YCS160本安型瞬變電磁儀井下培訓(xùn)教程版本1

1、YCS160本安型瞬變電磁儀培訓(xùn)教程一 YCS160儀器使用部分1 準(zhǔn)備工作正常超前探測建議4-5人一組，首先2-3人負(fù)責(zé)綁線圈，借助兩根2m長桿子，將線圈支成2m*2m的正方形，線圈盡可能不要纏繞，并行形式綁在桿子上；1人接線，注意分清楚發(fā)射、接收線圈，勿接反，紅色粗線為發(fā)射線圈，藍(lán)色細(xì)線為接收線圈；1人記錄現(xiàn)場施工情況，主要包括：測量日期，探測巷道名稱，文件名稱，巷道支護(hù)條件，迎頭位置，探測角度設(shè)計方案，探測順序（從左至右，先底板、后順層、再頂板），是否有大型鐵器影響因素及是否有出水情況等。備注：若有掘進(jìn)機(jī)需要后退5m以上，如果不便退一定距離，建議免去迎頭后退5m兩個測點的探測；扒矸機(jī)的扒

2、斗、水泵、鉆機(jī)等鐵器建議后退5m以上；對于支護(hù)的錨網(wǎng)、錨桿不便移動，采集時線圈盡量避開，不要接觸即可。在工作面內(nèi)探測一定距離時，若遇到有鐵軌、皮帶支架、U型或工字鋼支護(hù)、火車廂、電器開關(guān)等大型鐵器時，可采用測點前后移動、抬高線圈等方式避開鐵器，如果不行，需要詳細(xì)記錄。2 開機(jī)采集數(shù)據(jù)21開機(jī)檢測按下【開機(jī)鍵】自動啟動，待進(jìn)入啟動界面，將發(fā)射、接收線連接完畢后，首先點擊界面【新建】，給要采集的數(shù)據(jù)輸入文件名，建議根據(jù)巷道名稱及探測次數(shù)命名，彈出工區(qū)參數(shù)，無需變動，點擊【儀器參數(shù)】，確保線圈裝置類型為重疊回線，時間序列為中時間序列，時間脈寬建議選擇：20ms，疊加次數(shù)選擇：64，可以根據(jù)探測效果進(jìn)

3、行人為調(diào)整，發(fā)射線圈：2m*2m*32匝，接收線圈：2m*2m*60匝，點擊【確認(rèn)】。點擊右側(cè)【采集】，然后點擊【檢測】，再點擊彈出界面左側(cè)【測試】，正常顯示電壓為8V，電流2.8A，發(fā)射電阻3.2歐姆，接收電阻11歐姆，如果發(fā)射電阻或接收電阻偏高，建議接頭位置剪斷重新對接，若無法解決需考慮是否為電線出現(xiàn)局部破裂，無法查找需要更換線圈。22采集數(shù)據(jù)完成開機(jī)檢測后，若正常無誤可進(jìn)行下一步數(shù)據(jù)采集工作。根據(jù)設(shè)計好的探測角度，2-3人負(fù)責(zé)擺放線圈，1人完成采集工作。點擊【采集】，進(jìn)入系統(tǒng)自動采集階段，此時線圈保持穩(wěn)定，切勿隨意晃動；然后點擊【保存】，完成數(shù)據(jù)保存工作；下一步再點【采集】，重復(fù)進(jìn)行上述

4、操作即可，直至完成設(shè)計測點數(shù)據(jù)采集工作。若采集數(shù)據(jù)曲線尾支有跳動，建議不要保存，再次點擊【采集】，再次進(jìn)行疊加采集數(shù)據(jù)，壓制尾支噪聲影響，若曲線受噪聲影響跳動較大，建議點擊【重采】重新采集數(shù)據(jù)。若采集過程中發(fā)現(xiàn)已保存采集的數(shù)據(jù)中某一點需要重新采集，進(jìn)入采集界面，屏幕左下角+X/Y，點擊【】，調(diào)整X值使其變?yōu)樾枰匦虏杉南鄳?yīng)點號，然后點擊【采集】，【保存】即可完成對需要調(diào)整數(shù)據(jù)的重新采集，完成后，后自動變?yōu)橐淹瓿蔂顟B(tài)（+為增加X數(shù)值，為減小Y數(shù)值，Y為已保存數(shù)據(jù)個數(shù)，X下一步采集數(shù)據(jù)個數(shù)，默認(rèn)情況下XY=1）。完成數(shù)據(jù)采集后，關(guān)機(jī)即可。3 數(shù)據(jù)導(dǎo)出完成數(shù)據(jù)采集后，回到地面，將數(shù)據(jù)導(dǎo)出。開機(jī)儀器

5、，連接上數(shù)據(jù)線，然后接上U盤，點擊【導(dǎo)出】，選擇相應(yīng)文件后在后面打勾，然后點擊【導(dǎo)出】即可。4 探測角度設(shè)計41迎頭超前探1）、探測點設(shè)計：如下圖所示，一般布置16個探測點（1和16探測點距迎頭5m），按順時針方向（116號探測點）探測。（特殊情況根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境來增加或減少探測點）0°0°0°0°15°15°30°30°45°45°60°60°75°75°90°90°12345678910111213141516巷道迎頭位置2）、探測方向

6、設(shè)計：如下圖所示，每個探測點一般布置三個探測方向，分別探測底板（b）、順層（a）、頂板（ c）。（特殊情況根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境而設(shè)計）。3）若巖層傾角為，對于頂板、順層、底板的探測角度需要做出相應(yīng)調(diào)整，即為：，和，確保線圈法線方向始終與巖層呈45°、90°和135°（特殊情況根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境而設(shè)計）。4）注意事項：盡量減少施工現(xiàn)場的鐵器，設(shè)備，聲音干擾。如掘進(jìn)機(jī)、耙矸機(jī)、水泵等。有不可排除的鐵器干擾時需詳細(xì)記錄。1）、探測點設(shè)計：根據(jù)需要探測的位置和長度來設(shè)計，一般每隔5m或10m布置一個探測點（探測點越多，數(shù)據(jù)更精確）。2）探測方向設(shè)計：根據(jù)需要探測范圍和探測目的，結(jié)合探測

7、能力（即探測深度）來設(shè)計探測角度。比如需要探測工作面底板和順層，可以設(shè)計探測方向如下圖所示。3）注意事項：線圈盡量貼近巷道側(cè)幫，如有鉆場，可避開。盡量減少或避開施工現(xiàn)場的鐵器，設(shè)備，聲音干擾，如避開巷道內(nèi)的小火車、成堆的鐵器等。有不可排除的鐵器干擾時需詳細(xì)記錄。1）、探測點設(shè)計：根據(jù)需要探測的位置和長度來設(shè)計，一般每隔5m或10m布置一個探測點（探測點越多，數(shù)據(jù)更精確）。2）探測方向設(shè)計：線圈平行于底板，垂直向底板探測，也可根據(jù)實際探測需要調(diào)整探測角度或增加探測角度。3）注意事項：線圈盡量貼近底板，如果底板有鐵軌，線圈需離鐵軌1020cm。盡量減少或避開施工現(xiàn)場的鐵器，設(shè)備，聲音干擾。如避開巷

8、道內(nèi)的小火車、成堆的鐵器等。有不可排除的鐵器干擾時需詳細(xì)記錄。1）、探測點設(shè)計：根據(jù)需要探測的位置和長度來設(shè)計，一般每隔5m或10m布置一個探測點（探測點越多，數(shù)據(jù)更精確）。2）探測方向設(shè)計：常規(guī)線圈平面與巷道夾角15°，線圈平面與巷道夾角30°。3）注意事項：線圈盡量貼近底板，如果底板有鐵軌，線圈需離鐵軌1020cm。量減少或避開施工現(xiàn)場的鐵器，設(shè)備，聲音干擾。如避開巷道內(nèi)的小火車、成堆的鐵器等。有不可排除的鐵器干擾時需詳細(xì)記錄。1）、探測點設(shè)計：根據(jù)需要探測的位置和長度來設(shè)計，一般每隔5m或10m布置一個探測點（探測點越多，數(shù)據(jù)更精確）。2）探測方向設(shè)計：線圈平行于頂板

9、，垂直向頂板探測，也可根據(jù)實際探測需要調(diào)整探測角度或增加探測角度。如下圖所示3）注意事項：線圈盡量貼近頂板，使線圈離頂板距離保持在1m以內(nèi)。盡量減少或避開施工現(xiàn)場的鐵器，設(shè)備，聲音干擾。如避開巷道內(nèi)的小火車、成堆的鐵器等。有不可排除的鐵器干擾時需詳細(xì)記錄。二 中國礦業(yè)大學(xué)礦井瞬變電磁法數(shù)據(jù)軟件處理流程1、數(shù)據(jù)存儲：瞬變電磁儀導(dǎo)出的原始文件復(fù)制到電腦（要新建一個文件夾，通常在桌面上）。2、數(shù)據(jù)預(yù)處理：打開軟件，點擊窗口右側(cè)的【數(shù)據(jù)預(yù)處理】命令，導(dǎo)入桌面的原始文件，直接點【執(zhí)行】命令。當(dāng)出現(xiàn)【數(shù)據(jù)預(yù)處理完畢】窗口時,點確定然后點【返回】命令。3、斷面文件：點擊窗口右側(cè)的【斷面文件】命令，瀏覽目錄，

10、找到文件原始文件夾，命名斷面文件（底板1x、順層1s，頂板1d）然后保存在原始文件夾中，修改設(shè)置參數(shù)，根據(jù)測量點數(shù)，提取三分之一（比如測點16個，會產(chǎn)生48個數(shù)據(jù)，提取其中的16個）測點間距根據(jù)測量點的距離實際填寫（迎頭的超前探測選擇5m），時間窗口選擇根據(jù)下面?zhèn)渥⑻崾痉椒ㄌ顚懀ǔＲ?guī)起始窗口選擇26-33左右，終止窗口77），再執(zhí)行產(chǎn)生底板斷面文件，斷面文件自動生成1x；然后將【保存的斷面文件】命令1x修改成1s，提取的點數(shù)不變，起始點由1改成2 ，間隔點數(shù)3保持不變，再點擊執(zhí)行命令；然后將【保存的斷面文件】命令后的1s變成1d，提取的點數(shù)不變，起始點由2變成3，其他的都不變，點擊【執(zhí)行】命令

11、。最后點擊【返回】命令。備注：在生成斷面文件前，點擊軟件右側(cè)的選擇命令中【剖面圖繪制】，打開Grapher軟件，點擊窗口左上側(cè)的【Graph】命令中子命令【New Graph】，選擇【Line/symbol graph】命令，選擇預(yù)處理后生成的電阻率文件（如R1），彈出Line/symbol Plot對話框，其中Line Plot子命令中單擊X axis和Y axis將axis sclae均改為Log（base 10），點擊【確認(rèn)】即可。通過觀察曲線尾支情況，曲線在1ms-2ms范圍會出現(xiàn)拐點，拐點即作為起始點，同時可以使用surfer軟件打開（R1），查看具體數(shù)據(jù)確定拐點對應(yīng)窗口數(shù)；指導(dǎo)生成

12、斷面文件時選擇合理終止窗口（雙擊x軸，在出現(xiàn)的新窗口上選擇右下角的【Grid Lines】命令，出現(xiàn)Grid Lines窗口，在這個窗口內(nèi)將【At major tio】,【 At minor tio】,【Show worksheet grid 1】全部選中后點擊【ok】命令）。4、時深轉(zhuǎn)換：點擊窗口右側(cè)的【打開斷面文件】命令,打開上一步保存的斷面文件1x，選擇轉(zhuǎn)換起始點，原則為：視電阻率盡量最小，變化較平緩。發(fā)射面積改為實際發(fā)射面積128，需要輸入轉(zhuǎn)換起始點位置與個數(shù)（位置橫坐標(biāo)0-40，0相當(dāng)于是第一個點5第二個點，10第三個點.）選擇好起始點與個數(shù)后，然后點擊【深度斷面文件】命令命名為1x

13、h執(zhí)行后保存,對1s,1d進(jìn)行同樣的操作。備注：進(jìn)行該步操作前，需要完成兩項任務(wù)，（1）檢查每個測點數(shù)據(jù)尾支質(zhì)量，保證均勻變化，避免出現(xiàn)突變點；（2）選擇合適轉(zhuǎn)換起始點，原則為視電阻率盡量最小，變化較平緩?？梢酝ㄟ^觀看原始數(shù)據(jù)或者畫出相應(yīng)斷面圖，從圖中觀察選擇。5、深度校正：點擊窗口右側(cè)的【深度校正】命令，打開上一步保存的深度斷面文件1xh，修改參數(shù)的起始和終止系數(shù)（該系數(shù)探測系數(shù)常規(guī)設(shè)置為-1，如果關(guān)斷時間為0.7ms左右選擇0.3，1ms左右選擇0.4，2ms左右選擇0.5；終止系數(shù)選擇1，對應(yīng)約125m），命名深度校正之后的深度斷面文件名1xh1，執(zhí)行后自動保存了。對1sh,1dh進(jìn)行同

14、樣的操作。6、斷面圖的繪制：點擊窗口右側(cè)的【斷面圖繪制】命令，在surfer軟件上面的一排命令中選取【網(wǎng)格】命令下的【數(shù)據(jù)】子命令,打開原始文件依次選擇1dh1.dat,會出現(xiàn)一個對話框在網(wǎng)格化方法（M）一欄下選擇克里格，間距一欄下面X方向修改成5，Y方向修改成6。其余的選擇不變，點擊【確認(rèn)】。的方法與相同。然后選擇【地圖】命令，選擇【等值線圖】子命令下面的【新建等值線圖】點擊1dh1.grd 生成相應(yīng)頂板經(jīng)校正的視電阻率斷面圖，雙擊該圖出現(xiàn)一對話框在平滑一欄中選擇中等程度然后點擊【應(yīng)用】，再點擊最上邊【等級】命令而后下面出現(xiàn)一排子命令選擇【標(biāo)注】將標(biāo)注到邊界距離后的改成，將跳過后的4改為0然

15、后點擊【確認(rèn)】再點擊【應(yīng)用】。在【填充 】命令下，每個數(shù)據(jù)后的黑色條格雙擊，出現(xiàn)一對話框，在背景一欄中選擇色彩(低阻值用淺色，高阻值用紅色)。修改方法與一樣。7、超前探測：點擊窗口右側(cè)的【超前探測】命令，在文件類型欄中選擇【深度-視電阻率文件】，在設(shè)置參數(shù)欄的巷道寬度中填寫實際巷道寬度（通常填寫5），然后點擊左上角的【瀏覽】讀取深度校正后的數(shù)據(jù)，如，在測點數(shù)據(jù)加載欄中按實際測量順序選擇（如果有一個點錯了一定點擊左下角的【清空】重新選擇），選擇完后點擊左側(cè)【保存】，如保存成。8、內(nèi)白化：選擇右側(cè)【白化】，選擇【瀏覽】按鈕，讀取經(jīng)過超前探測處理后的數(shù)據(jù)，例如：，選擇【內(nèi)白化】按鈕，生成bln格式文

16、件，彈出對話框，命名111保存即可。9、扇形圖繪制：返回到主界面，點擊右側(cè)的【斷面圖繪制】打開surfer軟件，在surfer軟件上面的一排命令中選取【網(wǎng)格】命令下的【數(shù)據(jù)】子命令,打開原始文件依次選擇1xh11.dat,會出現(xiàn)一個對話框在網(wǎng)格化方法（M）一欄下選擇【自然鄰點法】，網(wǎng)格線索幾何學(xué)中間距一欄下面X方向選擇2，Y方向選擇2，其余的選擇不變，點擊【確認(rèn)】。其余兩個探測方向數(shù)據(jù)即的方法與相同。然后選取【網(wǎng)格】命令下的【白化】子命令,打開【超前探測】生成的數(shù)據(jù)，彈出bln格式對話框，選中上一步生成的格式文件，重新生成一組數(shù)據(jù)命名為數(shù)據(jù)，保存即可。然后選擇【地圖】命令，選擇【等值線圖】子命

17、令下面的【新建等值線圖】點擊1xh1s.grd 生成相應(yīng)頂板經(jīng)校正的視電阻率超前探測圖，雙擊該圖出現(xiàn)Map屬性對話框，【常規(guī)】中在子命令【平滑】一欄中選擇中等程度然后點擊【應(yīng)用】，再點擊最上邊【等級】命令而后下面出現(xiàn)一排子命令再選擇【等級】調(diào)整合適的電阻率值范圍，做到較精確反應(yīng)出低阻范圍，然后點擊【應(yīng)用】；點擊【標(biāo)注】將標(biāo)注到邊界距離后的改成，將跳過后的4改為0然后點擊【確認(rèn)】，再點擊【應(yīng)用】。在【填充】命令下，每個數(shù)據(jù)后的黑色條格雙擊，出現(xiàn)對話框，在背景一欄中選擇色彩(低阻值用淺色，高阻值用紅色，保持從藍(lán)、綠、黃志紅色漸變)。9、 張貼圖：扇形圖上方覆蓋張貼圖，更直觀反映測點數(shù)據(jù)情況。左su

18、rfer軟件左上角的命令中選取【地圖】下面的【新建張貼圖】在出現(xiàn)的對話框中選擇1xh1s，會生成一張貼圖，雙擊張貼圖左側(cè)，彈出.：Map屬性界面，【常規(guī)】中【標(biāo)注】不顯示，【刻度】中【主刻度】選擇無，張貼圖上、下、右側(cè)調(diào)整方式同左側(cè)一致。雙擊張貼圖，彈出：Map屬性，調(diào)整【標(biāo)注】選擇相應(yīng)測點標(biāo)注圖列，修改大小適中，點擊【應(yīng)用】；點擊【比列】調(diào)整比例尺同扇形圖1xh1s相同即可。將張貼圖移動與扇形圖相互完整即可形成一幅完整的超前探測視電阻率扇形圖。修改方法與一樣。備注：如需要調(diào)整數(shù)據(jù)，用surfer軟件打開相應(yīng)后綴名dat格式數(shù)據(jù)即可。打開深度校正后文件，選擇需要轉(zhuǎn)換的B列，點【數(shù)據(jù)】-【變換】

19、，手動輸入變換公式B=-B，保證后續(xù)的扇形圖中數(shù)據(jù)為正值。三 礦井順便電磁報告提交模板：XXXXX煤礦礦井瞬變電磁法超前探查報告XXXXXXXX有限責(zé)任公司2012年X月X日1. 前言注意介紹探測目的、施工時間，完成日期。如果斷層含（導(dǎo)）水，巷道繼續(xù)掘進(jìn)揭露斷層時，將可能影響巷道的正常掘進(jìn)。因此，在巷道揭露斷層之前，采用礦井瞬變電磁法探查技術(shù)XXX位置進(jìn)行超前探查，同時在左側(cè)幫進(jìn)行探查，查明斷層富水性，為巷道掘進(jìn)防治水工作提供技術(shù)資料。于2012年5月13日上午進(jìn)行礦井瞬變電磁法探查，5月14日完成資料處理和解釋工作，并提交勘探成果報告。2. 地質(zhì)地球物理特征 該部分主要介紹地質(zhì)地球物理特征，

20、可以根據(jù)個任務(wù)不同，完善探測任務(wù)的地質(zhì)說明部分。從電性上分析不同地層的電性分布規(guī)律為：煤層電阻率值相對較高，砂巖次之，粘土巖類最低。由于煤系地層的沉積序列比較清晰，在原生地層狀態(tài)下，其導(dǎo)電性特征在縱向上固定的變化規(guī)律，而在橫向上相對比較均一。當(dāng)存在構(gòu)造破碎帶時，如果構(gòu)造不含水，則其導(dǎo)電性較差，局部電阻率值增高; 如果構(gòu)造含水，由于其導(dǎo)電性好，相當(dāng)于存在局部低電阻率值地質(zhì)體。綜上所述，當(dāng)斷層、裂隙和陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育時，無論其含水與否，都將打破地層電性在縱向和橫向上的變化規(guī)律。這種變化規(guī)律的存在，為以巖石導(dǎo)電性差異為物理基礎(chǔ)的礦井瞬變電磁法探測提供了良好的地質(zhì)條件。3礦井瞬變電磁法基本理論瞬變

21、電磁法或稱時間域電磁法(Time domain electromagnetic methods)，簡稱TEM，它是利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)射一次脈沖電磁場，在一次脈沖電磁場間歇期間，利用不接地線圈或接地電極觀測二次渦流場的方法。其基本工作方法是：于井下設(shè)置通以一定波形電流的發(fā)射線圈，從而在其周圍空間產(chǎn)生一次磁場，并在地下導(dǎo)電巖礦體中產(chǎn)生感應(yīng)電流。斷電后，感應(yīng)電流由于熱損耗而隨時間衰減。衰減過程一般分為早、中和晚期。早期的電磁場相當(dāng)于頻率域中的高頻成分，衰減快，趨膚深度小; 而晚期成分則相當(dāng)于頻率域中的低頻成分，衰減慢，趨膚深度大。通過測量斷電后各個時間段的二次場隨時間變化規(guī)律，可得到不

22、同深度的地電特征。3.1基本原理在導(dǎo)電率為、導(dǎo)磁率為的均勻各向同性大地表面鋪設(shè)面積為S的矩形發(fā)射回線，在回線中供以階躍脈沖電流，其中： （1）圖3-1 瞬變電磁法工作原理示意圖在電流斷開之前，發(fā)射電流在回線周圍的大地和空間中建立起一個穩(wěn)定的磁場（如圖3-1所示）。在t=0時刻，將電流突然斷開，由該電流產(chǎn)生的磁場也立即消失。一次磁場的這一劇烈變化通過空氣和地下導(dǎo)電介質(zhì)傳至回線周圍的大地中，并在大地中激發(fā)出感應(yīng)電流以維持發(fā)射電流斷開之前存在的磁場，使空間的磁場不會即刻消失。由于介質(zhì)的熱損耗，直到將磁場能量消耗完畢為止（見圖3-2）。由于電磁場在空氣中傳播的速度比在導(dǎo)電介質(zhì)中傳播的速度大得多，當(dāng)一次

23、電流斷開時，一次磁場的劇烈變化首先傳播到發(fā)射回線周圍地表各點，因此，最初激發(fā)的感應(yīng)電流局限于地表。地表各處感應(yīng)電流的分布也是不均勻的，在緊靠發(fā)射回線一次磁場最強(qiáng)的地表處感應(yīng)電流最強(qiáng)。隨著時間的推移，地下的感應(yīng)電流便逐漸向下、向外圖3-2 瞬變電磁法感應(yīng)電磁場轉(zhuǎn)換原理示意圖擴(kuò)散，其強(qiáng)度逐漸減弱，分布趨于均勻。研究結(jié)果表明，任一時刻地下渦旋電流在地表產(chǎn)生的磁場可以等效為一個水平環(huán)狀線電流的磁場。在發(fā)射電流剛關(guān)斷時，該環(huán)狀線電流緊挨發(fā)射回線，與發(fā)射回線具有相同的形狀。隨著時間推移，該電流環(huán)向下、向外擴(kuò)散，并逐漸變形為圓電流環(huán)。等效電流環(huán)象從發(fā)射回線中“吹”出來的一系列“煙圈”，因此，人們將地下渦旋電

24、流向下、向外擴(kuò)散的過程形象地稱為“煙圈效應(yīng)”（如圖3-3所示）。圖3-3 瞬變電磁場的煙圈效應(yīng)“煙圈”的半徑r、深度d的表達(dá)式分別為： （2） （3）式中a為發(fā)射線圈半徑，。當(dāng)發(fā)射線圈半徑相對于“煙圈”半徑很小時，可得，故“煙圈”將沿47度傾斜錐面擴(kuò)散（圖3-3），其向下傳播的速度為： （4）從“煙圈效應(yīng)”的觀點看，早期瞬變電磁場是由近地表的感應(yīng)電流產(chǎn)生的，反映淺部電性分布；晚期瞬變電磁場隨時間的變化規(guī)律，可以探測大地電性的垂向變化。3.2 礦井瞬變電磁法礦井瞬變電磁法與地面瞬變電磁法一樣,采用儀器和測量數(shù)據(jù)的各種裝置形式和時間窗口也相同。由于礦井瞬變電磁法勘探環(huán)境的限制,測量線圈大小有限,其

25、勘探深度不如地面深,一般深度在100m 左右。地面瞬變電磁法為半空間瞬變響應(yīng),這種瞬變響應(yīng)來自于地表以下半空間地層；而礦井瞬變電磁法為全空間瞬變響應(yīng),這種瞬變響應(yīng)是來自于回線平面上下(或兩側(cè)) 地層,對確定異常體的位置帶來困難。實際資料解釋中,必須結(jié)合具體地質(zhì)和水文地質(zhì)情況綜合分析?？偨Y(jié)起來，礦井瞬變電磁法與地面瞬變電磁法相比具有以下幾個方面的特點：1）由于井下測量環(huán)境不同與地表，不可能采用地表測量時的大線圈（邊長大于50m）裝置，只能采用邊長小于3m的多匝小線框，因此與地面瞬變電磁法相比具有數(shù)據(jù)采集工作量小，測量設(shè)備輕便，工作效率高，成本低等優(yōu)點；2）由于采用小線圈測量，點距更密（一般為21

26、0m），降低體積效應(yīng)的影響，提高勘探分辨率，特別是橫向分辨率；3）井下測量裝置距離異常體更近，大大提高測量信號的信噪比，實際測量結(jié)果說明，井下測量信號的強(qiáng)度比地面同樣有效面積的相同裝置測量的信號強(qiáng)10100倍。井下的干擾信號相對有用信號近似等于零（大于30ms時間段），而地面測量信號在衰減到一定時間段（一般小于15ms）就被干擾信號覆蓋，無法識別有用異常信號；4）地面瞬變電磁法勘探一般只能將線圈平置于地面測量，而井下瞬變電磁法可以將線圈置于巷道底板測量，探測巷道底板下一定深度內(nèi)含水異常體垂向和橫向發(fā)育規(guī)律，也可以將線圈直立于巷道內(nèi)，當(dāng)線圈面平行巷道掘進(jìn)前方，可進(jìn)行超前探測；當(dāng)線圈面平行于巷道側(cè)

27、面煤層，可探測工作面內(nèi)和頂、底板一定范圍內(nèi)含水低阻異常體的發(fā)育規(guī)律；5）由于瞬變電磁法關(guān)斷時間的影響，與其它物探方法相比，無法探測到更淺部的異常體（淺部20m左右）。同時對于其他礦井物探方法無法施工的巷道（巷道長度有限或巷道掘進(jìn)迎頭超前探測等），可采用測量裝置小、輕便的礦井瞬變電磁法探測；6）礦井瞬變電磁法勘探從數(shù)據(jù)采集、資料處理、成圖和定量解釋工作均可在微機(jī)上實現(xiàn)，無須手工作業(yè)，因此，礦井瞬變電磁法勘探是一高自動化程度的勘探系統(tǒng)。 YCS160礦用本安型瞬變電磁儀主要性能指標(biāo)本次礦井瞬變電磁法探查儀器為飛翼股份有限公司最新生產(chǎn)的YCS160礦用本安型瞬變電磁儀（如圖3-4所示）。該儀器具有以

28、下技術(shù)特點：1）體積小、重量輕、攜帶方便 （1）主機(jī)集接收和發(fā)射功能于一體，結(jié)構(gòu)緊湊； （2）設(shè)計集成度高，體積小、重量輕； （3）便攜式，攜帶、操作方便。2）精度高、性能強(qiáng)、智能機(jī) （1）精度達(dá)到進(jìn)口儀器技術(shù)水平，超越國內(nèi)同類產(chǎn)品技術(shù)水平；（2）具有良好的抗震、防潮、防塵性能； （3）高速采樣技術(shù)，快捷、精確； （4）人機(jī)交互界面，觸摸顯示、智能型。3）安全、高效 （1）本質(zhì)安全型防爆型式，安全性能好； （2）采用不接地回線裝置，勘探操作及解釋處理效率高。根據(jù)本次探查任務(wù)的要求和巷道條件的實際情況，采用2m×2m的多匝數(shù)矩形回線裝置進(jìn)行測量。根據(jù)勘探任務(wù)要求，采用多匝數(shù)線框，將線框

29、直立于巷道，并靠近探查異常所在方向側(cè)幫。發(fā)射線框和接收線框分別為匝數(shù)不等、且完全分離的兩個獨立線框，以便與地下（前方）異常體產(chǎn)生最佳偶合響應(yīng)。圖3-4 YCS160礦用本安型瞬變電磁儀YCS160礦用本安型瞬變電磁儀主要技術(shù)指標(biāo)項目參數(shù)發(fā)射電流發(fā)射頻率發(fā)射電壓疊加次數(shù)19999（可選）測道數(shù)160道AD轉(zhuǎn)換器24bit采樣間隔2us最小信號分辨率1uV動態(tài)范圍160dB存儲容量4Gb電子硬盤（可擴(kuò)展）端口觸摸顯示屏8寸高清彩色液晶觸摸顯示屏操作界面Windows電源（工作時間）內(nèi)置電池（6小時）外形尺寸330mm×240mm×58mm（長×寬×高）重量（

30、主機(jī)）探測距離100m3.4 測點布置及探查技術(shù)3.4.1 礦井瞬變電磁法探測方向設(shè)計由圖2中的瞬變電磁“雙煙圈效應(yīng)”理論可知，其電磁場等效電流環(huán)即“煙圈”將沿47°傾斜錐面向線圈平面上下擴(kuò)散，因此，一次電磁場向遠(yuǎn)處傳播范圍為一個錐體（圖4-1a、b），其中箭頭所指方向為探測方向。在巷道內(nèi)布置探測方向傾角主要是依據(jù)探測距離和煤層傾角來確定線框的布置，同時根據(jù)儀器的探測深度范圍來確定測點相隔距離，在保證勘探精度的同時盡量減少工作量。 圖4-1 為探測錐體切面示意圖，箭頭所指方向為探測方向，虛線部分為探測范圍，其有效探測范圍邊界與探測方向為47°夾角。 圖 a 圖 b圖 4-1

31、 探測錐體示意圖3. 施工技術(shù)及工作量超前探測主要是在掘進(jìn)巷道迎頭利用直接或間接的方法向巷道掘進(jìn)方向進(jìn)行探測，探測前方是否存在地質(zhì)構(gòu)造或富水體及導(dǎo)水通道，為巷道的安全掘進(jìn)提供詳細(xì)的地質(zhì)資料。目前用于煤礦超前探測的直接方法為鉆探方法，鉆探結(jié)果比較可靠，但施工周期較長，費(fèi)用較高，對巷道的正常掘進(jìn)生產(chǎn)影響較大。超前探測的間接方法即采用物探方法進(jìn)行探測，其中常用的方法包括有礦井瞬變電磁法。由于受巷道迎頭空間的限制，礦井瞬變電磁法的發(fā)射和接收線圈的幾何尺寸受到的一定的制約，只能采用多匝小回線的發(fā)射和接收裝置形式，即邊長為23 m。測點布置在巷道外側(cè)，在實際工作過程中對于每個發(fā)射點，也可調(diào)整天線的法線與巷

32、道底板的夾角大小，以探測巷道頂板、順層和底板方向的圍巖變化情況，在多個角度采集數(shù)據(jù)，從而獲得盡可能完整的前方空間信息，其探測方向如圖4-2所示。本次礦井瞬變電磁法勘探測線布置在XXX巷道迎頭位置。為了探測巷道正前方及其頂、底板巖層內(nèi)賦水性，采用多匝線框，小回線測量，在左側(cè)幫探測斷層時，分別設(shè)計探測方向順煤層探測、與煤層頂板呈45°左右夾角向頂板探測和與煤層底板呈45°左右夾角向底板探測（見圖4-2），探測點數(shù)為16*3=48個。（該處根據(jù)實際探測內(nèi)容填寫）發(fā)射線框和接收線框分別為匝數(shù)不等、且完全分離兩個獨立線框，以便與地下（前方）異常體產(chǎn)生最佳偶合響應(yīng)。 圖4-2 瞬變電磁

33、法探測方向示意圖4. 礦井瞬變電磁法探測資料處理和解釋4.1 礦井瞬變電磁（TEM）資料處理與解釋流程礦井瞬變電磁探查（TEM）視電阻率擬斷面圖：橫坐標(biāo)為測點坐標(biāo)（見圖X），縱坐標(biāo)為順巷道掘進(jìn)方向探查距離或傾斜向頂、底板方向探查距離。礦井瞬變電磁探查（TEM）視電阻率扇形圖：橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)均代表探查距離（見圖Y）。根據(jù)TEM視電阻率擬斷面圖和扇形圖，綜合地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，可確定橫向、水平深度和垂向深度電性變化情況。礦井瞬變電磁法數(shù)據(jù)處理與解釋系統(tǒng)（以下簡稱系統(tǒng)）是瞬變電磁法處理井下瞬變電磁法勘探測量數(shù)據(jù)的操作平臺，集文件管理、數(shù)據(jù)處理、資料解釋、圖形繪制功能于一體，具有簡單、直觀的特點，為用

34、戶提供了方便、快捷的礦井瞬變電磁數(shù)據(jù)處理解釋工具。l 文件管理 讀取YCS160礦用本安型瞬變電磁儀的格式數(shù)據(jù)，并進(jìn)行視電阻率計算；對測線文件進(jìn)行合并，形成三維觀測數(shù)據(jù)體。l 數(shù)字濾波 根據(jù)井下噪聲環(huán)境復(fù)雜的特點，對數(shù)據(jù)中強(qiáng)干擾點進(jìn)行剔除、圓滑等處理；提供常用的數(shù)字濾波技術(shù)，消除瞬變電磁數(shù)據(jù)中的常見噪聲，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。l 后沿改正 井下采集的瞬變電磁數(shù)據(jù)，由于關(guān)斷時間較大，造成了很大的探測盲區(qū)，該模塊通過多種方法的相互配合，縮短了關(guān)斷時間，縮小探測盲區(qū)。l 處理 該軟件的核心模塊，能形成斷面數(shù)據(jù)文件和深度反演，并根據(jù)礦井瞬變電磁法的原理，對反演的深度進(jìn)行校正；為方便對井下瞬變電磁超前探測數(shù)據(jù)進(jìn)

35、行處理，本模塊特增加了超前探測坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能；同窗口數(shù)據(jù)提取功能則可任意提取數(shù)據(jù)點進(jìn)行分析。l 人文噪聲校正 結(jié)合全空間模擬實驗和井下試驗的結(jié)論，對井下常見的金屬人文設(shè)施產(chǎn)生的干擾進(jìn)行校正，提高數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量。l 圖件繪制 該模塊的功能主要是直觀的顯示各處理階段的成果和最終成果圖件。除以上功能外，為提高操作軟件的便捷，系統(tǒng)增加的一些輔助項，如圖件放縮、圖件保存、系統(tǒng)幫助、視圖分割窗口等。軟件流程圖4-3如下。上述部分介紹了系統(tǒng)的功能特點，并簡要說明了系統(tǒng)的組成部分，本小節(jié)將詳細(xì)介紹各功能模塊的作用和使用方法。圖4-4為系統(tǒng)界面圖，本系統(tǒng)是基于Windows的單文檔(SDI)應(yīng)用程序，具有Windows程序的標(biāo)準(zhǔn)組件，如菜單、工具欄、窗口等。為了操作方便，系統(tǒng)界面窗口被分割成兩個部分，主窗口進(jìn)行圖形和操作等步驟的顯示，分割部分則添加常用的功能按鍵。本次礦井瞬變電磁法（TEM）資料處理和解釋工作是在自行開發(fā)的“礦井TEM數(shù)據(jù)處理與解釋系統(tǒng)”專用軟件中進(jìn)行處理和解釋的。礦井TEM探測視電阻率等值線擬斷面圖見圖5。讀取文件數(shù)據(jù)預(yù)處理數(shù)據(jù)優(yōu)質(zhì)數(shù)字濾波后沿改正處理人文噪聲校正繪制圖件調(diào)用Surfer，繪制成果圖件圖4-3 礦井瞬變電磁法數(shù)據(jù)處理與