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1、井下瞬變電磁法在煤層底板巖溶探測(cè)中應(yīng)用探究 摘要：介紹了礦井瞬變電磁法在煤層底板探測(cè)方面的原理與方法，并以滎鞏煤田某礦二1煤層底板巖溶瞬變電磁探測(cè)為例，闡述了瞬變電磁法在探測(cè)巷道底板巖溶中的應(yīng)用效果。通過(guò)井下探放水鉆孔對(duì)探測(cè)異常區(qū)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明：井下瞬變電磁法具有定位準(zhǔn)確，探測(cè)深度大等優(yōu)點(diǎn)，是非常有效的物探方法之一，能為井下水害防治提供可靠依據(jù)。關(guān)鍵詞：瞬變電磁底板巖溶探測(cè)Downholetransientelectromagneticmethodinthedetectionoftheseamfloorkarst
2、Summary:Introducetheprinciplesandmethodsoftheminetransientelectromagneticmethod,throughaexampleoffloordetectioninHongfumineanalysisoftransientelectromagneticmethodinthedetectionofroadwayfloorkarst.Waterdrillingtodetectabnormalareawasverified,throughtheundergroun
3、dexplorationresultsshowthat:minetransientelectromagneticmethodwithaccuratepositioning,probingdepth,7etc.,isoneoftheveryeffectivegeophysicalmethod,itprovideareliablebasisforundergroundwaterhazardcontrolt.Keywords:TEMkarstinbottomdetection中圖分類(lèi)號(hào)：P631.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)1、
4、引言煤礦水害事故是僅次于瓦斯爆炸的煤礦重大災(zāi)害，在煤礦重、特大事故中所占比重較大。在礦井開(kāi)采過(guò)程中，查明采掘工作面頂、底板富水異常區(qū)位置是煤礦安全生產(chǎn)亟待解決的問(wèn)題。鉆探方法準(zhǔn)確但速度慢、成本高，難以圈定富水區(qū)范圍，且打鉆時(shí)存在危險(xiǎn)；目前國(guó)內(nèi)外用于礦井突水構(gòu)造探測(cè)的物探方法主要有：井下直流電法、瑞雷波法、音頻電透視法、坑透法，這些方法各有其特點(diǎn)與不足。礦井瞬變電磁法是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的在煤礦井下巷道內(nèi)探查其周?chē)臻g不同位置、不同形態(tài)含水構(gòu)造的礦井物探方法之一，瞬變電磁法存在著很多其他物探方法所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)，憑借其近距
5、離觀測(cè)、體積效應(yīng)小、對(duì)低阻區(qū)敏感、方向性強(qiáng)、分辨率高、施工效率高的優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為煤礦水害探測(cè)的最佳選擇。通過(guò)選擇合適的裝置形式，應(yīng)用瞬變電磁法可以有效的探測(cè)井下采掘工作面底板的含水性。7筆者在河南滎鞏煤田某礦二1煤層底板巖溶發(fā)育區(qū)的探測(cè)中采用了礦井瞬變電磁法，對(duì)該礦變電所東側(cè)底板的巖溶發(fā)育情況進(jìn)行了探測(cè)，并為礦方提供了一處放水孔位，經(jīng)鉆探驗(yàn)證出水量較大，取得了良好的應(yīng)用效果。2、方法技術(shù)2.1井下瞬變電磁法基本原理井下瞬變電磁法基本上是由地面移植到井下，其原理與地面瞬變電磁相同，即利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)射一次
6、脈沖電磁場(chǎng)，在一次脈沖電磁場(chǎng)間歇期間利用線圈或接地電極觀測(cè)二次渦流場(chǎng)。測(cè)量這種由地下介質(zhì)產(chǎn)生的二次感應(yīng)電磁場(chǎng)隨時(shí)間變化的衰減特征，從測(cè)量得到的異常分析出地下不均勻體的導(dǎo)電性能和位置，從而達(dá)到解決地質(zhì)問(wèn)題的目的。2.2工作裝置及儀器設(shè)備井下瞬變電磁勘探只能在巷道內(nèi)進(jìn)行，一般利用多匝小線圈，采用剖面裝置方式進(jìn)行發(fā)射和接收。本次探測(cè)使用澳大利亞TERRATEM瞬變電磁儀，該儀器具有抗干擾、輕便、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集由微機(jī)控制，自動(dòng)記錄和存儲(chǔ)，與微機(jī)連接可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)回放。2.3地球物理電性特征理論上講干燥巖石的電阻率值很
7、大，但實(shí)際上地下巖石孔隙、裂隙常常含水，并隨著巖石的濕7度或者含水飽和度的增加電阻率急劇下降，即賦水性的不均勻程度在瞬變電磁參數(shù)圖件上反映為電阻率的高低變化。受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)或地下水作用的影響，巖層裂隙越發(fā)育及其含水的飽和度越大（砂巖、灰?guī)r富水性增強(qiáng)）巖石的導(dǎo)電性會(huì)顯著增強(qiáng)、地層電阻率會(huì)明顯降低。3、應(yīng)用情況下面介紹井下瞬變電磁法在滎鞏煤田某礦二1煤層底板巖溶發(fā)育區(qū)探測(cè)中的應(yīng)用實(shí)例。3.1地質(zhì)概況本區(qū)煤系地層為典型華北型石炭、二疊系地層，本礦主采的二1煤層位于二疊系底部的山西組。據(jù)鉆孔及井巷工程揭露資料，地層由老至新為奧陶系
8、中統(tǒng)馬家溝組、石炭系上統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組、石千峰組、三疊系下統(tǒng)劉家溝組及和尚溝組、新近系。其中石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組為主要含煤地層。3.2探測(cè)方法該礦奧灰含水層頂界距二1煤層約50m，位于井下瞬變電磁法的有效勘探深度內(nèi)。探測(cè)時(shí)發(fā)射線圈和接收線圈框重疊，兩線圈軸線指向目標(biāo)體
