瞬变电磁超前探测异常区解释案例分析.pdf

1 5 8 能 源 技 术 与 管 理 En e r g y Te c hn o l o gy a nd Ma n a g e me n t 2 0 1 3 年第 3 8 卷第 6 期 Vo 1 ． 3 8 No ． 6 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／j ．i s s n ． 1 6 7 2 9 9 4 3 ． 2 0 1 3 ．0 6 ． 0 6 6 瞬变电磁超前探测异常区解秤案例分析 王 占成 华晋焦煤有限责任公司， 山西 吕梁 0 3 3 0 0 0 [ 摘要 ] 矿井瞬变电磁 法在 煤矿超前探测 中的应用越来越广泛，瞬变电磁数据采集方法简 单、 处理过程也比较简单 ， 但是 瞬变电磁解释需要有一定的专业知识和解释经验 。 由于煤矿专业物探人 员的缺少， 往往造成探测 出异常、 但 未解释 出异常的情况 ， 结 合 已经验证 的瞬变电磁探测成果 ， 探讨并总结 了正常情况、 有采空区、 断层 等地质 构造情况下瞬变电磁视电阻率等值线形态特征，为非专业和经验少的从事矿井瞬 变电磁探测的人员提供帮助。 [ 关键词 ] 瞬变电磁超前探测 ； 解释 ； 断层 ； 采空区 [ 中图分类号]P 6 3 1 ． 3 2 5[ 文献标识码]B [ 文章编号 ] 1 矿 井瞬变 电磁法 矿井瞬变电磁法基本原理与地面瞬变电磁法 原理相同。 不同的是， 矿井瞬变电磁法是在井下巷 道内施工 ，全空间效应成为矿井瞬变电磁法天生 的缺陷。 基于井下环境 ，矿井瞬变电磁法主要有 以下 几方面的特点 ①受井下巷道断面所 限， 只能采用 边长小于 2 m的多匝小线框 ，与地面瞬变电磁相 比具有探测仪器轻、 工作效率高、 成本低等优点； ② 由于采用小线框探测 ，点距较密 一般为 2 ～ 1 5 m ， 降低了体积效应， 提高了横向分辨率； ③基 于耦合效应的判断，利用小线框发射可 以探测采 煤工作面顶 、 底板 ， 使矿井瞬变电磁具有 了一定的 方向性 ； ④受一次场的影响 ， 矿井瞬变电磁一般具 有 2 0 m左右的盲区； ⑤井下探测时较容易受到巷 道金属支护变化的背景干扰，很难在资料处理中 进行校 正。 2 矿井瞬变电磁法工作技术方法 目前，矿井瞬变电磁法使用的工作装置形式 主要有重叠 回线。重叠 回线装置形式地质异常响 应强 、 施工方便。 矿井瞬变电磁法在巷道中采用多 匝数小 回线装置进行探测 ，矿井瞬变电磁法测量 参数主要有 发射接收回线边长 、 匝数 、 采集的时 间序列 、 叠加次数 、 终端窗 口和增益等。合理的参 数选择是测量结果可靠的重要保证 。矿井超前探 测要求迎头具有一定的断面，一般矿井瞬变电磁 探测边长为 2 m ，因此要求迎头高度最少比线框 边长大 0 ． 5 m， 迎头宽度为 3 m， 且掘进机离迎头 1 0 m以外 ， 迎头 5 m范围内不允许钻机等金属材 料存在 ， 尽最大努力保证干扰因素最低 ， 这就是矿 井瞬变 电磁探测技术人员必须遵 守的探测规范 。 在探测时间允许的范围内，可以对迎头进行加密 探测 ， 采集数据越密 ， 探测结果越可靠l I_ 2 ] 。 3 瞬变电磁超前探测案例 1 巷道迎头前方无异常情况下 的瞬变电磁 探测。图 1 为正常情况下巷道迎头前方视电阻率 曲线分布。图 1 呈条带分布 ， 而且从两边到中间 ， 视电阻率值逐渐增大， 且基本为向外扩散， 视电阻 率等值线形态主要是受两帮全空间效应影响。 褪 暮 叵 一 l 2 0一1 00 8 0 - 6 0 - 4 0 - 2 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 l 0 O 横 向探测距离／ m 图 1 无异常情况下视电阻率等值线图 2 巷道迎头存在采空积水下的瞬变电磁探 测。巷道迎头左前方存在采空积水的探测示意图 如图 2 所示 ， 视电阻率等值线图如图 3 所示 。 从图 3可以看 出， 视电阻率等值线在 8 0 m以后大角度 向内收缩， 即为迎头前方低阻介质感应所致， 经钻 探验证迎头前方 7 8 11 3 处出水 ， 采掘完毕查明左前 方为积水采空区。 撕 ∞ ∞ ∞ 0