浅谈瞬变电磁法在煤矿井下探测中的应用

刘中久

（黑龙江省七台河市七煤集团新富煤矿，黑龙江 七台河 154600）

1 概念及原理

瞬变电磁法，是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场，从而探测介质电阻率的一种方法。瞬变电磁法的勘探原理是利用人工在发射线圈加以脉冲电流,产生一个瞬变的电磁场,该磁场垂直发射线圈向两个方向传播,通常是在地面布设发射线圈,依据半空间的传播原理,把地面以上的忽略。当磁场沿地表向深部传播,遇到不同介质时,产生涡流场。当外加的瞬变磁场撤销后,这些涡流场以磁场的形式释放所获的能量,利用接收线圈测量接收到的感应电动势。

2 矿井瞬变电磁法观测系统研究

矿井瞬变电磁法的测量与环境以及地面的差距非常大，在选择系统上应该注意到的是回线组合观测系统是不应该按照地面的条件来进行选择。第一是因为井下物距离的测点较近，第二是因为井下地质所处于的环境是和地面有所不同的，不能采用地面上大的每一种回线来进行组合观测在井下测量，所以我们只能采用一个边长在2m左右的回线来组合观测系统进行测量。为了保证有足够的发射功率和能感应到足够强的有用的信息，采用多匝数的小回线组合观测系统测量。矿井瞬变电磁法应用于井下主要为了探测巷道不同位置和不同形态的含水构造，而矿井突水构造主要为导水断层、含水岩溶、富水陷落柱和老窑水等，这些突水构造分别可以用近直立的薄脉、圆柱体和球体等低阻模型模拟。

3 应用实例

对龙煤集团七台河分公司新富煤矿五井60右一片探测情况说明如下：

工程概况。新富煤矿隶属于龙煤集团七台河分公司，经过多年开采，前部采空区范围较广，老空区赋水情况复杂，严重影响安全生产，为探明五井60右一片正前方岩体赋水性进行本次探测。探测位置在60右一片3号点前53m处。

探测现场顶板锚锁支护和地质条件等不立因数会对探测结果造成一定的影响。

综合分析及建议。图为新富煤矿五井60右一片迎头瞬变探测数据解析结果图。由图可以看出从迎头前进左方60～72m的区域范围内为弱水区域，前进到弱水区域时应提前打钻进行验证，确保安全无误的情况下再进行掘进施工。

由于本次探测受现场条件影响，铁器和铁支护等对数据解析造成一定影响。建议在进行工作面回采前做好以下工作：

其一，建议采取预测预报、有掘必探、先探后掘，先治后采的原则进行综合治理。

其二，建议针对本次探测相对低阻区异常区域进行必要的打钻疏水以保证安全生产。

其三，建议在验证后进行资料收集和整理，以确定有效的深度系数及电阻率系数，为以后探测工作积累数据，保证探测精度。

［1］邓新刚，袁汝安，刘晓.瞬变电磁技术在煤矿防治水中的实践与应用［C］//第七届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集，2010，（12）：22-23.

［2］范照晋,党瑞荣.瞬变电磁测井通信及地面系统研究［D］.西安石油大学，2010.

［3］杨金伟，郭金风.瞬变电磁法在煤矿井下探测中的应用［J］.科技创新导报，2012，（12）：15-16.

［4］靳雄杰，田文，王俊.瞬变电磁法在探测中深层矿体中的应用［J］.中国石油和化工标准与质量，2010，（10）：193-194.

［5］魏遂亭.瞬变电磁法在井下水文地质探测中的应用［J］.中州煤炭，2010，（01）：44-45.

［6］胡博.矿井瞬变电磁场数值模拟的边界元法［D］.中国矿业大学，2010.

［7］解海军.煤矿积水采空区瞬变电磁法探测技术研究［D］.中国地质大学（北京），2009.

［8］马兆峰.矿井瞬变电磁法在勘探陷落柱富水性中的应用［J］.煤，2010，（02）：87-88.

［9］苏林，刘鑫，刘淼.瞬变电磁法在煤矿富水区探测中的应用［J］.工程地球物理学报，2011，（01）：142-143.

［10］孙吉益.煤矿井下瞬变电磁探测影响因素探测［J］.河北煤炭，2007，（6）：239-240.