1、山西馬軍峪常信煤業有限公司主副水倉工作面物探實驗報告編制人員編 制：席健參加人員：徐正貴 李敏段旭玉李帥資料處理：徐正貴 段旭玉施工單位：山西馬軍峪常信煤業防治水科2014年3月20日一、工作布置與工作量、技術措施評述1）探測主水倉工作面（同時覆蓋副水倉，下同）迎頭前面異常區情況。2）探測主水倉掘進頭30度向上，順層及30度向下的低阻體異常及分布范圍。3）對測區內煤層開采或水害治理提供物理探測技術依據。4）為布置探防水鉆孔設計提供依據和參考。5）施工技術措施，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的激發和接收正方形線圈，激發線圈匝數4匝，接收線圈匝數40匝。供電 電流檔

2、為2.5A，供電脈寬10ms，采樣率16呸。每個測點至少采用30次疊加方式提 高信噪比，確保了原始數據的可靠性。二、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，但受井下環境的影響，礦井瞬變電磁法與地面 的TEM的數據采集與處理相比又有很大的區別。由于礦井軌道、高壓環境及小規模 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100m左右。另 外地面瞬變法為半空間瞬變響應，這種瞬變響應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，這種響應來自回線平面上下（或兩側）地層，這對 確定異

3、常體的位置帶來很大的困難。實際資料解釋中，必須結合具體地質和水文地 質情況綜合分析。具體來說礦井瞬變電磁法具有以下特點：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據采集勞動強度小，測量設備輕便，工作效率高，成本低；采用小規模回線裝置系統，因此為了保證數據的質量、降低體積效應的影 響、提高勘探分辨率，特別是橫向分辨率；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，經驗表明， 井下測量的信號強度比地面同樣裝置及參數設置的信號強很多；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

4、深度內含水性異常體垂向和橫向發 育規律，也可以將線圈直立于巷道內，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面煤層，可探測工作面內和頂底板一定范圍內含水低阻異 常體的發育規律；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 效應就大，而在高阻地區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小得多。三、礦井瞬變電磁法地球物理特征在探測富水區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，其物理基礎是富水區相對于周圍地層有明顯的電性差異。理

5、論上講，干燥巖石 的電阻率值很大，但實際上地下巖石孔隙、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 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，受構造運動或地下 水作用的影響，部分地段巖層破碎或裂隙發育，破碎程度及其含水的飽和度越大（砂 巖、灰巖富水性增強），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、富水區等）時，在斷面上就會出現局部低電阻率 異常區。從鄰近井田鉆孔電測井資料分析，從地表到該號煤層，正常地

6、層的電阻率 是依次繼增的，當巖層富水時，其電阻率會降低，和圍巖相比較形成低阻反映。為 以導電性差異、電性感應差異作前提的瞬變電磁法探測技術的運用提供了良好的地 球物理前提。本區含煤地層為二疊系、石炭系地層，煤層、圍巖、富水區與導水通 道的電阻率差異明顯，具有良好的瞬變電磁法勘探地質條件。礦井瞬變電磁工作儀器現場儀器使用的為武漢地大華睿地學技術有限公司生產的YCS200礦用瞬變 電磁儀實現。這套礦用瞬變電磁儀對低阻充水破碎帶反映特別靈敏、體積效應小、 縱橫向分辨率高，且施工快捷、效率高等優點，既可以用于煤礦掘進頭前方，也可 以用于巷道側幫、煤層頂、底板等探測，為煤礦企業在生產過程中水患和導水構造

7、 的超前預測預報提供技術手段。通過多次脈沖激發場的重復測量疊加和空間域多次 覆蓋技術的應用提高信噪比，應用于煤礦井下水害超前預報使用，有效勘探深度能達到100米。礦井瞬變電磁儀實物圖五、工作布置與工作量、技術措施及質量評述1.本次礦井瞬變電磁法勘探試驗施工布置與工作量，31回風順槽迎頭位置超前探測，布置測線4條，通過在掘進頭移動發射接收線圈，形成4條超前探 測的實測剖面。如圖所示：2.施工技術措施，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的激發和接收正方形線圈，激發線圈匝數4匝，接收線圈匝數40匝。供電 電流檔為2.5A，供電脈寬10ms，采樣率16四S。每個測點至少采用3

8、0次疊加方式提 高信噪比，確保了原始數據的可靠性。3.質量評述本次礦井瞬變電磁法勘探試驗數據采集，嚴格按瞬變電磁法技 術規程電阻率測深法技術規程執行，并通過多次疊加，提高信噪比等方法， 保證了本次試驗的數據采集，從而保證了施工質量。六、礦井瞬變電磁法勘探資料處理與解釋1.主水倉工作面迎頭超前探資料解釋1）主水倉工作面迎頭等視電阻率扇形剖面圖（斜向上30方向）資料解釋140一130一120110-100一90一80一70_60一50一40_30一20一10-0T一140 一130 一120 -110 一100 一90 一80 一70 一60 一50 一40 一30一20 一10 10-140 -

9、120 -100-80-60-40-200204060801001201401009080604025201512854圖1主水倉掘進迎頭等視電阻率扇形剖面圖（斜向上30方向）圖1為主水倉掘進迎頭斜向上30方向等視電阻率探測扇形剖面，圖中藍色區 域為低阻異常區，共獲得低阻異常區1處，為1#低阻異常區。資料解釋:1#低阻異常區位于掘進頭斜向上30方向右側幫與硐軸線25 - 75夾角方向 之間，相對距離約50140米處。2）.主水倉工作面迎頭等視電阻率扇形剖面圖（順層方向）資料解釋140一130_120一110100 一908070605040302010_一140 一130 一120 -110

10、一100 一90 一80 一70 一60 一50 一40 一30 一20 -100T0-140 -120 -100-80-60-40-2002040608010012014010090806040252015128540圖2主水倉迎頭等視電阻率扇形剖面圖（順層方向）圖2為主水倉迎頭平行于巷道方向等視電阻率探測扇形剖面，圖中無明顯藍色 低阻異常。3）主水倉工作面迎頭等視電阻率扇形剖面圖（斜向斜向下30方向）資料解釋004-140 -120 -100-80-60-40-20020406080100120140000004321000000000011111987654321000。 000000003210987654321JI JI JI JI0000505298642211850圖3主水倉掘進迎頭等視電阻率扇形剖面圖（斜向斜向下30方向）圖3為主水倉掘進迎頭前方，30斜向下方向等視電阻率探測扇形剖面，圖中 藍色區域為低阻異常區，共獲得低阻異常區2處，為1#、2#低阻異常區。資料解釋:1#低阻異常區位于掘進頭30斜向下方向左側幫與硐軸線0 35夾角方 向之間，相對距離約100140米處。2#低阻異常區位于掘進頭30斜向下方向右側幫