矿井瞬变电磁法理论与技术研究(杨海燕,岳建华著)思维导图
瞬变电磁法在钻井探测中的应用
瞬变电磁法在钻井探测中的应用王丽红，肖宏跃，卜 璐，贺 月（成都理工大学地球物理学院，四川 成都 ６１００５９）摘 要：该文介绍了瞬变电磁法（ＴＥＭ）的基本原理及其在钻井探测中的应用。
通过工程实例的说明，证实了瞬变电磁法是一种快速，有效的矿山地质物探方法。
由于其穿透能力强、分层能力强、受随机干扰小、信息丰富、分辨率较高、探测深度深等特点，使其在矿井深部地区的探测中得到了广泛的应用。
关键词：瞬变电磁法（ＴＥＭ）；钻井探测；地质勘查中图分类号：Ｐ６３１．３２５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）１６－０１８３－２Application of Transient Electromagnetic Method in Drilling ExplorationWANG Li-hong, XIAO Hong-yue, BU Lu, HE Yue（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ， Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００５９， Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄ （ＴＥＭ） ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅｓ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈａｔ ＴＥＭ ｉｓ ａ ｆａｓｔ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｍｉｎｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ． Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ｓｔｒｏｎｇ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ， ｓｔｒｏｎｇ ｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ， ｓｍａｌｌ ｒａｎｄｏｍ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ， ｒｉｃｈ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ， ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｅｐ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅｐｔｈ， ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｄｅｅｐ ｍｉｎｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ．Keywords: Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄ （ＴＥＭ）； Ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ； Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ矿山地质勘探与工程施工中经常会遇见不良地质现象[1]。
矿井瞬变电磁技术的研究
矿井瞬变电磁技术的研究作者：安又新来源：《中国科技博览》2014年第36期[摘要]论述了矿井瞬变电磁法相关理论基础，指出了矿井瞬变电磁法的特点，结合实践说明矿井瞬变电磁法是一种有着良好应用前景的探测技术。
[关键词]矿井瞬变电磁技术；水文地质中图分类号：TD163 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0104-01引言目前，煤矿常用的物探方法主要有直流电法、无线电波透视法、矿井瞬变电磁法等，而矿井瞬变电磁法有体积效应小、方向性强、对低阻异常体反应灵敏等优点。
1 矿井瞬变电磁法资料解释所遵循的原则一般情况下，在时深转换之后，可绘制视电阻率-深度的等值线图：以测点为横坐标，探测深度为纵坐标，视电阻率为所记录的数据。
只要数据在处理时候比较准确，则绘制的图形就能够很直观地描述出岩层的视电阻率变化特征，再结合探测区的地质特征就可以判断出异常体（包括形态、埋深、走向等）。
话说如此，但是怎样判断异常体，也就是说怎样判断区分背景场以及所谓的异常则需要遵循一定的原则。
如若不然判断异常体就成了一纸空谈，所以需要先判断背景值和异常值才能最后划分出异常区域。
确定背景值需要先选择背景值良好区域进行测量。
根据长期积累的经验一般选择厚度均匀，构造不发育，没有电磁性的区域。
这样才能体现出瞬变电磁技术的特点：响应衰减快、规律性好以及变化趋势比较平缓。
在无法达到理想情况下，首先考虑选择各种噪声比较小的区域，尽量避开各种干扰，例如大型金属物、通电设备以及减少人为活动等等。
在选择较好的区域测量后，保证背景值的平稳，在数据处理结果得到之后就需要根据图件确定背景值了。
这里可结合多种方法判断并确定背景值：分析多测道图确定背景值；观察曲线的衰减程度确定背景值。
当曲线比较复杂时，应结合测区原有地质资料确定背景，如果该区的地质条件也比较复杂，可以考虑分区确定不同的背景值，就是说不同区域确定不同的背景值，将问题细化，逐个解决。
CUGTEM—矿井瞬变电磁仪简介资料实用PPT课件
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断层边界
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第一代瞬变电磁仪
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瞬变电磁法原理 矿井瞬变电磁法简介 矿用型瞬变电磁仪应用案例 附件：矿用型瞬变电磁仪技术指标
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瞬变电磁法原理
瞬变电磁法原理
技术原理
瞬变电磁法（Transient Electromagnetics Method, TEM）是以地壳中岩
（矿）石的导电性与导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理，利用不
图1-2为732 材料道顺层方向视电阻率断面图，从图上可以看出有两个主 要的低阻异常区，即图中所标注的B和C异常区。B异常区位于390米标注处，C异 常区位于300米标注处。这两处异常可解释为断层对盘局部裂隙发育且充水的反 映。总体上看在顺煤层方向上断层与煤层的边界反映较为明显，即图中8 电阻 率等值线对应的位置（图中红虚线所示位置），到732材料道的均匀距离约为45 米。
第七章矿井瞬变电磁法1教材
在巷道宽度较窄时可采用图7-3扇形观测系统。
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图8 瞬变电磁单个测点探测方向示意图
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迎头超前探测基本要求： 1）掌子面处浮矸石要清除干净，为2m线框探 测提供有效空间； 2）移除一切影响探测的金属器件；
7）记录好测线在巷道空间的位置。
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2012年9月16日
图7-1 常用观测系统平面测点布置
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同时需要 掌握左右两 侧帮的赋水 性时可采取 图7-2U形观 测系统。
图7-2 U形观测系统平面测点布置
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图 7-3 扇形观测系统平面测点布置
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第二部分 瞬变电磁技术方法特点及能解决的地质问题
第一节 瞬变电磁技术方法的特点 （1）与井下直流电法、地震等物探方法相比，瞬变电磁 为非接触式探查技术，因此不受巷道耦合条件影响，适应 性广，施工效率高； （2）井下瞬变电磁法勘探可以将线圈置于巷道底板测量， 探测巷道底板下一定深度内含水异常体垂向和横向发育规 律，也可以将线圈直立于巷道内，当线圈平行且接近巷道 掘进前方，可进行巷道超前探查；当线圈平行于巷道侧帮， 可探查巷帮内或工作面内低阻异常体发育特征； （3）设备轻便、工作效率高。
2）左帮异常选 6-8 三个方向；右帮异常选 2-4 三个方向；底板异 常选1、2、8 三个方向；顶板异常通常选 4-6 三个方向；
瞬变电磁法在矿山采空区勘探中的应用
地质勘探G eological prospecting瞬变电磁法在矿山采空区勘探中的应用马 强（甘肃煤田地质局一四六队，甘肃 平凉 ７４４０００）摘 要：随着科学技术的逐渐发展，瞬变电磁法在矿山勘探作业中发挥了越来越重要的作用。
尤其是在对矿山采空区进行勘察时，能够有效其地质缺陷，高效快速的对其进行测量和勘测，且在具体的操作中，其测量成果分辨率比较高，而且可以一次布线、多次测量，对低阻地质体的反应较为灵敏，对外界干扰因素的抵抗能力较强。
因此，强化对瞬变电磁法在矿山采空区勘探作业的应用探究具有重要的实践意义。
本文主要以黄土高原某矿山的采空区勘查工程为例，阐述了瞬变电磁法在矿山采空区勘探作业中的应用的效果。
关键词：瞬变电磁法；矿山；采空区；勘探；应用中图分类号：Ｐ６３１．３２５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０６－０１０９－２Application of transient electromagnetic method in mine goaf explorationMA Qiang（Ｎｏ．１４６ ｔｅａｍ ｏｆ Ｇａｎｓｕ Ｃｏａｌｆｉｅｌｄ Ｇｅｏｌｏｇｙ Ｂｕｒｅａｕ，Ｐｉｎｇｌｉａｎｇ ７４４０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｒａｄｕａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｍｉｎｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ． Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｎｅ ｇｏａｆ， ｉｔ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｄｅｔｅｃｔ ｉｔｓ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｅｆｅｃｔｓ， ｍｅａｓｕｒｅ ａｎｄ ｓｕｒｖｅｙ ｉｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ａｎｄ ｑｕｉｃｋｌｙ， ａｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ， ｉｔｓ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｈａｖｅ ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ， ａｎｄ ｃａｎ ｂｅ ｗｉｒｅｄ ｏｎｃｅ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｍａｎｙ ｔｉｍｅｓ． Ｉｔ ｉｓ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｔｏ ｔｈｅ ｌｏｗ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｂｏｄｙ， ａｎｄ ｈａｓ ｓｔｒｏｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｏ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｉｔ ｉｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｏ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｎｅ ｇｏａｆ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｇｏａｆ ｉｎ ａ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｏｎ ｔｈｅ Ｌｏｅｓｓ Ｐｌａｔｅａｕ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ， ａｎｄ ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｏａｆ．Keywords: ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄ； ｍｉｎｅ； ｇｏａｆ； ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ能源是社会经济发展的重要动力，强化对多种能源的勘察和开发是经济发展的必然需求。
矿井瞬变电磁培训课件
矿井瞬变电磁法的数据处理和解释方法
矿井瞬变电磁法的现场工作
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观测方案
矿井瞬变电磁法观测方案应包括观测目的、观测内容、观测点布设、观测时间、采样率和数据处理等。
测量步骤
矿井瞬变电磁法测量步骤包括电源接入、发射线圈布置、接收线圈布置、数据采集和数据处理等。
将矿井瞬变电磁法与地震、电法等其他地球物理方法进行联用，综合多种信息进行地质解译。
联用研究
将矿井瞬变电磁法与地质、采矿等其他学科进行一体化研究，从多角度、多层次研究矿井地质构造和矿产资源开发利用。
一体化研究
矿井瞬变电磁法与其他地球物理方法的联用及一体化研究
THANKS
感谢观看
将一个激励线圈通以交变的电流，使其周围产生交变的磁场
将该交变磁场视为“一次场”，通过测量“一次场”在大地中产生的涡旋电流随时间的变化规律，推断地下岩层的电阻率和磁导率分布情况
通过改变线圈的放置方向和移动线圈的位置，可以获得不同方向和深度的地质信息
数据处理
去除噪声，修正系统误差，提取有用信号
解释方法
矿井瞬变电磁法可以监测土壤、地下水和空气中的重金属含量，为环境保护和治理提供科学依据。
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矿井瞬变电磁法在环境保护和考古研究中的应用
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矿井瞬变电磁法的安全防护
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在使用矿井瞬变电磁法进行探测前，必须对仪器进行全面检查，确保仪器工作正常且符合安全标准。
操作前检查
对矿井内部和周围环境进行勘察，确保没有安全隐患和障碍物影响探测工作。
现场勘察
操作时必须保持与井壁、顶板、底板等井下固定设施的安全距离，防止因操作不当而引发事故。
矿井瞬变电磁法探测井下工作面顶_底板的含水构造
江苏地质,28(4),238—242,2004文章编号:1003-6474(2004)04-05矿井瞬变电磁法探测井下工作面顶、底板的含水构造丛茂祥,张爱印,张利芳 (中国矿业大学资源学院,江苏徐州221008)摘要:将地面瞬变电磁法应用于煤矿井下,探测矿井下采煤工作面顶、底板的含水构造。
对矿井瞬变电磁法的基础理论进行了分析,对矿井瞬变电磁法探测工作面顶、底板的含水构造应用技术进行了系统研究。
关键词:矿井;瞬变电磁法;顶板;底板;含水构造中图分类号:P319 文献标识码:A收稿日期:2003-11-27;编辑:齐运铎作者简介:丛茂祥(1980—),男,江苏泰州人,中国矿业大学资源学院硕士研究生.0 前 言工作面内顶、底板岩层发育的含水构造,在回采过程中由于地应力的重新分布,隔水层的破坏,是引起矿井突水灾害的最重大危险因素。
对工作面顶、底板含水构造和掘进巷道前方突水构造的预测,是保证煤矿安全建设和生产的前提,并已引起大水矿的高度重视。
鉴于目前煤矿突水事件的多发性,必须寻求一测方法。
我们看到瞬变电磁法存在着很多其他物探方法所不能比拟的优点,因此如何把瞬变电磁法应用于井下探测是目前急于解决的一个问题。
通过选择合适的装置形式,应用瞬变电磁法探测井下工作面顶、底板的含水构造。
1 矿井瞬变电磁法原理瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method )或称时间域电磁法(Time Domain Electro 2magnetic Method ),简称TEM 或TDEM ,它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲电磁场,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的方法。
地面瞬变电磁法勘探与其他物探方法相比具有体积小、工作效率高、纵横向分辨率高和对低阻反应灵敏等优点。
根据有关矿井直流电法理论和技术的思路和实践经验,将地面瞬变电磁法应用于矿井下,采用多匝数、小回线组合装置进行探测矿井不同位置含水构造,从理论上分析,不仅具有比地面瞬变电磁法分辨率高(回线边长为2m 左右)、体积效应小、旁侧影响小、测量快速和轻便等优点,同时可以弥补井下直流电法勘探无法探测的矿井地质问题,如巷道长度有限或短巷道内探测工作面顶、底板含水构造、巷道超前探测等。
矿井瞬变电磁探测技术与应用
矿井瞬变电磁探测技术与应用岳建华，姜志海（中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州２２１００８）［摘要］扼要介绍了矿井瞬变电磁法的发展背景、技术特点、井下施工的装置形式，论述了矿井瞬变电磁法相关理论基础，指出了矿井瞬变电磁法的特点，结合实践说明矿井瞬变电磁法是一种有着良好应用前景的探测技术。
［关键词］矿井瞬变电磁法；磁偶源；全空间［中图分类号］Ｐ６３１．３＋２５［文献标识码］Ａ［文章编号］１６７２!９９４３（２００６）０５!００７２!０４０引言地质勘查是煤矿水害和煤与瓦斯突出灾害防治工作的第一步。
只有准确查明诱发灾害事故的地质因素，掌握和控制地质构造并探明水、瓦斯富集区和地应力集中区的情况，才有可能超前采取措施进行治理，从而避免或减少煤矿灾害事故的发生。
目前，我国上百个煤矿开展过矿井直流电法勘探工作，取得了良好的应用效果，但当遇到巷道掘进头超前探测，破碎顶板电极接地困难，巷道极短造成的直流电法难以组织有效施工等问题时，矿井直流电法勘探有其局限性。
为此，中国矿业大学资源学院地球探测与信息技术系将瞬变电磁法引入井下［１］，在东部矿区十多对矿井开展了矿井瞬变电磁法的试验、应用工作，中国科学院地质与地球物理研究所白登海［２］等也进行了此类研究。
１瞬变电磁理论发展现状目前矿井瞬变电磁法应用借鉴的均是地面瞬变电磁法的基本理论，尚未形成自己的理论体系。
对于地面瞬变电磁法，西方研究比较完善［３］。
在一维层状方面，Ｗａｉｔ给出了均匀层状大地研究理论，Ｈ．Ｆ．Ｍｏｒｒｉｓｉｏｎ提出了层状半空间瞬变电磁场定量解释方法，１９８１年，Ｒａｉｃｈ和Ｓｐｉｅｓ给出了适合于延时、电导率和层深改变的二层均匀大地的理论曲线；１９７９年，Ｍ．Ｎ．Ｎａｂｉｇｈｉａｎ提出了用作解释与反演的“烟圈”理论，１９８２年Ｒｉｇｈｔ提出用Ｇａｖｅｒ－ｓｔｅｈｆｅｓｔ算法进行反演，比用傅里叶变换进行反演更为有效，更为稳定，１９８５年Ｒａｉｃｈｅ提出用共框ＴＥＭ测深数据和对称四极电阻率测深数据进行联合反演。