瞬变电磁法的应用

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1、山东盛泉矿业有限公司科技进步成果奖励申报书成果名称：瞬变电磁法在有掘必探工作中的应用完成单位：沈家峁煤矿技术科（盖章）协作单位：（盖章）填报日期：2016年9月100成果名称瞬变电磁法在有掘必探工作中的应用成果起止日期成果的主要内容：一、项目简介随着矿井开采深度的加大，矿井水文地质条件日趋复杂，为防止矿井水害事故发生必须加强探放水管理，严格执行有掘必探、先探后掘、有采必探、先治后采的探放水原则，坚持物探先行、钻探验证、化探跟进的综合探测程序科学奋效的开展井下探放水工作，原有的物探设备直流电法仪由于施工

2、难度大、条件要求高、探测结果可靠性差已不符合井下物探要求，矿井瞬变电磁法是当前应用范围广的一种电法勘探技术。此方法观测的是二次场，能够较为直观的进行近区观测（能够使用重叠冋线装置），对低阻含水体特灵敏、不易受体积效砬的影响、纵横向分辨率高，而且施工作业方便、快捷、效率比较高。因此，在煤矿水文地质探测方面有很高的应用价值。瞬变电法探测优点：高定向性（方位性）、高分辨率、有效探测距离大、适应性强、易于施工、效率高。YCS150型瞬变电磁仪具备操作简单、小功率、小线圈、大测深、分辨能力及抗干扰能力强、物探结

3、果精度高、成图简单等优点现已投入使用，为更好的服务于井下探放水作业还需对瞬变电磁法探测的应用进行探索研究。二、YCS150瞬变电磁施工方法1、掘进迎头探测施工方法：迎头超前探测，采用偶极共轴法，即发射线圈距接收线圈3-5米；发射线圈2*2米双匝，接收线圈直径0.6米；发射电压7.2V，电流2A;对迎头顺层方向、斜向上、两个平面分别按7个角度进行探测，探测距离为距迎头150米范围的前方视电阻率扇形图。布置方案如图1-1和l-2o图1-1现场施工布賈框图OO阁1-2瞬变电磁迎头顺层水平7个方向探测角度示意

4、图2、煤矿瞬变电磁仪探测原理瞬变电磁法原理为：采用不接地回线或者接地线源向探测地面发送一次场，在其存在有效时间内，对地而下方介质的二次场测量电压同时间变化关系。二次场的强弱、衰减速度同地卜质体有一定的关系。通过对二次场衰减情况，辨别地卜质体特征。瞬变电磁法的工作方法是：通过巷道中发射线圈向四周空间产生的一次场，使得岩体产生一定的感应电流，当发射线圈断电后，感应电流减弱，随时间推移而减小。感应电场生成的二次场会向下、向外扩散。这一过程，电场、磁场交替生成，扩散速率与岩体电阻有关，不同时间扩散情况不同。衰

5、减过程分三阶段，即：早、中、晚阶段。早期阶段磁场类似高频，衰减迅速，涉及深度范围较小；晚期阶段磁场类似低频，衰减缓慢，涉及深度范围广泛。二次磁场向远处传播通过接收冋线进行观测，经过测量各时间段内二次磁场随着时问变化的响应情况，能够得到不同深度的地电特性。3、瞬变电磁法探测结果分析通过电性分析，可得出如下结论，煤炭电阻率较大，其次砂岩，粘土类最差。由于煤层形成时代久远，其沉积序列清晰，其电性特征，纵向变化较为固定，横內较平稳。倘若探测区域构造没有水源，该区域导电性能微弱，但是电阻率较大。倘若探测区域构造

6、有水源存在，该区域具有良好的导电性能，而电阻率相对偏低。通常低电阻率地域形成的二次场较强，衰减速度缓慢；而高电阻率地域与之相反，从而辨别地下质体属性，根据结果对比可以判断采空区及地质构造。三、取得的效果及经济效益通过对瞬变电磁法的应用，可以解决直流电法仪在物探屮局限性的难题，合理布置探放水钻孔，有效地针对低电阻区域进行探放，同时提高了钻探精确度，消除水害隐患，增加了安全系数。通过瞬变电磁仪的使用，能够全方位对掘进迎头进行物探，消除了直流电法仪的局限性，并且保证了施工安全，有较好的经济效益和安全效益。应

7、用效果通过使用瞬变电磁法，减少了物探时的施工难度，提高了物探精确度，在保证安全的前提下提高了经济效益。主要参加人员登记表姓名性别年龄工作单位职务职称对本项目做出的重要贡献王令文男48技术科技术副总工程师提出课题陈国栋男29技术科技术科副科长助理工程师理论指导参与研究马明帅男28技术科技术科副科长助理工程师现场落实梁超男28技术科技术员助理工程师现场落实纪恩涛男28技术科技术员助理工程师现场落实