矿井瞬变电磁法探测报告.doc

xxxx集团xxxx煤业有限公司矿井瞬变电磁法探测报告XXXX 有限公司20XX 年 4 月 14 日探测位置三采区回风巷开口 161m处（3#测点前28m处）掘进头数据采集（签字）. 报告编制（签字）.审 核（签字）： 总经理（签字）：施工单位（公章）日期：防治水科长（签字）. 防治水副总（签字）.矿方总工（签字）.会审意见日期：目录1、目的任务 12、探测区概况 13、本次使用仪器及原理 24、现场数据采集及参数选择 45、数据处理及分析 66、综合成果 97、结论及建议 9图 2-1探测位置示意图1、目的任务XXXX 集团 XXXX 煤业有限公司为摸清掘进巷道前方富水异常区分布情 况，特委托 XXXX 有限公司对该矿井三采区回风巷进行瞬变电磁法跟踪超前探 测工作，为矿井防治水工作提供技术依据本次井下瞬变电磁超前探测位置为 三采区回风巷开口 161m 处（3#测点前 28m 处）掘进头，探测任务是：对三采 区回风巷开口 161m处（3#测点前28m处）掘进头前100m （探测距离）范围 内富含水异常体进行探测，并圈定富水异常体范围及位置2、探测区概况2.1 探测区位置概况本次探测位置为三采区回风巷开口 161m 处（3#测点前 28m 处）（图 2-1）。

三采区回风巷位于井田中部，巷道走向为东南向南部为三采区机轨巷，东北部尚未布置工作面4 /f|]3■■Iftlm2.2 地质概况现开采3号煤层，煤层厚度为4.50〜6.30m,平均厚度为5.99m,煤层结构简单〜较简单，含有1〜3层砂质泥岩夹矸，最常见的是位于煤层中下部的一层夹矸，厚度为0.10〜0.50m煤层直接顶板为泥岩或砂质泥岩，老顶为中细粒 砂岩;底板为泥岩、砂质泥岩及砂岩上距K8砂岩28.60〜63.10m,平均为35.55m, 下距K7砂岩12.50〜23.50m,平均为14.50m根据矿方提供的资料显示，本次探测范围内尚未发现断层、陷落柱等构造2.3 水文地质情况根据本矿地质及水文地质情况可知，三采区掘进巷道主要水患有3号煤层 顶板砂岩裂隙水及采空区积水顶板砂岩裂隙水为 3 号煤层直接充水水源，渗 透系数0.0161m/d，单位涌水量为0.0109L/s.m，含水层富水性弱根据《XXXX集团XXXX煤业有限公司煤矿防治水分区管理论证报告》可知：本矿 3 号煤层采空积水区共有 13 处，估算采空积水区面积为 354877m2， 积水量为498602m3；巷道积水2处，积水量为28809m3,三采区有一处积水区， 编号 7#，位于三采区机轨巷东北部。

根据矿方提供的资料显示：该巷道掘进前 方存在采掘破坏区及旧巷2.4 地球物理特征煤系地层的沉积序列比较清晰，在原生地层状态下，其导电性特征在纵向 上固定的变化规律，而在横向上相对比较均一不同地层的电性分布规律为： 煤层电阻率值相对较高，砂岩次之，泥岩类最低（表2-1）当断层、裂隙和陷 落柱等地质构造发育时，无论其含水与否，都将打破地层电性在纵向和横向上 的变化规律这种变化规律的存在，为以岩石导电性差异为物理基础的矿井瞬 变电磁法探测提供了良好的地质条件表 2 -1 一般煤系地层常见岩石电阻率岩石煤泥岩砂岩石灰岩矿井水电阻率（Q.m）10〜2x1041〜501 〜10560〜4x1051〜103、本次使用仪器及原理3.1 本次使用仪器本次探测使用仪器为加拿大Geonics公司生产的PROTEM47HP，其组成包括：• PROTEM 数字接收机，主要技术指标（电磁传感器：空心线圈；道数： 单道连续测量三分量或三道同时测量三分量；时间门：三个量级时间轴上 30 个门测量；信号分辨率：24 位，包括 1 个符号位，系统分辨率 29 位；基本频 率： 0.25，0.625，2.5，6.25，25，62.5，237.5Hz（50Hz 工频时）；积分时间：0.5, 2, 4, 8, 15, 30, 60和120秒；数据管理：固态存储3300套数据，RS232输出；同频：参考电缆同步；电源： 12V 可充电电源，可连续工作 8 小时）；• TEM47HP 发射机,主要技术指标（电流波型：偶极方波,占空系数 50%；基本频率：25, 62.5, 237.5Hz （功率传输线为50Hz时）；关断时间：关断时间 最终关断时间取决发射线圈有效面积 S及发射电流A；发射线圈尺寸：1.5mxl.5m（80 匝）或 2mx2m （64 匝）；输出电压：0—12V 24V 或 32V；最大 输出电流：10A；同步：电缆同步）；• 高频接收线圈；• 可调节角度的井下多匝发射线圈• 全空间正、反演软件图 3 -1 井下探水瞬变电磁系统 TEM47HP3.2 基本原理其简单工作原理是,根据探测目标将井下多匝发射线圈安置在合适的位置上 将高频接收线圈安置在距发射线圈5 —10m的位置上，TEM47HP发射机向多匝发 射线圈发送脉冲电流（频率可选）产生一次场。

该一次场向探测目标体扩散,当 达到探测目标体时则产生变化的二次场,即瞬变电磁场该瞬变电磁场在高频接 收线圈中产生感应电压并由PROTEM数字接收机接收和进行初步处理对接收到 的瞬变电磁场数据进行全空间正、反演,最终给出探测异常体的位置、形状和电 阻率等参数，对矿方探放水工作进行超前预报，提供相应技术依据4、现场数据采集及参数选择4.1 探测环境及影响因素分析本次探测位置为三采区回风巷开口 161 m处(3#测点前28m处)，巷道为3号煤 层煤巷，水平掘进，用锚杆、铁丝网支护，掘进机后退8m,顶板滴水瞬变电磁技术分辨率高但易受干扰，综合现场环境分析，本次探测环境的影 响因素主要为支护巷道的锚杆、铁丝网、电缆、工作面电力等因素采取措施： 首先，跟矿方带队协调，停止掘进工作；然后切断工作区域电力，清理施工巷道 内迎头20m范围内金属器件，发射线圈和接收线圈尽量远离金属体，在锚杆、铁 丝网、电缆等无法移动的金属体附近探测时，尽可能避免接收线圈正对以上金属 体4.2 现场试验及参数选择为了保证本次井下超前探测的数据质量，尽可能清理了现场干扰因素后， 展开了本次试验工作本次试验主要进行了关断时间、增益的调整。

组装好仪器后，首先对仪器进行了自检，仪器自检全部通过，说明仪器工作状态正常然后将发射打开并将电流调整至1A，并开始关断时间的调整，最 终选用 200us 关断时间最后进行增益的调整，分别调试了22、 23、 24、 25，现场仪器显示在25时接受信号溢出，说明本次探测环境下增益可以选择在24以下，选定为23经过多次试验，确定的本次瞬变电磁施工主要参数：1)发射频率：25Hz；2)发射电流：1A；3)增益：23倍；4)积分时间：8s5)关断时间：200us6)采样道数：30 门；7)接收线圈：专用接收探头(有效面积 31.4m2)8） 发射线圈： 2mX2m 64匝小线框装置9） 装置：小回线发射线框、共面偶极装置4.3 施工布置及完成工作量（1）施工布置 在井下进行探测时，由于受井下空间限制，只能采用多匝小回线发射的共 轴或共面偶极装置本次探测采用多匝2mX2m小回线发射线框的偶极装置, 接受线圈与发射线圈距离5-10m,掘进头空间位置上的测点布置如图4-1所示， 共布置横向探测方向19个，分别是左侧帮（180°、170°、160°、150°、140°、 130°、120°、110°、100°）、正前方（中间 90 °）、右侧帮（0°、10°、20°、 30°、 40°、 50°、 60°、 70°、 80°）。

图 4 -1 测点布置示意图 为得到井下全方位信息，在实际过程中以图 4-2 中每个发射点调整接收天 线在纵向上的角度，可以得到探测巷道顶板、顺层、底板方向上岩层变化情况， 分别从上倾 30°、上倾 15°、顺层 0°、下倾 15°角进行探测，共 76 个探测点底板探测方向顶板T1W.L5-图 4 -2 探测方位示意图（2）完成工作量本次井下瞬变电磁法超前探测工作于 2020 年 4 月 13 日完成了井下数据采 集，4 月 14 日提交了探测成果报告完成探测方向 4 个，分别是上倾 30°角、 上倾 15°角、顺层 0°角及下倾 15°角，共计完成 76 个测点 5、数据处理及分析探测数据采用全空间瞬变电磁处理软件REATEM进行滤波、时深转换及正、 反演计算，用 Surfer 软件绘制成各探测方向上的视电阻率等值线图本次探测盲区为15m,有效探测范围为15〜100m视电阻率等值线图中，0 点坐标位置对应掘进头位置，图中不同色标表示不同的视电阻率值，从蓝色 到红色表示视电阻率不断升高各个探测方向视电阻率等值线图具体分析如下："30巷道断面F探测方向°巷道掘进方向煤层底板上倾30° 角视电阻率等值线图LDepth/m100908070601503050484440如左图所示上倾 30°角视电阻率等值线图中，未 发现明显异常区。

5040302010010 20 30 40 50 60 70 80 90 1000°lor code/Q.m180° 0-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10left I right\探测方向巷道断面\巷道掘进方向 75)煤层底板上倾15° 角视电阻率等值线图Depth/m150'T6030100908070605040一 20302010如左图所示上倾 15°角视电阻率等值线图中，未 发现明显异常区100 -900 0color code80 90 100 /Q』-80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10left10 20 30 40 50 60 70right巷道断面 4探测方向巷道掘进方向煤层底板顺层0° 角视电阻率等值线图1501Depth/m：10090807060如左图所示顺层 0°角视电阻率等值线图中，迎 头正前方偏右侧帮出现相对高阻区域（白色曲线圈定 范围），推测为相邻巷道及采空破坏区的反映50；40302010180° 0-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -100 0color code20 30 40 50 60 70 80 90 100 /Qm巷道断面Depth/m75°巷道掘进方向*探测方向煤层底板下倾15° 角视电阻率等值线图100908070605040302010OOOOOOOOOO0987654321484032241612如左图所示下倾 15°角视电阻率等值线图中，未 发现明显异常区。