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瞬变电磁法在煤矿井下超前预报的运用
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我国煤矿水文地质条件较为复杂,煤矿突水、透水事故成为煤矿安全生产的主要威胁之一。

煤矿超前预报系统可以发现井下掌子面前方存在的含水带、断层等灾害地质环境。增强了煤矿开采的计划性和对事故隐患的预见性,可以大幅度减少煤矿挖掘中的意外险情。

一、瞬变电磁法的基本原理

瞬变电磁法(TEM)的基本原理就是电磁感应定律.其工作中于地面或空中设置以一定波形电流的发射线圈从而在其周围空间产生一磁场,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过程一般分为早、中、晚期。早期的电磁场相当于频率域中的高频成分衰减快;而晚期成分相当于频域中的低频成分.衰减慢。通过测量断电后各个时段的二次场随时间的变化率便可得到不同深度的地电特征。

矿井瞬变电磁法基本原理与地面瞬变电磁法基本原理相同。所不同的是,矿井瞬变电磁法是在井下巷道内进行,瞬变电磁场呈全空间分布,全空间效应成为矿井瞬变电磁法固有的问题。煤层一般情况下为高阻介质,电磁波易于通过,所以煤层对TEM来说就没有像对直流电场那样的屏蔽性,故接收线圈接收到的信号是来自发射线圈周围全空间岩石电性的综合反映。因而在判定异常体空间位置时,需根据线圈平面的法线方向并结合地质资料加以综合分析确定。

二、瞬变电磁仪应用领域

1、 在地面往下探测矿区构造分布、构造含水性;2、 采空区及废弃的充水小煤窑水的突水水源勘查;3、 煤层底板岩溶含水层、岩溶陷落柱及岩溶塌落洞勘查;4、 掘进过程中遇到隐伏导水构造勘查;5、 回采过程中遇到工作面内部隐伏点状导水构造(陷落柱、封闭不良钻孔等)勘查;6、 顶底板采矿扰动诱发的导水破裂带导通勘查

瞬变电磁测点布置及施工方法

矿井瞬变电磁法在煤矿井下巷道迎头附近进行,以扇形方式进行探测。根据多匝小线框发射电磁场的方向性,可认为线框平面法线方向即为瞬变探测方向。因此,将发射接收线框平面分别对准煤层顶板、底板或平行煤层方向进行探测,就可反映煤层顶、底板岩层或平行煤层内部的地质异常。其线框所在平面与顶底板夹角视探测要求与煤层倾角而定。

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