CUGTEM-8瞬变电磁仪
瞬变电磁法在探测采空塌陷区方面的应用
瞬变电磁法在探测采空塌陷区方面的应用摘要：瞬变电磁法是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场，从而探测介质电阻率的一种方法。
由于该方法是观测纯二次场，消除了由一次场所产生的装置偶合噪音，具有体积效应小、横向分辨率高、探测深度深、对低阻反映灵敏、与探测地质体有最佳偶合、受旁侧地质体影响小等优点。
通过此方法对珲春某采空塌陷区进行探测的分析，说明在采空塌陷探测方面，瞬变电磁法是一种有效的探测方法。
关键词：瞬变电磁法；采空塌陷区；应用1引言自20世纪末以来，我国矿业开采秩序较为混乱，非法无序的乱采滥挖在一些矿山及其周边留下了大量的采空区，这是影响目前矿山安全生产的主要危害源之一。
山西、广西、甘肃等省的许多矿山都存在大量的采空区，致使矿山开采条件恶化，引起矿柱变形、相邻作业区采场和巷道维护困难、井下大面积冒落、岩移及地表塌陷等，更为严重的是空区突然垮塌的高速气流和冲击波造成的人员伤亡和设备破坏，这些都给矿山安全生产构成严重威胁，并造成环境恶化、矿产资源严重浪费。
目前，地下空区已经成为制约矿山发展及采空区上部城市化发展的一个重要难题，随着矿山向深部开采，容易发生坍塌事故，而且受到采空区的影响，很多建筑物无法进行建设，给人们的生活生产带来不便；地下开采残留大量的采场、硐室、巷道没有进行及时处理，对露天开采带来了严重的隐患，同时给矿山工作人员和设备带来严重的威胁。
因此，我们要探明采空塌陷区的大致范围，以免造成不必要的损害。
2 地质概况2.1 地形地貌本区地处珲春河谷平原地区，地形平坦平均标高约为30米左右。
区内有水田，北部边缘由于地势较高，多耕植旱田。
2.2 气象水文本区地处中纬度，属北寒温带，近海型大陆季风气候。
春季干冷风大，夏秋两季温热多雨，冬季严寒多风。
珲春河自矿区南侧由东向西流过，最终注入图们江。
2.3 地层岩性本区内地层由中生界侏罗系至新生界第四系组成地层由老至新分述如下。
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仪器简介应用领域主要特点技术指标应用实例CUGHR-W900便携式矿井水源快速识别仪是CUGHR-W300的最新型升级版，采用离子选择电极法和分光光度法，可快速测试十二种主要阴阳离子和四十余种特征指标，升级后测量更准确、性能更稳定、测试时间更短，外形更轻巧美观，全触摸屏设计，操作更流畅、简单矿井水源判别：快速识别矿井充水水源，主要有地表水、大气降水、老空水、奥灰水、太灰水、顶板砂岩水、松散层水、火成岩水、孔隙水、裂隙水、岩溶水、断层水等，为煤矿安全生产提供决策依据;水文地质勘察：野外进行地下水水质类型的快速判定;环保、科研院校：水质离子参数测定。★更优良的设计——更轻巧更便携，7寸高清触摸大屏，人性化操作流程，快捷、简单、智能度高，非专业人员...
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物探总结报告
物探总结报告物探报告(第六循环)编制:技术科:总工程师:参加人员:编制日期：2____年__月__日目录前言一、物探勘探任务及目的：二、矿井瞬变电磁(TEM)的原理及特点2三、矿井瞬变电磁法地球物理特征3四.矿井瞬变电磁工作仪器3五、工作布置与工作量、技术措施及质量评述4六、矿井瞬变电磁法勘探资料处理与解释4七、结语及建议721610回风巷物探实验报告前言在巷道适当位置采用矿井瞬变电磁探测技术进行探测，依据矿井水文地质资料，探测巷道迎头超前探150m范围内含水情况，为布置探防水钻孔设计提供依据。
一、物探勘探任务及目的：1)基本测线3条，每条测线7个物理点，总计21个物理点。
2)探测为21610回风巷掘进头前方(开口315nl处)低阻体异常及分布范围。
3)分析测区内含水构造形态、水力联系。
4)对测区内煤层开采或水害治理提供物理探测技术依据。
5)为布置探防水钻孔设计提供依据。
图示为与成果对应图二、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×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100m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。
采空区探测的瞬变电磁法
采空区探测的瞬变电磁法刘帅; 肖益盖; 刘海林; 李宁; 李鸿飞【期刊名称】《《现代矿业》》【年(卷),期】2019(000)011【总页数】4页(P90-93)【关键词】金属矿和非金属矿; 采空区; 瞬变电磁法; 勘察; 物探【作者】刘帅; 肖益盖; 刘海林; 李宁; 李鸿飞【作者单位】中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司; 金属矿山安全与健康国家重点实验室【正文语种】中文我国矿产资源十分丰富，随着矿产资源的开采地下会形成大量采空区。
虽然部分采空区经过充填治理或人为崩落围岩而充填密实，但地下仍赋存有大量未治理的采空区。
目前，由采空区引发的地质灾害时有发生，已经成为一种十分典型的地质灾害。
采空区垮塌会造成地表下沉、裂缝、破坏地表建(构)筑物等不良现象，因此对采空区探查和治理技术的研究是十分必要的。
利用物探方法对采空区域进行勘探是近几十年发展起来的一种勘察方法，且随着技术的不断发展，物探方法在工程技术领域内起着越来越重要的作用。
其中瞬变电磁法应用十分广泛，已从早期的仅限于金属矿勘探到后来广泛应用于工程、环境、灾害地质调查中。
目前，瞬变电磁法己经几乎涉足了勘探地球物理的所有领域，取得了良好的效果[1]。
本研究通过结合某矿区的地质情况，采用瞬变电磁法对其下覆采空区进行了探测，并对探测结果进行分析得出了可靠结论并提出了相应建议。
1 瞬变电磁法原理瞬变电磁法(TEM)属于时间域电磁感应法[2]，它以地壳中不同地质体的电阻率差异为主要物质基础，根据电磁感应原理，利用不接地回线或接地电极向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间隙，利用线圈或接地电极观测二次涡流场，并研究该场的时间与空间分布规律，以探测大地电性的垂向变化，探测具有不同导电性的地层分布，发现地下赋存的与围岩有导电性差异的地质体，进行瞬变电磁测深[3]。
其原理见图1。
图1 瞬变电磁法原理2 工程应用2.1 工程概况勘察区位于长江下游南岸的低山丘陵区，表层分布有第四系砂质黏土层及腐殖层，下伏砾岩、熔结凝灰岩、高岭石化岩屑、晶屑凝灰岩、凝灰角砾岩和石英砂岩。
YCS200A矿用瞬变电磁仪
矿用瞬变 电磁仪
YCS200A矿用瞬变电磁仪应用领域：
• 煤矿井下顶、底板和超前探测，有效超前探测距离150m；zmjt058在地面往下 探测矿区构造分布、构造含水性；采空区及废弃的充水小煤窑水的突水水源勘 查；煤层底板岩溶含水层、岩溶陷落柱及岩溶塌落洞勘查；掘进过程中遇到隐 伏导水构造勘查；回采过程中遇到工作面内部隐伏的点状导水构造（陷落柱、 封闭不良钻孔等）勘查；顶底板采矿扰动诱发的导水破裂带导通勘查。
仪。 • 一机多用，智能转换地面和矿井两种环境勘查需求。 • 超强兼容性，作为瞬变电磁仪的接收装置既可配备YCS60-F矿用隔爆兼本安型瞬变电磁仪发射
机，做矿井大功率瞬变电磁方法勘查，又可分别配备CUGTEM-4、CUGTEM-8、CUGTEM-16 三种瞬变电磁仪的发射机，作为地面瞬变电磁方法勘查使用。 • DXH3/7矿用本安型电源箱：防爆轻便外置电源箱，供电YCS200（A）时长可达7小时。 • 电池耐用，具有双重输出短路保护功能，确保电源发生故障也不损坏仪器。一电多用，通用接 口可匹配多种井下仪器，提高单电池使用率为用户节省配件支出。
YCS200（A）矿用瞬变电磁仪（便携本安型）整机-技术指标
• 发送电流强度：≤4A； • 电流脉冲宽度：10 ms、20 ms、40 ms； • 电流发射频率：200 Hz 、25 Hz、12.5 Hz、6.25 Hz、1.5625H z、0. 25 H z； • 发射线圈规格：1.5 m×1.5 m； • 电源输出电压：8.2±0.2V； • 叠加次数：1～9999（可选）； • 关断时间：0.5~300μ s（随供电电流大小以及发送线圈不同而各异）； • 发射波形：双极性矩形波； • 主控机：军用级工控机； • A/D 转换器：16 bit； • 最小采样间隔：4μ S；
【精品】2111回采探放水钻孔设计(完整版)解析
2111回采探放水钻孔设计(完整版)解析【2013】山西乡宁焦煤集团台头前湾煤业有限公司作业地点： 2111综采工作面探放水设计编制人：防治水科长:防治水副总:总工程师：施工负责人：编制时间：2111回采工作面探放水设计会审表探放水设计会审意见整改落实表目录第一章防治水管理机构及职责划分 (1)第二章设计目的 (2)第三章设计依据 (2)第四章巷道设计及四邻关系情况 (3)第五章施工地区地质及水文地质条件 (4)第六章施工地区水害分析 (4)第七章探放水设计 (5)（一）设计原则 (5)（二）井下物探设计 (5)（三）探水钻孔设计 (6)（四）异常情况探放水设计说明 (7)（五）验收工作 (8)第八章钻探安全技术措施 (8)第九章通风与瓦斯检查安全技术措施 (14)第十章排水措施 (15)第十一章避灾措施 (16)附件：探放水设计附图目录1、探水钻孔平面布置示意图探水钻孔布置断面示意图2、2111回采工作面避灾路线图3、2111回采工作面通风系统图4、2111回采工作面排水系统图5、2111回采工作面四邻关系图6、2111回采工作面巷道布置图7、煤层柱状图山西乡宁焦煤集团台头前湾煤业有限公司2111回采工作面探放水设计第一章防治水管理机构及职责划分组长：靳敏捷（总工程师）副组长：李鹏（防治水副总工程师）成员：武文鹏（地测防治水科长）郑林林（防治水技术员）武文栋（防治水技术员）薛栋（地质专业技术员）探放水作业队伍机构探放水队队长：侯高红探放水队班组长：姚晋将李帅薛栋探放水队队员：冯云山张宏亮尉斌郭峰杨耀龙张建军张继红任栗胜张夏磊加万里卢波职责划分：矿长是矿井防治水工作第一责任人。
负责贯彻上级防治水方面的相关文件，落实上级关于防治水管理方面的各种工作要求，对矿井防治水工作安全全面负责。
保证矿井防治水工作“三专”化。
总工程师对矿井防治水负全面业务技术管理责任，同时是防治水管理机构总负责人。
防治水副总工程师负责防治水工作年度计划编制、设计、措施制定及审批工作，并指导地测防治水科室对矿井防治水工作进行管理。
CUGTEM-8瞬变电磁仪说明书
目录一、瞬变电磁仪的介绍................................................................................................................... - 4 -1.1瞬变电磁法的概念 (4)1.2瞬变电磁仪的特点 (4)1.3瞬变电磁仪的主要应用 (5)1.4CUGTEM-8瞬变电磁仪的主要性能指标 (6)二、瞬变电磁仪CUGTEM-8的组成................................................................................................. - 7 -2.1发送机 (8)2.1.1 发送机的工作原理......................................................................................................... - 8 -2.1.2 发送机电路组成............................................................................................................. - 8 -2.1.3 发送机面键控制功能..................................................................................................... - 8 -2.2接收机 (9)2.2.1 接收机工作原理............................................................................................................. - 9 -2.2.2 接收机的电路组成......................................................................................................... - 9 -2.2.3 接收机面键功能............................................................................................................. - 9 -2.2.4 电池箱........................................................................................................................... - 10 -2.3相关配件 (10)2.3.1 航插转USB数据线、U盘............................................................................................ - 10 -2.3.2 电缆................................................................................................................................ - 11 -三、仪器软件的介绍及野外施工的操作步骤 ............................................................................. - 13 -3.1仪器软件的介绍 (13)四、仪器的数据采集..................................................................................................................... - 15 -4.1仪器的连接 (15)4.1.1 仪器的准备................................................................................................................... - 15 -4.1.2 工区基本资料的准备................................................................................................... - 15 -4.1.3仪器的摆放.................................................................................................................... - 15 -4.2参数设置 (15)4.2.1 工作信息设置............................................................................................................... - 15 -4.2.3通讯检查........................................................................................................................ - 17 -4.2.4匹配电阻的选择............................................................................................................ - 17 -4.2.5 野外数据采集............................................................................................................... - 18 -4.3数据采集过程中注意事项 (18)五、数据的处理及判别................................................................................................................. - 20 -5.1野外施工数据质量简单判别及数据处理准备工作 (20)5.2输入采集的数据 (21)5.3进行数据预处理 (21)5.3.1 数据预处理向导........................................................................................................... - 21 -5.3.2 时间道的设置............................................................................................................... - 23 -5.3.3 数据滤波处理............................................................................................................... - 24 -5.4完成解释图 (27)5.5输出多测道数据文件 (28)六、 SURFER软件的应用................................................................................................................ - 29 -6.1数据网格化 (29)6.2新建等值线图 (29)6.3填充等值线图 (30)七、仪器装备的维护及常见问题的处理 ..................................................................................... - 33 -7.1仪器维护的基本要求 (33)7.2仪器常见故障检查及处理方法 (33)附录锂离子电池专用充电器使用说明书（电池生产厂家提供） ........................................... - 34 -一、瞬变电磁仪的介绍1.1 瞬变电磁法的概念瞬变电磁法（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，利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间隙期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场，并研究该场的空间与时间分布规律, 来寻找地下矿产资源或解决其它地质问题的一支时间域电磁法。
矿井瞬变电磁方法培训
二.矿井瞬变电磁仪器
4. 仪器操作
二.矿井瞬变电磁仪器
4. 仪器操作
首先按下“开”键，打开仪器电源，仪器将自动进入瞬变 电磁采集主界面
二.矿井瞬变电磁仪器
4. 仪器操作
“文件”下拉菜单中选择“新建”或者点击工具栏中的“ 新建”快捷按钮，软件会自动弹出新建工区命名窗口
二.矿井瞬变电磁仪器
4. 仪器操作
2）小回线装置形式数据采集结果的好坏取决于其与地质体的耦合情况 ，对于巷道中的大型掘进机械而言，类似于较大的低阻体，直接影响着超前 探测结果的可靠性，当掘进机械离开线圈一定距离时，由于中间不存在涡旋 电流扩散的导电介质，线圈接收到的响应非常弱，因而其干扰是可避免的， 实际中掘进机械与线圈的距离应大于6m。
二.矿井瞬变电磁仪器
1.现有仪器
EMRS瞬变仪器
二.矿井瞬变电磁仪器
1.现有仪器
IGGETEM-30A瞬变仪器
二.矿井瞬变电磁仪器
1.现有仪器
MSD-1瞬变仪器
二.矿井瞬变电磁仪器
2.YCS2000型仪器
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
9
部件 主机 接收探头 装置
配件
软件及说明书 等
名称 YCS2000-Z矿用瞬变电磁探测仪主机
这是由于任意时刻采样的信号都含有所有频率成分的信
息，只是不同时刻的信号含频率成份的百分比不同而已。
一.矿井瞬变电磁方法理论
1.基本原理
发射基频或时基下降沿 零时 采样时间起点
一.矿井瞬变电磁方法理论
1.基本理
-Z
Tx
t>0
t=t1
X
t=t2
t=t3
Z
瞬变电磁场的烟圈效应
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CUGTEM-8瞬变电磁仪
仪器简介：
轻便瞬变电磁仪发射系统：采用轻便电源以实现大电流供电。
与单脉冲供电的本质区别在于实现高功率正、负方波供电，并能多次叠加，不用依靠大功率发电机组或大型电池组供电。
采用大电流小线圈工作方式：采用大电流小线圈供电工作方式，融合大电流正、负方波供电的优点，勘探深度可达上千米，特别适合野外施工条件恶劣的地方。
野外施工费用和工作效率要比传统大线圈的方法节省60%。
应用领域：
◆中深部资源探测，探测深度为地下30米到1300米范围。
◆隧道超前探测距离300米。
◆地下多金属矿床、找水、地下电性分层、圈定地下充水溶洞及陡倾角地质构造探测，
◆煤层及煤层采空（塌陷）区、充水区，
◆地热资源、高阻覆盖地区(如碳酸盐岩、火成岩和冻土覆盖地区)的油气田的普查和勘探。
◆隧道探水及追索地质构造
主要特点：
◆CUGTEM-8智能深部资源勘查型瞬变电磁仪（简称CUGTEM-8瞬变电磁仪），掌握核心技术（专利号：ZL 2007 2 0151836.7 ZL 2008 2 0005457.1），产品科技领先，
◆作为CUGTEM-4型深部资源勘查型瞬变电磁仪的智能升级版，性能更加强大。
◆选用军用工控机作为处理平台配以Windows PE操作平台，智能、友好化操作。
◆发光二极管做背光源的LED显示屏，具有无噪声、高亮低功耗的特性，提高了野外采集的数据质量。
◆采用动态浮点放大的方法，达到信号一键式采集，使仪器操作简化、方便，减少人为因素带来的数据质量不稳定。
◆高强度工程塑料机箱将接收机、信号放大器、供电系统三合为一，使体积减小、重量减轻，便于携带和施工。
◆防水、防尘全金属不锈钢键盘对湿度大、多尘的环境适应性更强，键盘也更加灵敏，对仪器保护更好，使用寿命更长。
◆快捷一键精灵使野外作业变得轻松、简单。
◆独创的过流保护功能：电流通过接收机自动选择匹配，保护电路。