淺談瞬變電磁法在煤礦井下探測中的應用

劉中久

（黑龍江省七臺河市七煤集團新富煤礦，黑龍江 七臺河 154600）

1 概念及原理

瞬變電磁法，是利用不接地回線或接地線源向地下發射一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場間歇期間利用線圈或接地電極觀測地下介質中引起的二次感應渦流場，從而探測介質電阻率的一種方法。瞬變電磁法的勘探原理是利用人工在發射線圈加以脈沖電流,產生一個瞬變的電磁場,該磁場垂直發射線圈向兩個方向傳播,通常是在地面布設發射線圈,依據半空間的傳播原理,把地面以上的忽略。當磁場沿地表向深部傳播,遇到不同介質時,產生渦流場。當外加的瞬變磁場撤銷后,這些渦流場以磁場的形式釋放所獲的能量,利用接收線圈測量接收到的感應電動勢。

2 礦井瞬變電磁法觀測系統研究

礦井瞬變電磁法的測量與環境以及地面的差距非常大，在選擇系統上應該注意到的是回線組合觀測系統是不應該按照地面的條件來進行選擇。第一是因為井下物距離的測點較近，第二是因為井下地質所處于的環境是和地面有所不同的，不能采用地面上大的每一種回線來進行組合觀測在井下測量，所以我們只能采用一個邊長在2m左右的回線來組合觀測系統進行測量。為了保證有足夠的發射功率和能感應到足夠強的有用的信息，采用多匝數的小回線組合觀測系統測量。礦井瞬變電磁法應用于井下主要為了探測巷道不同位置和不同形態的含水構造，而礦井突水構造主要為導水斷層、含水巖溶、富水陷落柱和老窯水等，這些突水構造分別可以用近直立的薄脈、圓柱體和球體等低阻模型模擬。

3 應用實例

對龍煤集團七臺河分公司新富煤礦五井60右一片探測情況說明如下：

工程概況。新富煤礦隸屬于龍煤集團七臺河分公司，經過多年開采，前部采空區范圍較廣，老空區賦水情況復雜，嚴重影響安全生產，為探明五井60右一片正前方巖體賦水性進行本次探測。探測位置在60右一片3號點前53m處。

探測現場頂板錨鎖支護和地質條件等不立因數會對探測結果造成一定的影響。

綜合分析及建議。圖為新富煤礦五井60右一片迎頭瞬變探測數據解析結果圖。由圖可以看出從迎頭前進左方60～72m的區域范圍內為弱水區域，前進到弱水區域時應提前打鉆進行驗證，確保安全無誤的情況下再進行掘進施工。

由于本次探測受現場條件影響，鐵器和鐵支護等對數據解析造成一定影響。建議在進行工作面回采前做好以下工作：

其一，建議采取預測預報、有掘必探、先探后掘，先治后采的原則進行綜合治理。

其二，建議針對本次探測相對低阻區異常區域進行必要的打鉆疏水以保證安全生產。

其三，建議在驗證后進行資料收集和整理，以確定有效的深度系數及電阻率系數，為以后探測工作積累數據，保證探測精度。

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