矿井瞬变电磁超前探测数据处理与显示技术
XX煤矿瞬变电磁超前探测报告
XX煤矿瞬变电磁超前探测报告根据要求，以下是关于XX煤矿瞬变电磁超前探测的报告，报告内容将包括原理、应用、结果分析等方面。
一、引言瞬变电磁超前探测是一种应用于煤矿勘探中的地球物理勘探方法。
通过测量地下矿藏特征的变化，可以提供煤矿资源及其分布的相关信息。
本报告将详细探讨XX煤矿中瞬变电磁超前探测的应用效果及结果分析。
二、原理瞬变电磁超前探测利用瞬变电磁场的特性，通过发射线圈产生电磁场，再利用接收线圈接收地下物质对电磁场的响应。
当电流在线圈中瞬时变化时，产生的电磁场会引起地下各种物质中的电流和电磁场的变化。
通过测量接收线圈接收到的信号，可以得到地下物质的电阻率、磁导率等信息，从而判断地下矿藏的存在与性质。
三、应用1.地下矿藏勘探：瞬变电磁超前探测可以用于地下矿藏的勘探，通过测量地下不同深度的电磁特征，可以识别出潜在的煤矿分布情况，并提供有关煤矿储量和质量的信息。
2.煤层顶板检测：通过瞬变电磁超前探测，可以检测煤层顶板的电磁特征，判断煤层顶板是否存在异常现象，如弱面、裂隙等，从而提前预防煤层顶板的塌陷和事故的发生。
3.煤层气勘探：瞬变电磁超前探测可以用于煤层气的勘探，通过测量地下煤层气体的电磁特征，可以判断煤层气的存在及储量情况，并提供对煤层气开采的指导。
四、结果分析在XX煤矿的瞬变电磁超前探测工作中，我们运用瞬变电磁超前探测仪器，对特定区域进行了勘探。
1.地下煤矿分布情况：通过瞬变电磁超前探测，我们确定了XX煤矿的分布情况，并发现了一些潜在的煤矿资源，为煤矿的开采提供了重要参考。
2.煤层顶板异常情况：我们发现了煤层顶板的一些异常特征。
通过进一步分析，可以预测煤层顶板的稳定性，并采取相应的措施，避免塌陷和事故的发生。
3.煤层气储量预测：通过对煤矿区域进行瞬变电磁超前探测，我们确定了煤层气的存在，并对其储量进行了初步预测。
这为后续的煤层气勘探工作提供了有力的支持。
综上所述，瞬变电磁超前探测是一种有效的煤矿勘探方法，可以提供地下矿藏的相关信息。
矿井瞬变电磁法在巷道迎头超前探测中的应用
关 键 词 ：矿 井瞬变 电磁 ；巷道迎 头 ； 深度校正 ；地质异常 中 图 分 类 号 ：Ｐ ３ ， ６１３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 收 稿 日期 ：２ １ ０ —０ ０ｌ ５ １
Ａｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｉ ｅ Ｔｒ ｎ ｉ ｎｔＥｌ ｃ ｒ ｍ ａ ｎ ｔｃ ｐｌｃ ｔｏ ｆ Ｍ ｎ ａ ｓ ｅ ｅ ｔ ｏ ｇ ｅ ｉ Ｍ ｅ ｈ ｄ ｔ ｖ ｎｃ ｄ Ｄｅ ｅ ｔｎｇ ｏ ａ ｗａ ａ ｔ ｏ ｏ Ａｄ ａ ｅ ｔ ｃ ｉ ｆ Ｒｏ ｄ ｙ Ｈｅ ｄ
ｓ ｌｎｅ ｓ ｃ ｉ ｎｓ ｏｆ ａ ｏ ｉ ｅ ｔｏ ｐｐａ ｅ ｒ ｓｓ ｉ ｔ ｈ ｖ ｂ ｅ ｄ ａ ｎ ａ ｔ ｒ ｈ ｃ ｌｅ ｔ ｄ ａ ａ ｗ ｅ ｅ ｐｒ — ｒ ｎｔ ｅ ｉ ｔｖｉｙ ａ ｅ ｅ ｎ ｒ ｗ ｆｅ ｔ ｅ ｏ ｌｃ ｅ ｄ ｔ ｒ ｏ ｃ ｓ ｅ ｎ ｔ ｄ ｓ ｏｒ ｉ ｗａ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｄ ｎ ｅ ｔ ｅ ｓ ｄ ｉ ｈｅ ｉ ｔ ｔｏｎ ｙ ａ ｄ ｏ ｒ ｃ ｅ ｉ ｄ ｐ ｈ． Ｔｈｅ ｄ ｔ ｃ ｉ ｅ ｕｌｓ ｈｏ ｔ ｔ ｈｅ ｅ ｅ ｔｏｎ ｒ ｓ ｔ ｓ ｗ ｈａ ｔ
ｏ ｈｅ ａ ｏ ａ ｉｓ Ｔ ｈｅ ｅ ｏｒ ｆｔ ｎ ｍ ｌ ． ｅ ｒ ｆ ｅ，ｉ ａ ｂ ｏ ｉ ｒ ｄ ａ ｕｉｋ。 ｅ ｆ ｃ ｉ ｘ ｏｒ ｔｏ ｅ ｈ ｄ ｔ ｃ ｎ ｅ ｃ ｎｓｄｅ ｅ ｓ ａ ｑ ｃ ｆｅ ｔｖｅ ｅ ｐｌ ａ ｉ ｎ ｍ ｔ ｏ ｔ ｏｌ ｅ ｈｅ ｅ ｏ ｃ ｌ ｎ ｍ ａ ｉｓ ｎ ｈｅ ｏ ｓ ｖ ｔ ｇ ｏｌ ｇｉａ ａ ｏ ｌ ｉ ｔ ｄｉｅ ｔｏ ｏ ｔ ｅ ｅ ｒ ｃ ｉ ｎ ｆ ｈ ｈｅ ｄ — ｏ ｒ ａ ａ ｎ ｏ ｄｗａ ｅ ｃ ｖ ｔｏ ｙ ｘ ａ ａ ｉ ｎ，
平煤二矿瞬变电磁法超前探测水害技术应用
1概述平煤股份二矿庚20-23130风巷掘进工作面位置在二水平庚三采区东翼中部，西部与庚三皮带下山相连，东部到井田边界，巷道施工层位沿庚20煤层，标高-301m 至-345m ，设计长度1650m 。
梯形断面，巷道净宽4.6m ，净高2.6m ，锚网梁支护。
该风巷开口处在庚三采区强径流带中，若巷道掘进过程中遇到构造破坏底板隔水层的完整性，则极易与底板灰岩含水层导通形成突水事故，为保证庚20-23130风巷施工安全，使用YCS40(A)矿用本安瞬变电磁仪对掘进工作面实行循环超前探测。
2水文地质概况庚20煤层平均厚度1.8m ，倾向19°，倾角5°~12°。
直接顶为L6石灰岩（厚4.9m ），底板岩层依次为泥岩（厚1.8m ），砂质泥岩（厚2.4m ）、中粒砂岩（厚3.6m ）、L7石灰岩（厚5.2m ），底界以铝土质泥岩与下伏地层呈平行不整合接触。
该风巷掘进工作面断层优势走向为北东向，次为北西向，断层倾角一般在70o 左右，且裂隙较为发育，L7灰岩为直接充水含水层，下伏的寒武系灰岩为间接充水含水层，距庚20煤层18~27m ，均为灰岩岩溶裂隙承压水含水层，巷道施工前水位标高-278m 。
构造带影响区域及矿压破坏区域庚20煤层的底板与灰岩含水层之间易形成导水裂隙带，巷道施工至此区域时极可能出现突水事故。
附近在庚组煤层中施工的巷道曾发生过煤层底板突水事故，最大突水量达3000m 3/h 。
3掘进工作面超前探测方法由于掘进工作面迎掌空间相对狭小，因此，我们采用了1.5×1.5m 的重叠回线装置。
如图1所示，发射线圈（Tx ）和接受线圈（Rx ）重叠在一起，探测时尽量将线圈贴近掌子面，线圈法线方向为探测方向。
图1掘进工作面TEME 超前探测装置方式对掘进工作面迎掌探测时，测点在巷道迎掌的空间位置如图2，首先使线圈的法线与巷道左侧面分别成60°，45°和30°的夹角进行探测（图2中1，2和3号测点）；当线圈的法线方向与掌子面垂直时，在迎掌布置3-4个测点（图2中的4，5，6和7号测点）；到巷道迎掌右侧时在旋转线圈，使法线方向与巷道右侧分别成30°，45°和60°的夹角进行探测（图2中的8，9和10号测点）即在多个角度采集数据，获得前方岩体和煤体中比较完整的视电阻率信息。
浅析瞬变电磁法在掘进超前探测中的应用
浅析瞬变电磁法在掘进超前探测中的应用【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。
利用瞬变电磁法可高效、准确地探测掘进巷道工作面前方赋水状态，为矿井的安全生产提供参考依据。
文章对瞬变电磁技术的原理和应用进行了介绍。
【关键词】瞬变电磁法；巷道掘进；超前探测；应用1 瞬变电磁技术的原理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。
如图1所示，当发射线圈中电流突然断开后，地下介质中就要激励起二次感应涡流场以维持在断开电流以前存在的磁场。
二次涡流场呈多个层壳的“环带”形，其极大值沿着与发射线圈平面成30°倾角的锥形斜面随着时间的延长向下及向外传播，不同时间到达不同深度和范围。
二次涡流场的表现与地下介质的电性有关。
同类岩层相比，岩层较为完整时电阻率一般相对较高，引起的涡流场较弱；而岩层破碎尤其是富水时电阻率较低，引起的涡流场较强，所以通过观测二次涡流场就可以了解地下介质的电阻率分布情况，进而判断地层岩性和构造特征。
井下瞬变电磁勘探时，接收线圈需位于发射线圈外一定距离（如：10 m）以避开一次场干扰。
井下瞬变电磁勘探时，接收线圈需位于发射线圈外一定距离（如：10 m）以避开一次场干扰。
2 超前探测装置的特点井下瞬变电磁受施工场地的限制，一般利用多匝小线圈进行发射和接收。
掘进工作面超前探测装置兼具瞬变电磁剖面装置方式中同点装置和标准偶极装置的特点。
工作时，发射线圈（Tx）和接收线圈（Rx）框面分别位于前后平行的2个平面内，二者相距一定距离（一般要求大于10 m），接收线圈贴近掌子面放置，探测时轴线相互保持平行并指向目标体。
超前探测装置施工时，往往使发射线圈和接收线圈轴线即探测方向分别对准巷道正前方、正前偏左不同角度、正前偏右不同角度、正前偏上不同角度、正前偏下不同角度等多个方向采集数据，以获得尽可能完整的前方空间信息。
井下瞬变电磁掘进头超前探水技术
１０８科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２０１０ ＮＯ．１０ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ工 业 技 术我国煤矿井下巷道超前探测主要包括瑞雷波、地质雷达、直流电法等物探技术。
瑞雷波、地质雷达技术可用于巷道前方、侧方探测，但测距近、适应性差，一般情况下探测距离仅１０余ｍ，且对异常含水与否无法作出判别；电法超前探测技术，主要用于掘进头正前方隐伏构造探测，简便、实用、测距大、对水敏感、异常探出率高，但缺点是控制范围小、只能预测巷道掘进头整前方有无含水构造，而且探测工作量大，对高产高效矿井掘进效率影响较大。
借助瞬变电磁定向性好、对水敏感的技术优势，我们经过大量井下探测试验研究，探索出瞬变电磁超前探水的新方法，不仅大大提高了探测效率，而且取得较好地质效果。
１ 探测原理及方法１．１瞬变电磁基本原理瞬变电磁法（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＭｅｔｈｏｄ，简称ＴＥＭ）是地球物理探测中最有效的电磁方法之一。
分为地面ＴＥＭ探测和地下全空间瞬变电磁探测两种情况。
地下全空间瞬变电磁法利用发射框中的电流中断以后在空间导电介质中引发的二次涡流场来获得周围地层结构的信息。
该方法利用井下有限空间（如巷道等）对目标体进行近距离观测，探测的可信度和分辨率较高。
特别是在煤矿水害预测方面的应用获得了极大的成功。
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电磁场，在一次脉冲电磁场间歇期间，利用不接地线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。
其基本工作方法是：于地面或井下设置通以一定波形电流的发射线圈，从而在其周围空间产生一次磁场，并在地下导电岩矿体中产生感应电流。
断电后，感应电流由于热损耗而随时间衰减。
衰减过程一般分为早、中和晚期。
早期的电磁场相当于频率域中的高频成分，衰减快，趋肤深度小；而晚期成分则相当于频率域中的低频成分，衰减慢，趋肤深度大。
8瞬变电磁超前探测成果报告
xxx煤矿xxx皮带巷xx#点前xxm处瞬变电磁超前探测报告Xxx矿地测科xx年xx月xx日目录1 任务和目的 (1)2 工作面概况 (1)3 瞬变电磁法基本原理 (1)3.1瞬变电磁法基本原理 (1)3.2矿井瞬变电磁法超前探测原理 (2)4 井下探测工作 (3)4.1探测仪器 (3)4.2探测参数与测点布置 (3)5 矿井瞬变电磁法的资料解释 (4)5.1水平顺层方向平探测情况 (5)5.2向下6°水平方向探测情况 (6)6 结论及建议 (7)7 附图××××矿××××皮带巷瞬变电磁超前顺层探测成果图 (8)附××××皮带巷矿井瞬变电磁超前探测成果表 (9)1 任务和目的xx年xx月xx日，xx科对xxx皮带巷xx#点前xxm处掘进头进行瞬变电磁探测工作。
本次探测任务是采用瞬变电磁法探测xxx皮带巷xx#点前xxm处掘进前方煤岩层富水情况。
2 工作面概况包含内容：①工作面位置；②地质构造、煤层赋存、顶底板岩性；③迎头淋水情况；④是否停电、底板积水、锚网情况、生产机械位置；⑤主要水害概述。
3 瞬变电磁法基本原理3.1 瞬变电磁法基本原理瞬变电磁法或称时间域电磁法(Time domain electromagnetic methods)，简称TEM，它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二次涡流场的方法。
简单地说，瞬变电磁法的基本原理就是电磁感应定律。
其基本工作方法是：于地面或空中设置通以一定波形电流的发射线圈，从而在其周围空间产生一次电磁场，并在地下导电岩矿体中产生感应电流，断电后，感应电流由于热损耗而随时间衰减。
衰减过程一般分为早、中和晚期。
早期的电磁场相当于频率域中的高频成分，衰减快，趋肤深度小，而晚期成分则相当于频率域中的低频成分，衰减慢，趋肤深度大。
昭阳煤矿瞬变电磁法超前探测技术
接收线圈灵敏度
接收线圈灵敏度对探测结果也 有重要影响，灵敏度高的接收 线圈可以更好地捕捉微弱信号 。
数据处理方法
数据处理方法对探测结果的准 确性也有重要影响，采用合适 的处理方法可以更好地提取有
用信息。
03
昭阳煤矿瞬变电磁法超前 探测技术实践
判断含水性
根据电阻率等参数，可以 判断含水性，为煤矿安全 生产提供决策依据。
指导掘进
通过超前探测技术，可以 提前了解前方地质条件， 指导掘进方向和速度。
瞬变电磁法超前探测技术的主要影响因素
地层电阻率
地层电阻率是影响瞬变电磁法 探测效果的关键因素，不同地 层的电阻率会影响探测结果的
准确性。
激发场源强度
昭阳煤矿瞬变电 磁法超前探测技 术
汇报人：
2023-12-02
ห้องสมุดไป่ตู้
目录
• 瞬变电磁法超前探测技术概述 • 瞬变电磁法超前探测技术原理 • 昭阳煤矿瞬变电磁法超前探测技
术实践 • 昭阳煤矿瞬变电磁法超前探测技
术应用效果评估 • 结论与展望
01
瞬变电磁法超前探测技术 概述
瞬变电磁法技术简介
瞬变电磁法是一种利用电磁感应 原理探测地下物体分布特征的方
法。
瞬变电磁法通过发送脉冲磁场并 测量其响应，可以获取地下物体
的电导率和磁导率等参数。
瞬变电磁法具有探测深度大、分 辨率高、抗干扰能力强等优点。
超前探测技术的重要性
超前探测技术可以提 前探明地下情况，预 防安全事故发生。
超前探测技术可以提 高矿产资源利用率， 减少浪费。
超前探测技术可以指 导采矿作业，提高生 产效率。
掘进巷道水害井下瞬变电磁超前探测
掘进巷道水害井下瞬变电磁超前探测瞬变电磁法是矿井防治水害的主要技术手段之一，本文介绍了瞬变电磁法的基本原理和该方法在巷道超前探测上的方法技术，论述了矿井瞬变电磁技术在探测巷道掘进头前方水的有效性，并结合实例证明该方法可以准确反映巷道前方地质体的空间特征，为防治掘进巷道水害提供了依据，很好地满足矿井巷道超前探测预报的要求。
标签：矿井瞬变电磁法；煤矿水害；超前探测；防治水0 前言矿井瞬变电磁法是近年来发展起来的在煤矿井下巷道内探查其周围空间不同位置，不同形态含水构造的矿井物探方法之一，其凭借体积效应小、方向性强、分辨率高、对低阻区敏感等一些优点，已成为煤矿水害探测的最佳选择方法[1]。
祈南矿断层的力学性质多数为压性，属于阻水断层。
根据14-18孔和补22-3孔对F8断层（正断层）和F9断层（正断层）抽水试验，q=0.0007～0.0005l/s.m，K=0.00299～0.000208m/d。
说明自然状态下断层的导水性较差，富水性弱。
从多处揭露断层的情况看，断层中部仅以断层面的形式存在，而未形成破碎带，并且断层附近挤压、扭动痕迹明显是正断层不导水的主要原因之一。
1 施工技术及测点布置超前探测主要是在掘进巷道迎头利用直接或间接的方法向巷道掘进方向进行探测，探测前方是否存在地质构造或富水体及导水通道，为巷道的安全掘进提供详细的地质资料。
祈南矿在掘进过程中利用瞬变电磁法对掘进头前方进行探测。
由于受巷道迎头空间的限制，矿井瞬变电磁法的发射和接收线圈的几何尺寸受到的一定的制约，只能采用多匝小回线的发射和接收装置形式，即边长为2～3 m。
测点布置在巷道迎头空间位置，即从巷道迎头左侧开始，首先使发射、接收天线的法线垂直巷道左侧面进行测量，然后旋转天线，使天线的法线方向与巷道的左侧形成一定夹角进行探测；当天线的法线方向与巷道迎头界面垂直时，根据其主迎头断面的宽度布置1～2个测点；到巷道迎头右侧时再旋转天线，使法线方向与巷道右侧形成一定夹角进行探测，同时调整天线的法线与巷道底板的夹角大小，以探测巷道顶板、顺层和底板方向的围岩变化情况，其探测方向如图1所示，测点间距2～5m，共布置个物理点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第35卷第3期物 探 与 化 探Vol.35,No.3 2011年6月GEOPHYSICAL&GEOCHEMICAL EXPLORATION Jun.,2011 矿井瞬变电磁超前探测数据处理与显示技术廖俊杰1,于景邨1,2,胡兵1,刘振庆1(1.中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221116;2.深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州 221116)摘要:矿井瞬变电磁法是有效探查巷道迎头赋水性情况的矿井物探方法之一。
快速处理数据和显示成图可以促进矿井瞬变电磁法在井下探查工作中发挥更大的优势。
根据井下巷道迎头超前探测的工作装置和探查技术,介绍了超前探测数据处理与显示成图的操作步骤,实现了成果数据的坐标转换,生成了更加直观的与实际探测区域吻合的扇形图。
关键词:矿井瞬变电磁法;井下超前探测;显示成图技术中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2011)03-0423-04 矿井瞬变电磁法是在煤矿井下巷道内探查周围空间不同位置、不同形态含水构造的矿井物探方法之一。
它是一种时间域的电磁勘探方法,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[1]。
如何快速处理数据和显示成图成为矿井瞬变电磁法发展中的重要环节。
传统的矩形成图方法[2]使探测区域深部压缩、浅部拉伸,导致异常区域产生变形,并且矩形成图采用相对距离,给异常区域位置的确定带来较大的误差,这些都给资料解释带来了一定的难度。
而扇形成图方法中,其横坐标为以巷道中点为中心点向两侧伸展到巷道的实际宽度,纵坐标为相对于巷道迎头的实际探测距离,各测点测量的不同深度的视电阻率值分布在实际平面位置,将视电阻率等值线图绘制成扇形,与实际探测区域基本吻合,能够更加直观地反映异常区域的位置,从而提高矿井瞬变电磁法超前探测资料的解释精度[3],为矿方工作人员提供更加清楚易懂的资料。
1 超前探测数据处理超前探测主要是在巷道迎头利用直接或间接的方法向巷道掘进方向进行探测,探测前方是否存在地质构造或富水体及导水通道,为巷道的安全掘进提供详细的地质资料[4]。
应用矿井瞬变电磁法超前探测技术在井下通过仪器采集到的数据需要进行相应的处理。
矿井瞬变电磁法数据处理与解释系统是一款针对矿井特殊的强干扰环境,集处理、解释功能为一体的瞬变电磁软件。
该软件能够针对井下瞬变电磁测量的超前探测数据进行简便快捷的处理,生成成果图。
用矿井瞬变电磁法数据处理与解释系统进行超前探测数据处理的过程,主要包括数据预处理、生成断面文件、时深转换、深度校正以及超前探测坐标转换等步骤,完成这一系列步骤后,即可在Surfer中进行断面图绘制。
1.1 数据预处理矿井瞬变电磁法超前探测井下采集的数据必须经过相应的预处理方可正常进入处理流程。
数据预处理子模块能够读取井下采集的原始数据文件(SIR格式、TXT格式和GX7格式),计算各回线装置的视电阻率,以DAT格式把各单点电位、视电阻率数据保存在当前目录中;显示电流、窗口、时间序列、Tx面积、Rx面积等基本参数,为进一步处理作准备(图1)。
操作步骤如下:①根据所用瞬变电磁仪,选择仪器类型(TerraTEM、SIROTEM⁃3、PROTEM47HP);②从SIR格式、TXT格式和GH7格式中选择相应的文件类型;③打开原始文件,保存文件中电位文件前缀为“U”,电阻率文件前缀为“R”;④点击“执行”,待数据预处理完毕后,点击“返回”。
其中日期、平均电流等基本参数自动从原始文件中获取。
收稿日期:2010-04-10基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目资助(2007CB209400)物 探 与 化 探35卷图1 数据预处理对话框图2 生成断面文件对话框1.2 生成断面文件在生成断面文件子模块中,用户可根据现场记录,输入正确的参数,实现对各探测断面的生成,形成DAT 格式的断面数据文件(图2)。
具体操作步骤如下:①点击“浏览目录”,选择预处理后数据所在的文件夹;②点击“保存断面文件”,将预处理后数据形成的断面文件存在规定的路径;③设置参数,输入“提取点数”、“测点间距”、“起点”、“间隔”、“起始窗口”、“终止窗口”;④点击“执行”,生成断面文件;⑤点击“返回”,返回软件主界面。
1.3 时深转换在时深转换子模块中,用户可录入发射面积、转换起始点和转换测点点数3个基本参数,并选择相应的保存方式,可以高效进行深度反演(图3)。
具体操作步骤如下:①打开断面文件,断面测点数和窗口数为软件自动生成数值;②输入转换参数,即“发射面积”、“转换起始点”、“数”;③保存深度断面文件,将时深转换后的文件保存在规定路径;④点击“执行”,完成数据时深转换,点击“返回”,返回软件主界面。
1.4 深度校正由于采集瞬变数据时,受到金属、人文设施的干图3 时深转换对话框扰,通过上述模块自动反演的深度值跟实际探测深度有很大的误差,必须结合实验和地质资料,对深度值进行校正。
深度校正子模块读入DAT 格式文件,校正深度范围,并以DAT 格式文件保存在用户指定的文件夹中。
另外,用户可任选保存文件的样式(图4)。
图4 深度校正对话框具体操作步骤如下:①打开深度文件,“测点数”、“窗口数”由软件自动生成;②结合现场地质资料,输入“起始系数”、“终止系数”;③保存深度断面·424· 3期廖俊杰等:矿井瞬变电磁超前探测数据处理与显示技术文件在规定路径,点击“执行”,完成对深度的校正;④点击“返回”,返回软件主界面。
1.5 超前探测本模块针对成熟的井下瞬变电磁探测施工技术,自动生成与实际探测区域吻合的扇形数据体。
矿井瞬变电磁超前探测测点布置,都是以侧帮的某个测点为起始点,导致Surfer 绘制的为矩形剖面图,而实际上,超前探测的范围是以巷道迎头为原点的扇形区域(图5),这就需要对成图数据的坐标进行转换。
图5 超前探测测点布置示意在本模块中,用户可根据现场记录选择相应的设计。
模块读入DAT 格式文件,原数据转换成以巷道迎头为原点的扇形二维数据体,并以DAT 格式文件保存在用户指定的文件夹中[4]。
图6是超前探测坐标转换子模块操作对话框。
图6 超前探测坐标转换对话框具体步骤如下:①打开超前探测坐标转换子模块,选择文件类型为“深度⁃视电阻率文件”,输入相应的巷道宽度;②在“浏览”中选择校正深度后的目标文件;③根据现场记录,在“测点数据加载”中选择相应的设计;④保存文件到指定路径,操作完成后点击“确定”;⑤点击“返回”,返回到软件主界面。
通过上述一系列操作,即可得到扇形数据体,然后通过调用绘图模块即可绘制扇形图。
2 超前探测成果显示技术通过上述数据处理后,原始数据转换成为扇形数据体。
用扇形数据体进行断面图绘制时,Surfer 自动生成矩形框,而经过上述处理操作后生成的是扇形数据体,矩形框内扇形之外没有数据,所以绘制断面图之前需要先对超前探测坐标转换后的数据体进行白化(图7)。
图7 白化对话框选择需要白化的文件后,点击“白化”,然后保存文件到指定路径,即可完成白化过程。
白化后,调用绘图模块在Surfer 中绘制断面图。
然后对数据进行网格化,生成等值线图,即超前探测扇形图。
3 应用实例图8为某矿井巷道迎头瞬变电磁超前探测成果,横坐标为以巷道中点为中心点向两侧伸展到巷道的实际宽度,纵坐标为相对于巷道迎头的实际探测距离。
由于巷道迎头断面宽度一般在3~5m,为了有效利用所测得的数据,将巷道的宽度按一定比例加宽至10m,这样可准确计算出图中任意一点到巷道迎头的距离[3]。
图8 超前探测籽s 等值线扇形图图8显示,距巷道右侧帮80~120m、前方5~60m 处ρs 较小,为低阻异常区,并且该区域中还有一个ρs 更低的圆形区域,说明巷道对应位置含水裂隙发育;巷道左侧80m 处视电阻率值较小,但对巷·524·物 探 与 化 探35卷图9 超前探测籽s等值线传统矩形图道掘进影响不大,不作考虑。
在掘进过程中要注意巷道右侧帮出水情况,以便及时采取相应措施。
图9为传统的矩形图,采用相对坐标,如图5所示,将1~3和7~9号数据分别绘制到与4~6号数据平行的迎头断面上,将左、右侧帮和迎头前方的视电阻率等值线整合在一张矩形图上。
图9可见,距离巷道右侧帮7~13m、前方80~115m处,ρs为10Ω·m,相对较小,为相对低阻异常区;距离巷道左侧帮8~15m、前方75~125m处ρs也为10Ω·m,相对较小,为相对低阻异常区。
图9中可明显地看出深部区域被压缩,异常区域被拉伸,产生变形;由于采用相对坐标,导致了低阻异常区位置向前方深部和靠近巷道侧帮方向移动,使得在解释时对异常区域的位置确定产生了较大误差。
而图8由于成图显示区域与实际探测区域基本吻合,能够更加直观、精确地反映异常体的形状和位置,进而提高解释精度。
4 结论超前探测数据处理及显示成图系统能够根据瞬变电磁数据采集的特点,对成果数据进行坐标转换,生成与实际探测区域吻合的扇形图。
实例应用证明,超前探测模块能够简便快捷地处理瞬变数据,其生成的扇形图更容易对测量结果进行解释。
参考文献:[1] 李全,于景邨.采掘工作面顶板富水性矿井瞬变电磁探查技术研究[J].能源技术与管理,2005,(3).[2] 刘树才,刘志新,姜志海.瞬变电磁法在煤矿采区水文勘探中的应用[J].中国矿业大学学报,2005,34(4).[3] 刘志新,岳建华,刘仰光.扇形探测技术在超前探测中的应用研究[J].中国矿业大学学报,2007,36(6).[4] 于景邨.矿井瞬变电磁法勘探[M].徐州:中国矿业大学出版社,2007:6-7.DATA PROCESSING AND DISPLAY TECHNOLOGY FORMINE TRANSIENT ELECTROMAGNETIC METHOD IN ADVANCED DETECTIONLIAO Jun⁃jie1,YU Jing⁃cun1,2,HU Bing1,LIU Zhen⁃qing1(1.School of Resources and Geosciences,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,China;2.State Key Laboratory for Geomechanics &Deep Underground Engineering,Xuzhou 221116,China)Abstract:The mine transient electromagnetic method is one of the geophysical methods for effective investigation of the situation of wa⁃ter in front of the tunnel.Rapid processing of data and display mapping can make the mine transient electromagnetic method play a bet⁃ter role in the underground exploration work.According to the detection device and technology of advanced detection in front of the tun⁃nel,this paper deals with the steps of data processing and display mapping in the advanced detection method,achieves the coordinate conversion of data,and generates a more intuitive sector chart which is consistent with the actual detection area.Key words:mine transient electromagnetic method;downhole advanced detection;display mapping technique作者简介:廖俊杰(1987-),女,中国矿业大学资源与地球科学学院硕士研究生,主要研究方向为矿井地球物理勘探、工程与环境地球物理勘探。