副斜井600米处瞬变电磁探测报告2012年7月18日

首阳煤业

副斜井掘进工作面600米处

迎头瞬变电磁探测

成 果 报 告

首阳煤业地测科

2012年12月31日

首阳煤业瞬变电磁探测成果报告

1、概况

2013年1月2日，地测科对副斜井600米处掘进工作面迎头处进行瞬变电磁超前地质探测实验工作，其目的在于查明前方赋水情况。

探测使用仪器：YCS40矿用本安型瞬变电磁仪 本次探测共探测2条线，探测测点18个。 2、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

It0I(t)0t0

在电流断开之前（t0时），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1所示。

t<0Txxz

图1 矩形框磁力线

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

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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/bmT4648241216T4r/bm812164h/100m81216h/100m值×10 A/m t/σ=0.01-6281216值×10 A/m t/σ=0.1-72r/bmT48481216202428T484812r/bm16202428h/100m-2值/(10 A .m ) t/σ=0.4-9h/100m12162024281216202428-2值/(10 A .m ) t/σ=1.6-9

图2 穿过Tx中心的横断面内电流密度等值线

本次瞬变电磁法勘探采用重叠回线装置，发射线框采用多匝1.5m×1.5m矩形回线，发射频率为25HZ，叠加次数为64次。测线在集中胶带大巷水平由左向右和垂直两个方向布置，总共布置2条线，水平方向扫描左右各40°范围，每10°一个测点，共9个测点，垂直方向相似，扫描上下各40°范围，每10°一个测点，共9个测点。

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3、矿井瞬变电磁法的资料解释

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。 4、井下探测试验及处理结果 4.1 第一次探测L1线

探测地点：副斜井600米处掘进工作面迎头处

测线布置：沿水平方向，由左帮40°向右帮40°探测，每次探测角度差 10°，共探测9个测点。

探测成果：在探测前方100米内，么有探测出有异常区的存在，具体情况待钻探之后再做决定。详细低阻区位置见图3。

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403020100-10-20-30-40-50-80-80-70-70-60异常区-60-50异常区-50-40-40-30-30-20-2010095908580757065605550454035302520151050-10-10403020100-10-20-30-40-50

图3 L1线由左向右探测是电阻率等值线图

4.2第二次探测试验L2线

探测地点：副斜井600米处掘进工作面迎头处

测线布置：沿竖直方向，由顶板40°向地板40°探测，每次探测角度差 10°，共探测9个测点。

探测成果：在探测前方100米内，探测出有异常区，详细低阻区位置见图4。

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-10-20-30-40-50-60-70-80-905050404095908580757065605550454035302520151050303020异常区20101000-10异常区-10-20-20-30-30-40-10-20-30-40-50-60-70-80-90-40

图4 L2线上下探测是电阻率等值线图

6、建议

1、对较严重的异常低阻区，应加强掘进巷道施工中的地质调查及地质预报工作，并建议相关生产单位及时采取相应措施，按照《煤矿防治水规定》及时对异常区域施工验证。

2、在巷道掘进过程中，出现的地质异常进行及时的记录，矿方地质技术人员可通过已知的地质资料结合实测电阻率分布情况进行深入解释，同时经常保持与探测技术人员进行联系沟通，以便更好的对成果资料进行进一步的解析。

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