井下瞬变电磁法在煤层底板岩溶探测中应用探究

《井下瞬变电磁法在煤层底板岩溶探测中应用探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、井下瞬变电磁法在煤层底板岩溶探测中应用探究　　摘要：介绍了矿井瞬变电磁法在煤层底板探测方面的原理与方法，并以荥巩煤田某矿二1煤层底板岩溶瞬变电磁探测为例，阐述了瞬变电磁法在探测巷道底板岩溶中的应用效果。通过井下探放水钻孔对探测异常区进行验证，结果表明：井下瞬变电磁法具有定位准确，探测深度大等优点，是非常有效的物探方法之一，能为井下水害防治提供可靠依据。关键词：瞬变电磁底板岩溶探测Downholetransientelectromagneticmethodinthedetectionoftheseamfloorkarst

2、Summary:Introducetheprinciplesandmethodsoftheminetransientelectromagneticmethod,throughaexampleoffloordetectioninHongfumineanalysisoftransientelectromagneticmethodinthedetectionofroadwayfloorkarst.Waterdrillingtodetectabnormalareawasverified,throughtheundergroun

3、dexplorationresultsshowthat:minetransientelectromagneticmethodwithaccuratepositioning,probingdepth,7etc.,isoneoftheveryeffectivegeophysicalmethod,itprovideareliablebasisforundergroundwaterhazardcontrolt.Keywords:TEMkarstinbottomdetection中图分类号：P631.3文献标识码：A文章编号1、

4、引言煤矿水害事故是仅次于瓦斯爆炸的煤矿重大灾害，在煤矿重、特大事故中所占比重较大。在矿井开采过程中，查明采掘工作面顶、底板富水异常区位置是煤矿安全生产亟待解决的问题。钻探方法准确但速度慢、成本高，难以圈定富水区范围，且打钻时存在危险；目前国内外用于矿井突水构造探测的物探方法主要有：井下直流电法、瑞雷波法、音频电透视法、坑透法，这些方法各有其特点与不足。矿井瞬变电磁法是近几年来发展起来的在煤矿井下巷道内探查其周围空间不同位置、不同形态含水构造的矿井物探方法之一，瞬变电磁法存在着很多其他物探方法所不能比拟的优点，凭借其近距

5、离观测、体积效应小、对低阻区敏感、方向性强、分辨率高、施工效率高的优点，逐渐成为煤矿水害探测的最佳选择。通过选择合适的装置形式，应用瞬变电磁法可以有效的探测井下采掘工作面底板的含水性。7笔者在河南荥巩煤田某矿二1煤层底板岩溶发育区的探测中采用了矿井瞬变电磁法，对该矿变电所东侧底板的岩溶发育情况进行了探测，并为矿方提供了一处放水孔位，经钻探验证出水量较大，取得了良好的应用效果。2、方法技术2.1井下瞬变电磁法基本原理井下瞬变电磁法基本上是由地面移植到井下，其原理与地面瞬变电磁相同，即利用不接地回线或接地线源向地下发射一次

6、脉冲电磁场，在一次脉冲电磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测二次涡流场。测量这种由地下介质产生的二次感应电磁场随时间变化的衰减特征，从测量得到的异常分析出地下不均匀体的导电性能和位置，从而达到解决地质问题的目的。2.2工作装置及仪器设备井下瞬变电磁勘探只能在巷道内进行，一般利用多匝小线圈，采用剖面装置方式进行发射和接收。本次探测使用澳大利亚TERRATEM瞬变电磁仪，该仪器具有抗干扰、轻便、自动化程度高等特点。数据采集由微机控制，自动记录和存储，与微机连接可实现数据回放。2.3地球物理电性特征理论上讲干燥岩石的电阻率值很

7、大，但实际上地下岩石孔隙、裂隙常常含水，并随着岩石的湿7度或者含水饱和度的增加电阻率急剧下降，即赋水性的不均匀程度在瞬变电磁参数图件上反映为电阻率的高低变化。受构造运动或地下水作用的影响，岩层裂隙越发育及其含水的饱和度越大（砂岩、灰岩富水性增强）岩石的导电性会显著增强、地层电阻率会明显降低。3、应用情况下面介绍井下瞬变电磁法在荥巩煤田某矿二1煤层底板岩溶发育区探测中的应用实例。3.1地质概况本区煤系地层为典型华北型石炭、二叠系地层，本矿主采的二1煤层位于二叠系底部的山西组。据钻孔及井巷工程揭露资料，地层由老至新为奥陶系

8、中统马家沟组、石炭系上统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组、石千峰组、三叠系下统刘家沟组及和尚沟组、新近系。其中石炭系上统太原组和二叠系下统山西组为主要含煤地层。3.2探测方法该矿奥灰含水层顶界距二1煤层约50m，位于井下瞬变电磁法的有效勘探深度内。探测时发射线圈和接收线圈框重叠，两线圈轴线指向目标体