握程度严重不足，在采掘过程中，各可采煤层采空区的大量积水，对矿井的安全生产造成重大威胁。
因此，非常迫切需要查明井田特别是首采区域内采空区分布及其富水情况，为安全生产提供可靠的地质保障。
1 瞬变电磁法进行勘探的基本原理瞬变电磁法也就是所谓的时间域电磁法，简称为TEM，主要是通过接地或者不接地的一些线，这种线可以是回线或者是地源线，经由这些线向地下发射脉冲磁场，在脉冲磁场之间的时限之内，使用电圈或者接地电极对二次涡流场进行测量与检测。
用比较通俗的话说就是，其基本的工作原理就是电磁感应定律。
主要的工作步骤就是：在地面或者控制架设有一定电流通过的发射线圈，这样能够在周围形成一定范围的电磁场，在地下导电岩中能够产生感应电流；这样，一旦断电，这种感应电流会不断的减少，这个减少和衰弱的过程大致可以分为三个阶段，即早、中、晚期。
在早起阶段，电磁场就像是频率域中的高频部分，这个阶段电磁衰弱的速度比较快，趋肤深度相对较小；晚期相反，就相当于频率域中的低频部分，衰弱速度会比较慢，而趋肤深度就比较大。
经过对于断电后不同时间段的二次场数据进行分析，可以总结随时间变化的基本规律，就此能够总结出不同深度的地点特点。
比如，在电导率为σ，磁导率为μ0的的均匀各相同性大地设置一个面积为S的长方形发射线圈。
瞬变电磁法在地下水勘查中的应用
瞬变电磁法在地下水勘查中的应用摘要：水是我们生活中的必需品，也是世界上最重要的资源，然而这其中的淡水资源有接近95%以上来源于地下水，可以供人们的日常生活。
地下水贯穿了人类经济活动的始终，起到了主体的作用。
近些年来，各种新的物探方法得到应用，尤其是瞬变电磁法，风靡了国内外，尤其是在地下水领域发挥了非常重要的作用。
相比较与其它电探方法，瞬变电磁法的有效利用可以提高地下水勘察的效果。
关键词：瞬变电磁法，地下水勘查，应用0引言水的地位是不容置疑的，它是人类赖以生存的自然资源，无论是动物还是植物都离不开水，人类的一切生产活动都是离不开水，它是人类生活史上最宝贵的最不可或缺的资源之一。
世界上水的分布没有什么规则，其中海水的占有量是非常多的，大概占了97. 3%左右，淡水中还有大概77. 1%部分的水是以冰雪的方式存在，所以不能被人类加以利用，地下水的含量大概占了所有剩余水量的71. 8%，但是为人类提供生活需求的淡水大部分都来自地下水，地下水为人类的生活做出了重要的贡献，我国大部分城市处于缺水状态，许多地区都是长期使用地下水从而才能维持生活，在我国的西北地区就是非常缺水的，由于水资源不足，导致经济发展比较困难，这也是最主要的制约经济的因素。
人类的数量在不断的增长，对水资源的数量要求越来越高，目前水资源短缺的问题是非常严重的，严重阻碍了我国的经济发展，目前，水资源短缺的问题已经上升到世界性的难题中。
目前水文物探工作重点内容就是积极开发和管理好地下水，在地下水勘查工作中所需要解决的主要问题是: 圈定地下水富水带的位置、判定含水层的可能含水量及现场测定地下水的水质等。
1.一瞬变电磁法在地下水勘查领域应用当前，水环境的情况不是特别理想，地下水遭到严重的破坏，这种情况时非常普遍的，例如典型的问题，滨海地区出现海(咸)水入侵问题从而污染了地下水。
在被污染区域，咸淡水界面的位置对后续的水井的位置选择造成了很大的影响。
通常出现这种问题时，会使用瞬变电磁法，因为它具备良好的确定井位和监测海(咸)水入侵问题的最好的方式。
瞬变电磁法在井田边界附近区域探测中的应用
瞬变电磁法在井田边界附近区域探测中的应用瞬变电磁法（Transient Electromagnetic method，简称TEM），是一种地球物理勘探方法，通过施加时间变化的电流源在地下产生电磁场，利用接收器观测地下介质对电磁场的响应，从而推断地下构造和岩石性质。
瞬变电磁法在井田边界附近区域的探测中具有广泛的应用。
1. 油田勘探：瞬变电磁法可以用于勘探油田边界的水层开发潜力。
在油田边界附近的区域，通常存在大量的水层，这些水层可以作为水驱油田的开发资源。
瞬变电磁法可以提供水层的准确位置和储量信息，为油田的开发和管理提供重要的依据。
2. 水资源勘探：瞬变电磁法可以用于寻找地下水资源。
在井田边界附近的区域，地下水通常是受到地下构造和岩石性质的影响而分布不均匀。
利用瞬变电磁法可以探测地下水层的存在和分布，帮助地下水资源的开发和管理。
3. 煤层气勘探：瞬变电磁法可用于煤层气资源的勘探。
煤层气是由煤层内的煤矸石和煤层间隙中吸附和吸附剂的气体组成的。
瞬变电磁法可以测量地下煤层气的储存和分布情况，为煤层气的勘探和开发提供技术支持。
4. 地下管道检测：瞬变电磁法可以用于检测地下管道。
在井田边界附近的区域，常常有大量的地下管道，如输油管道、输气管道等。
瞬变电磁法可以探测地下管道的位置和深度，为地下管道的建设、维护和管理提供技术支持。
5. 地质灾害预测：瞬变电磁法可以用于预测地质灾害。
在井田边界附近的区域，常常存在地质灾害风险，如地震、滑坡、崩塌等。
瞬变电磁法可以探测地下构造和岩石性质的变化，从而帮助预测地质灾害的发生和发展趋势，为地质灾害的防范和防治提供技术支持。
瞬变电磁法在井田边界附近区域的探测中具有广泛的应用，可以用于油田勘探、水资源勘探、煤层气勘探、地下管道检测和地质灾害预测等领域，为资源开发和地下工程建设提供重要的技术支持。
瞬变电磁法在水资源勘探中的应用
瞬变电磁法在水资源勘探中的应用近年来，由于人口的增加，全球对水资源的需求也在迅速增加。
然而，随着地下水资源的日益枯竭，其开采难度也越来越大。
因此，寻找新的水源就变得至关重要。
瞬变电磁法（TEM）是一种现代地球物理勘探技术，可以有效地用于水资源的勘探和开采。
一、瞬变电磁法的基本原理瞬变电磁法是一种非常有效的地球物理勘探技术，其基本原理是从电磁场的响应中确定地下物体的电导率分布。
在TEM勘探中，我们通过在地下埋放一个发射线圈，使其向下传送一个瞬间的电磁脉冲。
这个电磁脉冲在传播过程中会与地下的物质相互作用，并在回程时感应出地下物质的电磁响应，这就是TEM勘探的核心原理。
通过检测这个响应，我们就可以计算出地下物体的电导率分布。
这种勘探方法的优点是非常明显的，它可以检测到深度很大的物体，并且在不同的材料中具有很好的分辨率。
二、瞬变电磁法在水资源勘探中的应用TEM技术在水资源勘探中的应用主要是在确定水层位置、厚度、延伸方向、渗透性、含水层补给区等方面。
其适用性非常广泛，适用于各种地质环境下的勘探。
可以使用TEM技术为已知的水源进行检测。
这种技术能够生成详尽的地图，以帮助寻找地下水源。
当水源被探测到并精确计算后，将能够提高水源的开采效率。
三、瞬变电磁法在水资源勘探中的优势瞬变电磁法在水资源勘探中具有许多优势。
首先，它是非侵入式的技术，不会破坏地下水层。
这对于保护地下水源非常重要。
其次，TEM技术可以在数据收集期间实时检测水源，非常具有效率。
毕竟，一旦已知的位置，就可以优化水源的开采和管理。
此外，TEM技术精度非常高，可以准确地确定地下水层的位置、厚度和延伸方向。
这对于准确定位水源和提高开采效率非常有帮助。
四、瞬变电磁法在水资源勘探中的限制使用TEM技术也有一些限制。
这种技术成本较高，需要专业技术人员进行操作。
由于这种勘探技术需要人工介入，因此其数据收集和分析通常需要较长时间。
此外，由于它的限制，TEM技术主要用于深层水源的勘探，而无法用于浅层水源。
物探法矿井瞬变电磁仪测水在矿井的应用
物探法矿井瞬变电磁仪测水在矿井的应用随着矿井开采难度的不断加大，水在矿井中的问题逐渐突显。
严重的话会导致矿井被淹没，危及矿工的生命财产安全。
因此，矿井水文地质调查是矿山开发的重要一环。
而物探法矿井瞬变电磁仪测水技术，成为了一种非常有效的矿井水文勘探方法。
一、瞬变电磁法介绍矿井瞬变电磁法是随着现代物探技术的发展而出现的一种快速、高效、精准的矿井勘探方法，其主要原理是应用了瞬变电磁场的相关理论和技术。
是将电磁波通过线圈发射达到地下，然后在矿体内部引起涡电流和感应电场，利用接收线圈采集地下电场或磁场变化的现象，从而研究地下各种物质的层位、空间分布、形态和物性参数等。
瞬变电磁法通过非接触式的测量方法，可以快速获取一定深度范围内的地下介质电阻率、电磁导率、含水性、岩性等物理参数信息，并确定水、煤岩、地下构造等的空间分布和特征，可用于寻找矿体、消除煤炭资源探明中的盲区和假象等。
在矿井水文勘探中，特别适用于对水分布及其性质的解析及煤层裂隙开口程度的研究，通过对电磁波反演获得的信息，能够帮助矿山企业制定出更加科学的矿井水文地质调查和防范灾害的方案。
二、瞬变电磁法在矿井水文测水中的应用1、定量测水根据矿井内部的水文地质条件，利用瞬变电磁法测量矿井含水量、水位高差及水的成分等信息，更具精准测量结果来制定矿井开采、水道养护、支护降水及排水方案，革新传统测井方法，提高现代矿山生产效率。
2、快速检测矿井降水效果现阶段，在矿井开采、水道养护、支护降水及排水等生产环节中，煤矿企业根据矿井位置、水文地质条件、水位变化等因素，运用传统调整方法进行调整并利用空气压力水力等因素来控制矿井水位变化，时效较长，检测性差。
而应用瞬变电磁法定点、定时的重复测量，可以及时跟踪水位变化，迅速判断矿井降水效果并对其进行调整优化，在保持矿井水平安全的前提下提高生产效率。
3、天然的地下水资源勘探利用瞬变电磁法技术对探测范围内的地下水系统进行研究，可以确定各层地下含水层的垂向延伸、地下水集合区的位置和范围,并通过电磁数据反演算法推断地下水的流动方向和速度，找准地下水的滞留区域，推断水文地质分区，这些资料为指导水资源开发和长远规划提供了可靠的依据。
瞬变电磁技术在水文地质补充勘探中的应用
为 能更 好 地完 成 本 次 地质 任 务 ，在正 式 生 产 前， 进 行充 分 的试验 工作 。试 验 的内容 主要 包括 仪 器性 能测试 、 环 境噪 音测 试 、 参 数选 择 、 剖面 数据 处
以 中部 干扰影 响 区为界 ， 将 勘查 区分 为南 北 两
深 选用 ３ ６ ０ Ｓ 。
煤 矿隶 属 于 中 电投 宁夏 青 铜 峡 能源 铝 业 集 团有
限公 司 的新 建矿 井 ．位 于银 川 市兴 庆 区红 墩子 矿 区。 据 勘探 资料 ， 区 内主要充 水含水 层 为 ７层 ， 其 中 第 二 含 水层 （ Ⅱ） 古 近系及 基 岩 风 化带 孑 Ｌ 隙 裂 隙含 水 层组 厚度 大 ， 富水 性 中等 ， 靠 近煤层 露头 区。 由于 与开采 煤层 间隔水 层缺 失或 变 薄 ， 可 能成 为矿 井开 采 的直 接充水 含水层 ， 对 煤矿 开采影 响较 大 。 本 次 勘 探任 务 的重点 是 探 查 煤层 露 头 区古 近 系及 基 岩风 化 带孔 隙裂 隙含 水 层 （ Ｉ Ｉ ） 的富 水 性 以 及 与 其 下两 个 含水 层 （ Ⅲ、 Ⅳ） 的水 力 联 系情 况 、 查 清 风化 带 的发 育深 度及 隔水 层发 育情 况 ． 查 明区 内 红 墩 子 三道 沟 背斜 轴 南部 主要 断 层 Ｆ １ １ 、 Ｆ １ ２的导 水、 富水 性 ， 为采 掘 工作 面 布设 及 防治 水 工 作 提供 依据。 本 文 以古 近 系及基岩 风化 带孔 隙裂 隙含水层 （ Ⅱ） 为例 ， 阐述 瞬变 电磁技 术在 水 文地质 勘探 中的
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收稿日期：2012－04－18
作者简介：申青春（1983—），男，河南辉县人，助理工程师，2008年毕业于河南理工大学，主要从事矿井地质、防治水和物探工作，现任义煤集团地质研究所物探室副主任。
水上瞬变电磁勘探技术探讨
申青春1，吕东亮1，张春光1，刘俊生
2
（1．义煤集团公司地质研究所，河南义马472300；2．义煤集团公司，河南义马472300）
摘要：小浪底水库达到最高蓄水位（标高+275m ）后，将淹没义煤集团公司新安煤田的面积超过50km 2
，水
下压煤2.5亿t 。
在小浪底水库蓄水前后，
对新安煤田淹没区进行水上瞬变电磁勘探，将极大丰富瞬变电磁法的内容和应用范围，使在小浪底水库淹没区及类似条件煤田顺利开展水上瞬变电磁勘探成为可能。
介绍了在该区开展水上瞬变电磁勘的技术路线、方案以及主要研究内容等构想。
预测结果认为，此次水勘探技术的应用，将解放水下压煤约1亿t ，价值600多亿元。
关键词：水上瞬变电磁勘探；勘探技术；低阻层屏蔽；地表水中图分类号：P631．25
文献标志码：A
文章编号：1003－0506（2012）08－0041－02
Discussion on Transient Electromagnetic Exploration Techniques Above Water
Shen Qingchun 1，LüDongliang 1，Zhang Chunguang 1，Liu Junsheng 2
（1．Geological Institute ，Yima Coal Industry Group Co．，Ltd．，Yima 472300，China ；
2．Yima Coal Industry Group Co．，Ltd．，Yima 472300，China ）
Abstract ：50km 2of Xin'an coalfield in Yima Coal Industry Group Co．，Ltd．will be flooded once the water level of Xiaolangdi Dam res-ervoir reaches the highest storage level （+275m ）．Before and after impoundment of Xiaolangdi Dam reservoir ，transient electromagnet-ic prospecting above water was developed in Xin'an coalfield flooded area ，this will greatly enrich the contents of the transient electro-magnetic method and application scope ，which made electromagnetic exploration possible in similar conditions coalfield．Introduced the technical path ，plans and main researching content of carrying out transient electromagnetism above water．The prospect results show that ，the application of this technology can liberate approximately 100million tons coal underwater worth over 600billion yuan．Keywords ：transient electromagnetism exploration above water ；exploration techniques ；low resistivity layer shielding ；surface water
新安煤田是河南省重点大型煤田之一，煤炭资
源量估算为26亿t ，
－1000m 标高以浅面积约600km 2，是义煤集团四大煤田之一，目前有3对生产矿
井和1对在建矿井，分别为新安、新义、义安和孟津
煤矿。
小浪底水库设计库容126.5亿m 3，有效库容
51亿m 3，水库面积278km 2。
小浪底水库达到最高蓄水位（标高+275m ）后，将淹没新安煤田50km 2以上，水下压煤2.5亿t 。
其中，淹没新安井田东翼21.7km 2，水下压煤1.2亿t 。
小浪底水库蓄水后，区域水文地质条件和矿井充水条件将发生重大改变，矿井水害加剧，矿井防治水难度加大，矿井水文地质条件继续向复杂方向转
化。
新安煤田地表仅有畛河、石寺河、北冶河等数条
季节性河流，对矿井的充水作用有限。
小浪底水库蓄水后，地表水将成为矿井的重要充水因素之一。
新安煤田浅部曾存在数百个大小不等的小煤矿，其中有数十个小煤矿井口处于淹没区内，加之小煤矿采空区相互连通，造成小窑水与地表水连为一体，对新安煤矿等矿井构成极大水害威胁。
由于受地表水、小窑水的补给充足，径流途径缩短等原因，地下含水层对矿井的充水作用也在增大。
这样，新安煤田在开采过程中，在垂向上，上部受水库水的威胁，下部受底板奥灰水威胁，侧向上受小窑水威胁。
为在小浪底水库蓄水前后顺利探查新安煤田水文地质条件，探查地表水体与地下含水层之间的水力联系，圈定奥灰等主要含水层富水区域及小窑采
空区存在情况，
义煤集团将在小浪底水库蓄水前后对新安煤田淹没区开展水上瞬变电磁勘探，为新安
煤田各矿井防治水工作提供参考和指导。
·
14·
1勘探方法
瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method ，
TEM ）是地球物理探测中最有效的电磁方法之一。
它探测深度大，分辨率高，简便易行，探测速度快，抗干扰能力强，探测效果好。
其工作原理是利用发射回线向地下发射不同频率的电磁脉冲，
该脉冲的下降沿产生变化的一次场并向周围空间扩散。
该一次场进入地下导电介质时，便产生随时间变化的二次场，对二次场进行观测和反演解释，便可以获得地下介质的电导率值、电性分层、厚度变化、电性体埋深和产状以及地下电性结构等有关信息。
2
技术路线和方案
2.1
技术路线
研究方法遵循从已知到未知、从点到面、正演和反演相结合的方法。
①对新安煤田以往的地质和物探资料进行收集整理，归纳成功经验，并为后续水上瞬变电磁勘探资料对比、分析提供素材；②选取目标区为勘探对象，并选择合适地点进行试验，使用多种勘探方法进行探测，确定较为合理的工作装置和参数；③在重点区域布置测线网进行较大范围勘探工作；④对地质、水文地质和物探等资料进行综合分析研究，最终得出结论。
技术路线如图1所示。
图1
技术路线
2.2
技术方案
（1）研究新安煤田及小浪底水库淹没区域的地
质和水文地质条件，选定此次水上瞬变电磁勘探技术研究的区域和范围，设计水上瞬变电磁勘探施工方案。
（2）在选定的区域和范围内，根据不同季节和淹没情况，在水上和间接性淹没区进行瞬变电磁勘探的数据采集工作，确定施工中各种影响因素，明确各个影响因素可能造成的后果，找出抑制或消除各种影响因素的办法，
提高原始数据质量。
（3）对水上和间接性淹没区瞬变电磁勘探数据进行处理和资料解释，对比2次瞬变电磁勘探成果。
（4）结合新安煤田及小浪底水库淹没区域的地质和水文地质条件，查明地下含水层的分布范围和富水程度，对地表水和地下含水层、地表水和小窑水、
小窑水和地下含水层及地下各含水层之间的水力联系进行分析评价，以指导新安煤田各矿井的水体下采煤工作
［1-2］。
3主要研究内容
（1）水面瞬变电磁勘探方案。
研究并设计水上瞬变电磁勘探施工方法，进行现场施工、数据采集，并经数据处理后综合对比各施工方法的优劣。
（2）低阻层（水体）屏蔽问题。
针对现场施工时采用的瞬变电磁装置，推导出对应的半空间水平层状介质瞬变电磁响应的解析解，计算地电模型的瞬变场曲线，研究低阻层对TEM 法测深的影响。
（3）进行瞬变电磁场的二维时域有限差分（FDTD ）对瞬变电磁场的数值模拟，直接在时间域观察电磁波传播和扩散的全过程，描绘不同时刻瞬变电磁场的空间分布，将地面瞬变场响应与扩散场内地质异常体的相互作用有机联系起来，展现低阻层的作用机理。
（4）对低阻层屏蔽作用的处理技术。
4结语
（1）水上瞬变电磁勘探技术的研究应用，将极
大丰富瞬变电磁法的内容和应用范围，提高新安煤田各矿井的防治水技术水平，使在小浪底水库淹没区及类似条件的煤田顺利开展水文地质条件探查成为可能，具有巨大的推广应用价值和借鉴意义。
（2）每年可为新安煤田节约井下物、钻探费用上千万元，能够有效避免因小浪底水库淹没区下水文地质条件不清而造成的透（突）水事故。
同时可以解放新安煤田水下压煤约1亿t ，价值600多亿元，具有巨大的经济效益和社会效益。
参考文献：
［1］祝杰，雷宛，吴有亮．水上瞬变电磁勘探在西气东输工程中应
用研究［
J ］．工程球物理学报，2010（10）：9-12．［2］蒋邦远．实用近区磁源瞬变电磁法勘探［M ］．北京：地质出版
社，
2007．（责任编辑：刘欢欢）
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24·。