矿井瞬变电磁法小线圈装置的电磁场响应特征研究

研究小尺寸且方便在井下安装的瞬变电磁法探测装置,可为掘进巷道随掘随探和预报水害提供新思路。基于全空间瞬变电磁理论,采用三维时域有限元法进行数值模拟,探讨了小线圈激励获得的二次场响应特征和磁芯线圈接收的瞬变电磁响应特征。构建巷道掘进工作面前方含水断层地质-地球物理模型,研究了小线圈装置对含水断层的瞬变电磁响应特征,对比分析小线圈与常规线圈超前探测的效果差异。研究表明：小回线源激励产生的感应电动势衰减规律与常规发射线框对应的感应电动势随时间变化规律相同,磁芯线圈能有效地提高感应信号强度;小线圈装置与常规线圈装置探测应用效果良好,可以有效解释低阻区分布范围,探测结果与巷道掘进验证结果吻合。结合井下现场试验,验证了小线圈装置应用于矿井瞬变电磁法超前探测的适用性和有效性。     

煤矿采空区瞬变电磁超前探测波场成像研究

常规井下瞬变电磁超前探测技术存在体积效应,仅能确定富水采空区的方位,难以对其边界进行精确探测,为了查明朝阳煤矿9101巷道掘进前方的采空区及其富水情况,基于矿井瞬变电磁超前探测方法,采用瞬变电磁超前探测波场成像技术进行处理,结果表明,同传统全空间数据处理视电阻率结果相比,瞬变电磁超前探测波场成像技术能够确定采空区富水边界位置,波场曲线幅值同含水采空区出水位置对应较好,采空区的富水边界位置同全空间波场成像结果更为吻合。     

不同煤层掘进工作面瞬变电磁法探测应用研究

煤矿井下瞬变电磁法成为煤矿井下超前探测工作的重要手段,在矿井水害预测预报上发挥着很大的作用。随着矿井上组煤层资源的逐渐枯竭,煤矿开采资源逐渐延伸向下组煤层。同一井田范围内同煤层及其顶底板的岩性特征一般相差不大,瞬变电磁法在同煤层施工过程中接收到的物理背景场较为接近;而不同煤层及其顶底板岩性特征通常会有较大的差别,瞬变电磁法在不同煤层施工过程中会接收到差别较大的物理背景场。当矿井存在多煤层开采时,通过大量数据研究瞬变电磁法在不同煤层巷道探测中的响应特征规律,分析并掌握不同煤层条件对瞬变电磁法探测结果的影响,能够提高瞬变电磁法在多煤层探测成果的准确性。     

瞬变电磁法在长平煤矿构造探测中的应用

为探查长平煤矿巷道掘进中的隐伏构造,防止突水事件,基于矿井瞬变电磁法全空间"烟圈效应"理论,根据现场巷道地质情况,优化井下巷道顶底板的探测方向和角度,设计了超前探测方案,初步判断巷道前方存在隐伏含水构造异常区,通过对异常区进行超前钻探验证,确定掘进巷道前方存在陷落柱。实践表明,探查结果与巷道实际揭露情况基本吻合,肯定了瞬变电磁法在矿井含水构造探查应用中的有效性和实用性。     

磁感应探头在煤矿井下超前探测中的应用

首先对矿井瞬变电磁法的理论和磁感应探头的硬件结构进行了介绍。同时,利用磁感应探头和接收线圈,分别对同煤集团四台煤矿的414水仓和81025侧帮分别进行了超前探测验证试验。结果表明:采用磁感应探头代替传统的接收线圈不仅具有可行性,而且可以达到与传统接收线圈的相同的测试效果。由于磁探头结构具有体积小、质量轻及便携式等特点,在煤矿井下超前探测中具有广泛的潜在应用。     

基于磁探头的煤矿井下水害探测及抗干扰技术研究

在煤矿井下水害超前探测过程中,由于巷道内存在大量的金属低阻体,严重影响瞬变电磁法探测结果。采用磁探头代替传统的接收线圈,并将其内置于工作面孔中,可有效地减小巷道内金属低阻体对接收信号的干扰。通过在大同煤矿四台矿井下实验表明:该方法不但能够有效地降低金属低阻体产生的干扰,而且还提高了探测结果的准确性,为煤矿井下水害超前探测提供了新方法。     

矿井瞬变电磁全空间多匝小回线超前探水

介绍了矿井瞬变电磁法全空间探测的基本原理,分析了其在水害超前探测中的地质效果、井下干扰影响因素以及多匝小回线工作装置参数设计,实现围岩与采空区的富水异常区探测,巷道超前隐伏导含水构造预测及含水陷落柱勘查等。现场应用表明:对物探圈定的疑似低阻异常区域经钻探验证,钻探结果与物探判断一致,说明瞬变电磁法地质解释成果准确可靠,可为矿井防治水工作提供有效的技术支持。     

煤矿井下瞬变电磁超前探勘查效果

介绍了瞬变电磁法(TEM)井下超前探测的原理、工作方法及在井下掘进前方勘查水文地质条件变化情况的应用效果,结论表明,瞬变电磁法井下超前探测为矿井建设及工作面安全生产提供了依据,方法有效,勘查效果良好。     

矿井瞬变电磁法在煤矿中的探测方法及异常特征分析

基于矿井瞬变电磁原理,分析了固定平移法、转换角度法、综合法等矿井瞬变电磁探测工作方法及其适用范围。通过实例研究了断层裂隙水、充水陷落柱、采空区积水、导水裂缝带等矿井瞬变电磁探测异常特征,结果表明:矿井瞬变电磁对各个含水异常体的反应较为明显,且呈现出不同的异常特征。通过矿区井下含水构造实地探测和井下巷道超前探测跟踪试验,研究了瞬变电磁探测的准确率,统计得出矿井瞬变电磁整体探测成功率约为86.2%,是井下比较实用的探测水害的物探方法。     

深部采场突水构造矿井瞬变电磁法探查理论及应用

在分析深部采场水文地质特征基础上，采用矿井瞬变电磁探查技术查明深部采场突水构造位置.根据井下巷道的实际应用条件，将瞬变电磁技术应用到井下巷道内进行探测，开发了采用非接触式、多匝数和小回线（边长2 m左右）井下测量装置; 根据瞬变电磁场“烟圈效应”理论，推导出全空间瞬变电磁视电阻率计算公式和由视电阻率-时间曲线计算视电阻率-深度曲线的数学模型，对矿井瞬变电磁探查技术进行了研究;研究出应用于井下探测巷道周围空间不同位置、不同形态突水构造瞬变电磁探测装置、探查技术及资料处理和解释方法.采用矿井瞬变电磁法在多个矿井探测深部采场突水构造进行了实际应用，通过井下注浆或疏放降压钻孔验证，该方法探查深部采场突水构造位置是非常有效的矿井地球物理方法之一.