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1、山西柳林鑫飛賀昌煤礦賦水性探測報(bào)告山西柳林鑫飛賀昌煤礦福州勘達(dá)源電子科技有限公司2011年12月1日下午4點(diǎn)賦水性TEM探測報(bào)告項(xiàng)目名稱賦水性質(zhì)探測實(shí)施地點(diǎn)山西柳林鑫飛賀昌煤礦完成單位山西柳林鑫飛賀昌煤礦福州勘達(dá)源電子科技有限公司主要完成人山西柳林鑫飛賀昌煤礦宋科長、相關(guān)技術(shù)員福州勘達(dá)源電子科技有限公司:相關(guān)技術(shù)人員報(bào)告提交單位福州勘達(dá)源電子科技有限公司報(bào)告編制朱平生報(bào)告審核13賦水性TEM探測報(bào)告1、瞬變電磁基本原理概述1.1瞬變電磁法概述瞬變電磁法(TransientElectromagnet
2、icMethods),又稱時(shí)間域電磁法(TimeDomainElectromagneticMethods),簡稱TEM或TDEM,它是利用不接地回線或接地線源(電極)向地下發(fā)送一次脈沖磁場,在一次脈沖磁場的間歇期間,利用線圈或接地線源(電極)觀測二次渦流場的方法。該方法是近年來國內(nèi)外發(fā)展得較快、地質(zhì)效果較好的一種電法勘探分支方法。它與其它測深方法相比,具有探測深度大、信息豐富、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。自上世紀(jì)五十年代以來,該方法得到迅速發(fā)展,特別是對探測高阻覆蓋層下的良導(dǎo)電地質(zhì)體取得了顯著的地質(zhì)效果。它
3、主要應(yīng)用于金屬礦勘查、構(gòu)造填圖、油氣田、煤田、地下水、地?zé)嵋约皟鐾翈Ш秃Q蟮刭|(zhì)等方面的研究,在國內(nèi)外已取得了令人矚目的效果。綜結(jié)起來,影響礦井回采及巷道掘進(jìn)安全的地質(zhì)因素主要是構(gòu)造破碎帶、裂隙發(fā)育區(qū)、巖溶、陷落柱等富水區(qū)(體)對巷道的安全掘進(jìn)與生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅,也是煤礦發(fā)生重大突水事故的主要原因。如何做到提前預(yù)報(bào)和及時(shí)防治,關(guān)鍵在于有效的超前預(yù)測。多年來這一問題一直困擾著煤礦的基層技術(shù)人員和施工人員。隨著當(dāng)今計(jì)算機(jī)水平與科學(xué)技術(shù)不斷提高和發(fā)展,對這一問題的解決也陸續(xù)涌出了不少科學(xué)手段,主要包括三種
4、手段:地質(zhì)分析法、水平鉆探法、物探測試方法三大類:1)地質(zhì)分析法地質(zhì)類方法包括利用地質(zhì)工作的全部資料以及巷道掘進(jìn)過程中的地質(zhì)測繪、地質(zhì)素描資料的分析,掌握巷道穿過段巖體的地質(zhì)格局,概略地預(yù)測地質(zhì)界線、大型斷層、主要涌水段、破碎巖體、圍巖類別等。主要方法有地質(zhì)投射法、地層層序法、巷道地質(zhì)編錄法、斷層參數(shù)預(yù)報(bào)法、TV成像技術(shù)、不良地質(zhì)作用綜合分析法、地下水觀測法等。2)水平鉆探法水平鉆探法是超前地質(zhì)預(yù)報(bào)最直接的一種方法,通過鉆探對掌子面前方獲取的地層巖性進(jìn)行鑒別,來確定其埋藏距離與厚度(或?qū)挾?,溶洞
5、及充填的性質(zhì),能查明鉆探深度內(nèi)的地下水的賦存條件,13賦水性TEM探測報(bào)告可進(jìn)行水量、水壓的測定,當(dāng)為煤系與地層時(shí),可確定煤層厚度和進(jìn)行瓦斯含量測定,對超前地質(zhì)預(yù)報(bào)成果進(jìn)行驗(yàn)證,同時(shí)利用所取巖芯可進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),測試巖石的物理力學(xué)性質(zhì)。因此在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜地段,經(jīng)地質(zhì)、物探綜合手段超前地質(zhì)預(yù)報(bào)確認(rèn)的重點(diǎn)的地段,應(yīng)施以水平鉆探法確認(rèn)。3)物探測試方法物探類方法近幾年來發(fā)展很是迅速,與地下水有關(guān)的探測主要包括礦井直流電法勘探技術(shù)、無線電波透視技術(shù)、音頻電透視技術(shù)、礦井瞬變電磁技術(shù)、紅外探水等,其種類繁多。
6、而在這些方法中,時(shí)間域瞬變電磁法以其本身固有的優(yōu)點(diǎn)異軍突出,在國內(nèi)外備受青睞并得到很快的發(fā)展,特別是在對煤礦生產(chǎn)至關(guān)重要的煤田水文地質(zhì)勘查方面,時(shí)間域瞬變電磁法已經(jīng)成為了首選的物探手段。應(yīng)用電磁場的偏振性質(zhì),有利于確定缺陷的方向性,且對與水有關(guān)的缺陷比較敏感,同時(shí)記錄的是時(shí)間系列,一般情況下,時(shí)間域電磁法(TDEM,簡稱TEM)和頻率域電磁法(FDEM)相比,在相同的頻率范圍情況下(主要指音頻),TDEM的分辨率比FDEM要高,這符合掌子面前方地質(zhì)缺陷及含水性精細(xì)超前預(yù)測的要求。1.2瞬變電磁法探
7、測原理圖1-1TEM探測原理地面瞬變電磁的基本工作方法是:于地面設(shè)置通以一定波形電流的發(fā)射線圈,從而在其周圍空間產(chǎn)生一次磁場,并在地下導(dǎo)電巖礦體中產(chǎn)生感應(yīng)電流,斷電后,感應(yīng)電流由于熱損耗而隨時(shí)間衰減,衰減過程一般分為早、中和晚期(見圖1-1)。早期的電磁場相當(dāng)于頻率域中的高頻成分,衰減快,趨膚深度??;而晚期成分則相當(dāng)于頻率域中的低頻成分,衰減慢,趨膚深度大。通過測量斷電后不同時(shí)間的二次場隨時(shí)間變化規(guī)律,可得到不同深度的地電特征。如圖1-2所示,在線圈中通以階躍電流,在電流斷開之前,發(fā)射電流在回線周
8、圍的大地和空間建立起一穩(wěn)定的磁場,在t=0時(shí)刻,將13賦水性TEM探測報(bào)告電流突然斷開,由該電流產(chǎn)生的磁場也立即消失。一次場的這一劇烈變化通過空氣和地下導(dǎo)電介質(zhì)傳至回線周圍的大地中,并在大地中激發(fā)出感應(yīng)電流以維持發(fā)射電流斷開之前存在的磁場,使空間磁場不會(huì)立即消失。由于介質(zhì)的歐姆損耗,這一感應(yīng)電流將會(huì)迅速衰減,這種迅速衰減的磁場又在其周圍的地下介質(zhì)中感應(yīng)出新的強(qiáng)度更弱的渦流,這一過渡場繼續(xù)下去,直至大地的歐姆損耗將能量消耗完為止。這便是大地中的瞬變電磁過渡場,伴隨這一過渡場存在的電磁