1092回风巷15m处11701上瓦斯开门.docx

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1092回风巷15m处11701上瓦斯开门

贵州万海隆矿业集团

水城县三岔沟煤业有限公司

瞬变电磁法超前探物探报告

（11701上瓦斯抽放巷开门处）

总工：

矿长：

物探单位：

矿井灾害防治技术实验室

时间：

2012年10月27日

一、工作布置与工作量、技术措施评述

1）探测掘进头顶板、顺层及底板的低阻体异常及分布范围。

2）对测区内煤层开采或水害治理提供物理探测技术依据。

3）为布置探防水钻孔设计提供依据

4）施工技术措施，矿井瞬变电磁法勘探装置类型采用重叠回线组合装置，边长1.5m的激发和接收正方形线圈，激发线圈匝数4匝，接收线圈匝数40匝。

供电电流档为50A，供电脉宽10ms，采样率16µS。

每个测点至少采用30次叠加方式提高信噪比，确保了原始数据的可靠性。

二、矿井瞬变电磁（TEM）的原理及特点

矿井瞬变电磁和地面瞬变电磁法的基本原理的一样的，理论上也完全可以使用地面电磁法的一切装置及采集参数，但受井下环境的影响，矿井瞬变电磁法与地面的TEM的数据采集与处理相比又有很大的区别。

由于矿井轨道、高压环境及小规模线框装置的影响，在井下的探测深度很受限制，一般可以有效解释200m左右。

另外地面瞬变法为半空间瞬变响应，这种瞬变响应来自与地表以下半空间层，而矿井瞬变电磁法为全空间瞬变响应，这种响应来自回线平面上下（或两侧）地层，这对确定异常体的位置带来很大的困难。

实际资料解释中，必须结合具体地质和水文地质情况综合分析。

具体来说矿井瞬变电磁法具有以下特点：

1．受矿井巷道的影响矿井瞬变电磁法只能采用边长1.5m的多匝回线装置，这与地面瞬变电磁法相比数据采集劳动强度小，测量设备轻便，工作效率高，成本低；

2．采用小规模回线装置系统，因此为了保证数据的质量、降低体积效应的影响、提高勘探分辨率，特别是横向分辨率；

3．井下测量装置距离异常体更近，大大的提高测量信号的信噪比，经验表明，井下测量的信号强度比地面同样装置及参数设置的信号强很多；

4．地面瞬变电磁法勘探一般只能将线框平置于地面测量，而井下瞬变电磁法可以将线圈放置于巷道底板测量，探测底板一定深度内含水性异常体垂向和横向发育规律，也可以将线圈直立于巷道内，当线框面平行巷道掘进前方，可进行超前探测；当线圈平行于巷道侧面煤层，可探测工作面内和顶底板一定范围内含水低阻异常体的发育规律；

5．矿井瞬变电磁法对高阻层的穿透能力强，对低阻层有较高的分辨能力。

在高阻地区如果用直流电法勘探要达到较大的探测深度，须有较大的极距，故其体积效应就大，而在高阻地区用较小的回线可达到较大的探测深度，故在同样的条件下TEM较直流电法的体积效应小得多。

三、矿井瞬变电磁法地球物理特征

在探测富水区的位置及其分布范围等方面，瞬变电磁法是目前最有效的方法之一，其物理基础是富水区相对于周围地层有明显的电性差异。

理论上讲，干燥岩石的电阻率值很大，但实际上地下岩石孔隙、裂隙总是含水的，并且随着岩石的湿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；当岩层完整时其电阻率较高，受构造运动或地下水作用的影响，部分地段岩层破碎或裂隙发育，破碎程度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，断面图上会有明显的低阻异常反映。

正常情况下，各层位电性在横向上是相对均一的。

当存在局部低阻异常体（裂隙带、富水区等）时，在断面上就会出现局部低电阻率异常区。

从邻近井田钻孔电测井资料分析，从地表到11号煤层，正常地层的电阻率是依次继增的，当岩层富水时，其电阻率会降低，和围岩相比较形成低阻反映。

为以导电性差异、电性感应差异作前提的瞬变电磁法探测技术的运用提供了良好的地球物理前提。

本区含煤地层为二叠系、石炭系地层，煤层、围岩、富水区与导水通道的电阻率差异明显，具有良好的瞬变电磁法勘探地质条件。

四．矿井瞬变电磁工作仪器

现场仪器使用的为武汉地大华睿地学技术有限公司生产的TEMHZ75矿用瞬变电磁仪+TEMJF50实现。

这套矿用瞬变电磁仪对低阻充水破碎带反映特别灵敏、体积效应小、纵横向分辨率高，且施工快捷、效率高等优点，既可以用于煤矿掘进头前方，也可以用于巷道侧帮、煤层顶、底板等探测，为煤矿企业在生产过程中水患和导水构造的超前预测预报提供技术手段。

通过多次脉冲激发场的重复测量叠加和空间域多次覆盖技术的应用提高信噪比，应用于煤矿井下水害超前预报使用，有效勘探深度能达到200米。

图1TEMHZ75型矿井瞬变电磁仪实物图

图2仪器技术参数

五、工作布置与工作量、技术措施及质量评述

1．本次矿井瞬变电磁法勘探试验施工布置与工作量，沿11701上瓦斯抽放巷迎头超前探测，布置测线3条，通过在掘进头移动发射接收线圈，形成3条超前探测的实测剖面。

如图所示：

图3井下施工线框摆放角度示意

2．施工技术措施，矿井瞬变电磁法勘探装置类型采用重叠回线组合装置，边长1.5m的激发和接收正方形线圈，激发线圈匝数4匝，接收线圈匝数40匝。

供电电流档为50A，供电脉宽10ms，采样率16µS。

每个测点至少采用30次叠加方式提高信噪比，确保了原始数据的可靠性。

3．质量评述本次矿井瞬变电磁法勘探试验数据采集，严格按《瞬变电磁法技术规程》《电阻率测深法技术规程》执行，并通过多次叠加，提高信噪比等方法，保证了本次试验的数据采集，从而保证了施工质量。

六﹑矿井瞬变电磁法勘探资料处理与解释

1．11701上瓦斯抽放巷（开门处）超前探资料解释

1）．11701上瓦斯抽放巷掘进头等视电阻率扇形剖面图45°斜向上资料解释

图411701上瓦斯抽放巷掘进头等视电阻率扇形剖面图45°斜向上

图4为11701上瓦斯抽放巷掘进头前方，45º斜向上等视电阻率探测扇形剖面，图中蓝色区域为低阻异常区，共获得低阻异常区4处，为1#...4#低阻异常区。

资料解释：

1、1-2#号异常区为于掘进头35°—90°夹角左方向之间，30m—100m处。

2、3-4#号异常区为于掘进头0°—90°夹角右方向之间，80m—100m处。

2）．11701上瓦斯抽放巷（开门处）等视电阻率扇形剖面图（顺层）资料解释

图511701上瓦斯抽放巷掘进头等视电阻率扇形剖面图（顺层）

图5为11701上瓦斯抽放巷掘进头前方，顺层方向等视电阻率探测扇形剖面，图中蓝色区域为低阻异常区，共获得低阻异常区3处，为1#-3#低阻异常区。

资料解释：

1、1#号异常区为于掘进头20°—60°夹角左方向之间，20m—100m处。

2、2#号异常区为于掘进头60°—90°夹角左方向之间，90m—100m处。

3、3#号异常区为于掘进头25°—80°夹角右方向之间，40m—90m处。

3）．11701上瓦斯抽放巷（开门处）等视电阻率扇形剖面图45°斜向下资料解释

图611701上瓦斯抽放巷掘进头等视电阻率扇形剖面图45°斜向下

图6为11701上瓦斯抽放巷掘进头前方，45°斜向下等视电阻率探测扇形剖面，图中蓝色区域为低阻异常区，共获得低阻异常区3处，为1#-3#低阻异常区。

资料解释：

1、1#号异常区为于掘进头0°—60°夹角左方向之间，75m—100m处。

2、2#号异常区为于掘进头60°—90°夹角左方向之间，60m—80m处。

3、3#号异常区为于掘进头0°—25°夹角右方向之间，85m—100m处。

七、建议

1．上图圈定的区域的低阻异常区，地质推断结果有待矿方验证，以便制定合理的施工掘进方案，避免造成意外水害事故。

2．本次矿井瞬变电磁法勘探工作由于准备和施工时间紧促，对本矿的地质情况了解有限，工作中难免会存在一些不足，在此请矿方谅解。

3、建议矿方坚持“物探先行，钻探检验”的原则，按要求做好探放水工作。

贵州万海隆矿业集团有限公司

矿井灾害防治技术实验室