瞬变电磁法基本原理

瞬变电磁法基本原理静恩杰，李志聃（中国矿业大学地质系徐州２２１００８）瞬变电磁法是一种利用电磁感应原理预测地下矿产的地球物理方法。瞬变电磁法最早由加拿大地球物理学家Ｗａｉｔ于１９５１年提出，并于１９５３年获取专利权。１９６０年，原苏联研制出第一台共圈...     

瞬变电磁法在探测小窑采空区、陷落柱中的应用

通过矿区勘探的三个典型实例,介绍了使用CUGTEM-2002型瞬变电磁系统在探测小窑采空区积水和陷落柱方面的应用。根据瞬变电磁法对低阻地质体的灵敏性,采用在已知地质异常位置布设测线获取地质异常资料特征,然后推断整个测区资料成果的勘探方法,可取得较好的地质效果。实践证明,瞬变电磁法是探测金属矿体、小窑采空区等地质异常体的一种有效手段。     

瞬变电磁法在探测煤矿采空区及塌陷区中的应用

利用瞬变电磁法对襄垣煤田采空区及塌陷区进行探测,在已知采空区及非采空区进行了方法有效性试验,发现工区内低阻异常为积水采空区反映。结合已知资料,判断区内可采煤层(3号煤层)采空深度为144～324 m,采空区东侧较浅,西侧较深,与煤层倾向相吻合。在3号煤层埋藏深度260 m处作视电阻率水平切面,并根据各测线异常情况,最终推断区内采空区范围,也初步查明了煤矿附近居民房屋出现裂缝、地面下陷等地质灾害的原因。     

瞬变电磁法在某煤矿采空区探测中的应用

瞬变电磁法是目前工程勘察中应用较广的物探工作方法之一。利用瞬变电磁法对河南某煤矿采空区进行探测,在已知采空区及非采空区进行了方法有效性试验,发现工区内低阻异常为积水采空区反映。对探测区二1煤进行视电阻率顺层切片图,根据各测线异常情况,最终推断区内采空区范围,基本查明测区内含水采空区的分布范围、主要含水层富水性及各含水层之间的水力联系,取得良好的效果。     

瞬变电磁法在探测宏石煤矿采空区中的应用

山西省灵石县宏石煤矿是由四家独立的小煤矿整合而成的新型股份制煤矿,区内可采煤层为5层。由于前期的开采,遗留下大量的采空区及小窑。为查清采空区范围及其富水状况,采用瞬变电磁法对矿区实施了矿井水文地质补充勘查工作。根据现有物探资料可知,该区的视电阻率曲线类型为HA型,其中第四系底界面为低阻分界面,奥陶系石灰岩的顶界面为高阻界面。通过建立已知充水与未充水采空区的地电模型,总结出该区煤层采空充水区与导水断层裂隙带的电阻率变化规律,并以10、17、25Ω·m作为确定各煤层采空区与断层强、中、弱富水性的阈值,推断出2号、4号、6号、9号、10号各煤层采空区范围及富水性。经验证,解释结果与实际基本相符。     

应用高密度电测深法和瞬变电磁法探测煤矿采空区

云支线旧高山段某处出现大面积的采空塌陷区。为确保安全运输,遵循"从已知到未知"的原则,通过方法有效性实验,确定了勘探方法及工作参数,决定主要采用工作效率高、探测效果好的直流高密度电测深法,在有条件的地段辅助瞬变电磁法探测,进一步确定异常区的范围和性质。勘探结果表明,物探方法的综合应用确保了解释结果的可靠性,提高了物探的解释精度。     

瞬变电磁法在高速公路采空区勘测中的应用

应用瞬变电磁勘探方法对青岛至兰州高速公路采空区进行勘察,介绍了瞬变电磁法野外数据采集技术,并对采空区、地层塌陷处的瞬变电磁法电阻率异常特征进行了分析和研究,查明了采空区的分布位置和埋深,取得了有价值的结论:瞬变电磁法勘察效果的好坏主要取决于装置类型及其他技术参数的选择,如根据测区电阻率、最小和最大探测深度,确定最小和最大延时;进行解释时,掌握测区可能出现的地层,找准采空区和围岩所处的电阻率范围非常重要,特别注意区分采空区与陷落柱的电阻率差异.在本勘测区,采空区表现为高阻,陷落柱表现为低阻,这已由钻探所证实.     

测氡法和瞬变电磁法在探测煤矿采空区的应用

介绍了活性炭测氡法探测采空区的基本原理。用测氡仪器测量其氡的衰变子体放射出伽马射线的强度,从而了解氡气浓度的高低,便可知采空区的位置。根据采空区的地球物理特征,利用瞬变电磁法,通过分析拟视电阻率断面图,准确地探测出了采空区的位置。以探测山西省西山煤电集团有限公司东曲矿采空区为例,来说明活性炭测氡法和瞬变电磁法在探测采空区是可行的。     

等值反磁通瞬变电磁法在金矿采空区探测中的应用

甘肃省玛曲县大水金矿是西秦岭地区的典型矿山之一,由于矿山的连年持续开采,导致在5号、9号高陡边坡下方形成一系列不同埋深的采空区,引起局部地面塌陷,存在较大安全隐患,根据环保及安全方面的要求,急需查明隐伏塌陷的空间展布特征,有效预防地质灾害的发生。本次研究采用等值反磁通瞬变电磁勘探技术,通过对勘察区典型断面图异常特征的精细解释,结合勘察区水文地质、基础地质等资料的综合分析,进而实现矿山隐伏塌陷的透明化、立体化。研究结果表明：利用等值反磁通瞬变电磁法(OCTEM)进行地下采空区探测,能够较好地反映采空区隐伏地层的岩性电性特征,并且采空区与围岩的物性差异明显,可有效查明地下采空区的空间位置及基本形态特征。同时基于多勘探线物探剖面采空区边界特征点数据,结合计算机三维建模技术,可实现采空区空间形态三维可视化,透视采空区的立体特征。等值反磁通瞬变电磁法的实施效果及三维建模技术为矿山恢复治理及安全评价提供了技术依据,可以有效服务于数字矿山的建设。     

瞬变电磁法在采空区勘查中的应用

介绍瞬变电磁法在煤矿采空区勘查中的应用,并对比不同回线装置在实际工程中的效果。结果表明,重叠回线装置的横向分辨率较高,探测深度达数百米;大定源回线装置能够探测深部信息,且能比较详细地划分异常。     

瞬变电磁勘探方法解释煤矿采空影响范围

针对测区内村庄外围房屋多处出现的裂缝,查明这些房屋下是否有采空区存在,裂缝是否由采空区造成,应用瞬变电磁勘探方法探测资料,并结合开采区的地质和挖掘情况,推断出采空区影响范围,认为村庄外围房屋多数出现的裂缝主要是由采空区造成的。     

瞬变电磁法在采空塌陷灾害中的应用——以神东煤矿采空区调查为例

由人工采矿及天然作用形成的地下空洞是引起地面塌陷、地裂缝等多种环境地质灾害的根源之一。在煤矿开采区,地下空洞主要是煤矿采空区,采空区受水文地质条件和开采时间的影响,呈现积水和不积水状态。利用瞬变电磁法对神东矿区采空区进行了调查勘探,用最原始的归一化二次电位解释采空不积水区及采空积水区,并根据地下空洞发育的时间长短及积水程度的不同,会呈现高阻异常或低阻异常,在视电阻率断面图上呈现出十分显著的特征。给瞬变电磁法勘探应用于采空区及采空积水区的探测提供了实例,对预测和防治采空区引起的塌陷环境地质灾害具有重要意义。      

用瞬变电磁数据精细处理技术探测煤矿采空区

为方便煤田采空区瞬变电磁资料的解释,笔者根据瞬变电磁纵向电导微分成像的原理,编制了集层状模型正、反演、微分电导成像、采集数据预处理以及传统的视电阻率等方法于一体的综合瞬变电磁精细处理解释软件,并将这套软件应用于河南省老窑煤矿采空区的解释和推断工作中。结果表明:该软件处理速度快,成像直观,解释精度高。     

多层采空区调查中瞬变电磁法的应用

有些煤层存在2层或2层以上的采空区,目前很多方法只能有效地探测最顶层采空区。针对这一情况,根据多层采空区的地球物理特征,利用瞬变电磁法,通过分析多测道电压剖面图和拟视电阻率断面图,准确地探测出了多层采空区的位置。结果表明,根据多层采空区地球物理特征,利用瞬变电磁法准确探测多层采空区的位置划清责任是形之有效的方法。     

瞬变电磁法在彬州市某煤矿采空区勘查中的应用

采用地面瞬变电磁法对拟建搬迁安置小区是否存在煤矿采空区进行勘查,运用未充水采空区、充水采空区分别在视电阻率断面图上呈现相对高阻、低阻异常的地球物理标志,结合地面地质灾害调查成果,较为准确的确定了彬州市某煤矿采空区具体位置,并推断塌陷过渡带范围。     

应用瞬变电磁法小线框大电流探测隐伏断层

瞬变电磁法小线框、大电流技术在金属矿勘探和地下水的探测中已趋成熟。在长期实践的基础上,分析断层上方出现的感应二次场V2 负值现象和成因,提出断层和次新断层以及地质塌陷的探测方法和数据处理的要点,总结出利用小线框、大电流瞬变电磁法探测隐伏断层的技术方法。钻井验证表明,该方法施工快速轻便,断层点定位准确。