采掘工作面物探設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上山西高平科興趙莊煤業(yè)采掘工作面瞬變電磁法探測設(shè)計采掘工作面瞬變電磁法探測設(shè)計一、礦井瞬變電磁（TEM）的原理及特點礦井瞬變電磁和地面瞬變電磁法的基本原理的一樣的，理論上也完全可以使用地面電磁法的一切裝置及采集參數(shù)，但受井下環(huán)境的影響，礦井瞬變電磁法與地面的TEM的數(shù)據(jù)采集與處理相比又有很大的區(qū)別。由于礦井軌道、高壓環(huán)境及小規(guī)模線框裝置的影響，在井下的探測深度很受限制，一般可以有效解釋200m左右。另外地面瞬變法為半空間瞬變響應(yīng)，這種瞬變響應(yīng)來自與地表以下半空間層，而礦井瞬變電磁法為全空間瞬變響應(yīng)，這種響應(yīng)來自回線平面上下（或兩側(cè)）地層，這對確定異常體的位置帶來很大的困

2、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。具體來說礦井瞬變電磁法具有以下特點：1受礦井巷道的影響礦井瞬變電磁法只能采用邊長1.5m的多匝回線裝置，這與地面瞬變電磁法相比數(shù)據(jù)采集勞動強度小，測量設(shè)備輕便，工作效率高，成本低；2采用小規(guī)?；鼐€裝置系統(tǒng)，因此為了保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量、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，大大的提高測量信號的信噪比，經(jīng)驗表明，井下測量的信號強度比地面同樣裝置及參數(shù)設(shè)置的信號強很多；4地面瞬變電磁法勘探一般只能將線框平置于地面測量，而井下瞬變電磁法可以將線圈放置于巷道底板測量，探測底板一定深度內(nèi)含水性異常體垂向和

3、橫向發(fā)育規(guī)律，也可以將線圈直立于巷道內(nèi)，當線框面平行巷道掘進前方，可進行超前探測；當線圈平行于巷道側(cè)面煤層，可探測工作面內(nèi)和頂?shù)装逡欢ǚ秶鷥?nèi)含水低阻異常體的發(fā)育規(guī)律；5礦井瞬變電磁法對高阻層的穿透能力強，對低阻層有較高的分辨能力。在高阻地區(qū)如果用直流電法勘探要達到較大的探測深度，須有較大的極距，故其體積效應(yīng)就大，而在高阻地區(qū)用較小的回線可達到較大的探測深度，故在同樣的條件下TEM較直流電法的體積效應(yīng)小得多。二、礦井瞬變電磁法地球物理特征在探測富水區(qū)的位置及其分布范圍等方面，瞬變電磁法是目前最有效的方法之一，其物理基礎(chǔ)是富水區(qū)相對于周圍地層有明顯的電性差異。理論上講，干燥巖石的電阻率值很大，但實

4、際上地下巖石孔隙、裂隙總是含水的，并且隨著巖石的濕度或者含水飽和度的增加，電阻率急劇下降，即賦水性的不均勻程度在瞬變電磁參數(shù)圖件上反映為電阻率的高低變化；當巖層完整時其電阻率較高，受構(gòu)造運動或地下水作用的影響，部分地段巖層破碎或裂隙發(fā)育，破碎程度及其含水的飽和度越大（砂巖、灰?guī)r富水性增強），巖石的導電性會顯著增強，地層電阻率會明顯降低，斷面圖上會有明顯的低阻異常反映。正常情況下，各層位電性在橫向上是相對均一的。當存在局部低阻異常體（裂隙帶、富水區(qū)等）時，在斷面上就會出現(xiàn)局部低電阻率異常區(qū)。從鄰近井田鉆孔電測井資料分析，從地表到11號煤層，正常地層的電阻率是依次繼增的，當巖層富水時，其電阻率會降

5、低，和圍巖相比較形成低阻反映。為以導電性差異、電性感應(yīng)差異作前提的瞬變電磁法探測技術(shù)的運用提供了良好的地球物理前提。本區(qū)含煤地層為二疊系、石炭系地層，煤層、圍巖、富水區(qū)與導水通道的電阻率差異明顯，具有良好的瞬變電磁法勘探地質(zhì)條件。三、礦井瞬變電磁工作儀器現(xiàn)場儀器使用的為武漢地大華睿地學技術(shù)有限公司生產(chǎn)的TEMHZ75礦用瞬變電磁儀+TEMJF50實現(xiàn)。這套礦用瞬變電磁儀對低阻充水破碎帶反映特別靈敏、體積效應(yīng)小、縱橫向分辨率高，且施工快捷、效率高等優(yōu)點，既可以用于煤礦掘進頭前方，也可以用于巷道側(cè)幫、煤層頂、底板等探測，為煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中水患和導水構(gòu)造的超前預(yù)測預(yù)報提供技術(shù)手段。通過多次脈沖激

6、發(fā)場的重復測量疊加和空間域多次覆蓋技術(shù)的應(yīng)用提高信噪比，應(yīng)用于煤礦井下水害超前預(yù)報使用，有效勘探深度能達到200米。四、采掘工作布置與技術(shù)措施評述1回采工作面測點設(shè)計回采工作面順槽每隔10米布設(shè)一個測點，測點距離煤幫大約30cm左右，每個點設(shè)計3個方向點，分別為斜向上45°、平行煤幫、斜向下45°（方向可根據(jù)實際情況適當改變，如下圖所示），通過在側(cè)幫移動發(fā)射接收線圈，形成1條超前探測的實測剖面。測線示意圖2掘進工作面測點設(shè)計掘進工作面在工作面迎頭布設(shè)11個測點，每個點離煤幫大約2030cm，分別為平行左邊煤幫位置、與左邊煤幫成60°位置、與左邊煤幫成45°位置、與左邊煤幫成30°位置、平行工作面左邊位置、工作面正中位置、平行工作面右邊位置、與右邊煤幫成30°位置、與右邊煤幫成45°位置、與右邊煤幫成60°位置、平行右邊煤幫位置，從而形成一個扇形超前探測區(qū)域，每個測點設(shè)計3個測線，3個測線分別為斜向上45°、平行煤幫、斜向下45°（方向可根據(jù)實際情況適當改變，如下圖所示），通過在掘進面迎頭移動發(fā)射接收線圈，形成1條超前探測的實測剖面。測線示意圖測點示意圖3施工技術(shù)措施，礦井瞬變電磁法勘探裝置類型采用重疊回線組合裝置，邊長1.5m的激發(fā)和接收