瞬变电磁技术在探测陷落柱中应用

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1、瞬变电磁技术在探测陷落柱中应用　　摘要：以恒源煤电公司任楼煤矿Ⅱ51轨道大巷隐伏陷落柱的超前探测为例，阐述了利用瞬变电磁法在探测矿井隐伏陷落柱工作中的应用效果。研究探测结果表明，在矿井隐伏陷落柱超前预测的特殊区域，充分利用瞬变电磁法物探技术，可以迅速查明异常性质、确定异常的空间展布位置，为钻孔验证提供了很好的靶区，后期陷落柱的治理有了更加充分的安全技术依据。关键词：瞬变电磁法；超前物探技术；隐伏陷落柱Abstract:InHengyuancoalandElectricityCo.RenlouCoalMineII5

2、1trackroadwayhiddencollapsecolumnadvanceddetectionasanexample,expoundstheapplicationoftransientelectromagneticmethodofcollapsecolumnincoalmineconcealeddetection.Thesurveyresultsshowthat,specialareaforecastthecollapsecolumnincoalmineconcealed,makefulluseofthetr

3、ansientelectromagneticmethodofgeophysicalprospectingtechnology,canquicklyidentifytheabnormalproperties,determinethespatialdistributionofabnormallocationoftargetarea,providesgoodfor8drillingverification,latersubsidedcolumntreatmentwithsecuritytechnologybasedonm

4、orefully.Keywords:Transientelectromagneticmethod;advancedgeophysicaltechnology;hiddencollapsecolumn中图分类号：O441文献标识码：A文章编号：1.前言安徽恒源煤电股份有限公司任楼煤矿Ⅱ51轨道大巷道掘进到G33-32m迎头位置，在巷道迎头右侧帮布置锚杆时，从锚杆孔内涌出水量最大达20m3/h，经过几天连续水质化验，水的硬度逐渐增高，有灰岩水补给可能。为查明巷道迎头前方含水构造发育情况，采用加拿大生产的PROTEM最

5、新矿井瞬变电磁仪器在Ⅱ51轨道大巷G33-32m迎头位置进行超前探测，在迎头向后250m范围向两侧帮及其底板进行探测。依据矿井瞬变电磁法探测结果，结合矿井水文地质资料综合分析，对巷道迎头前方及两侧帮底板构造发育情况及赋水性进行预测预报，为布置验证钻孔和防治水工作提供资料。2.地球物理特征8从电性上分析不同地层的电性分布规律为：煤层电阻率值相对较高，砂岩次之，粘土岩类最低。由于煤系地层的沉积序列比较清晰，在原生地层状态下，其导电性特征在纵向上固定的变化规律，而在横向上相对比较均一。当存在构造破碎带时，如果构造不含水，

6、则其导电性较差，局部电阻率值增高;如果构造含水，由于其导电性好，相当于存在局部低电阻率值地质体。综上所述，当断层、裂隙和陷落柱等地质构造发育时，无论其含水与否，都将打破地层电性在纵向和横向上的变化规律。这种变化规律的存在，为以岩石导电性差异为物理基础的矿井瞬变电磁法探测提供了良好的地质条件。3．矿井瞬变电磁法基本理论瞬变电磁法或称时间域电磁法(Timedomainelectromagneticmethods)，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

7、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。8由于电磁场在空气中传播的速度比导电介质中传播的速度大得多，当一次电流断开时，一次场的剧烈变化首先传播

8、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。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