安林瞬变电磁设计方案

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1、安林煤业瞬变电磁设计方案河南省煤层气开发利用有限公司矿山安全工程分公司2012年4月25日一、勘探区范围及目的、任务1、勘探范围探测深度600米，在指定区域内布设1000个探测点。2、目的及地质任务（1）利用瞬变电磁法对勘探区进行探测，解释出河南安林煤业有限公司老空水和底板水及断层等地质构造。（2）初步查明勘查区采空区的分布范围及积水情况。二、瞬变电磁的原理及应用1、瞬变电磁的原理及前提条件不同的岩层具有不同的电阻率，电法勘探就是通过测定地下不同地点不同深度的电阻率的差异来达到寻找目标地质体的目的。瞬变电磁法属于时间域电磁感应法，它利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲场，在一次

2、脉冲场间歇期间利用回线或电偶极接收感应二次场，该二次场是由地下良导地质体受激励引起的涡流所产生的非稳电磁场，通过观测随时间变化的二次场信号的变化，就可以判断出地下地层的电性变化及不均匀地质体的分布情况。2、地球物理特征：理论上讲，干燥的采空区被空气充填可视为电阻率无穷大，但实际上采空区内空气潮湿，电阻率多在几千至几万Ω，并且随着采空区的湿度或者冲水成度的增加而变化，电阻率急剧下降，当采空区全部被水充填时电阻率变得很小，上述采空区物性特征使得地层在垂向上有较明显的电性差异，在瞬变电磁图件上反映为相对视电阻率的高、低变化。这就是说，本次勘探的地质任务可以通过瞬变电磁法勘探来解决。三、野外

3、施工方法及施工仪器选择1、野外施工方法（1）、瞬变电磁法原理简介瞬变电磁法属于时间域电磁感应法，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，把地面以上的半空间忽略。当磁场沿地表向深部传播，当遇到不同介质时，产生涡流场或者遵照量子力学原理使活泼的碱金属产生能级跃迁或使含有大量氢原子的液体的氢原子核沿磁场方向产生定向排列。当外加的瞬变磁场撤销后，这些涡流场的释放或者活泼的碱金属要恢复原有的能级，释放跃迁产生能量。以及含有大量氢原子的液体的氢原子核恢复原有的排列时，均以磁场的形

4、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V2。该电动势包含了地下介质电性特征，通过种种解释手段(一维反演，视电阻率等)得出地下岩层的结构。由于是在没有一次场背景的情形下观测纯二次场异常，因而异常更直接、探测效果更明显、原始数据的保真度更高。由于采用线圈接收V2，故对空间的电磁场或其它人文电磁场敏感，也就是通常所说的干扰。为了减少此类干扰，采用尽量的发射大的电流，以获取最大的激励磁场，增加信噪比，压制干扰。接收装置通常分为分离回线，中心回线和重叠回线3类，以重叠回线得到的信息最为完整，其它次之。就基础理论而言，频域电磁法和时间域电磁法是相同的，两者都是研究电磁感应二次场。式

5、中τ为衰减的时间常数。（2）、瞬变电磁法野外施工方法根据上述瞬变电磁法的叙述，同时通过试验工作确定野外施工方法，采用重叠回线装置，发射线框为3m×3m（18mm2铜线），接收线圈重叠在发射线框内，利用塑料管将发射线框和接收线圈固定在一起，同时把发射线框每隔3m做一个固定标志，施工时利用4个人每人一个角将线框放成边长为3m的正方形，开始进行数据采集工作，野外施工人员安排是，设一名专职仪器操作员，一名专职定点员，三名放线员。2、施工仪器选择高质量的仪器是圆满完成地质任务的基本条件，结合本次勘探的地质任务，要求仪器具有以下特点：1、由于瞬变电磁响应随时间衰减极快，接收机要在大量的噪声中接收

6、到有效信号，仪器动态范围要大；2、测区内有较多的村庄，可能会存在较大的人文噪声，仪器抗干扰能力要强，施工方式灵活；3、本次勘探深度相对较大，要接收到有效的深部地质信号，仪器灵敏度要高，发射电流要大。本次瞬变电磁勘探选用西安强源物探研究所产EMRS-2B型微机电磁勘探仪，此仪器能够满足上述要求。仪器主要功能特点如下：Ⅰ、强场源：由于应用脉冲压缩技术（专利），故而使供电电流由十年前研制的原LC系统的200A提高到1200A（国外同类仪器供电电流最大为32A），极大的增强了信噪比和勘探深度。Ⅱ、以便携机为主体，具有多种实时处理功能，采用软硬件结合方法压制和补偿50Hz工业电流干扰，补偿仪器

7、零点漂移，剃除输入信号的最大误差值，数字滤波，任意次数叠加，替位平均，各种平滑处理，多测道的疏密平均等。Ⅲ、仪器测量部分选用高速16位A/D，采用高精密的芯片以及快速比较器组成“一次到位”的浮点放大器，使系统的总精度优于0.5%，满足详查指标的要求，仪器备有自校零功能，在测量时间内，仪器零点漂移被完全补偿，工作非常稳定。Ⅳ、抗工业电流干扰功能和排除噪声有极强的压制作用，以软、硬件结合的方法，研制出一套效果非常良的抗扰系统，加之1200A供电所增加的信噪比，