神东煤炭集团寸草塔二矿 内蒙古鄂尔多斯市 017209
摘要：随着社会经济的快速发展，矿山开采工作越来越多。瞬变电磁法的矿井勘探技术由于施工效率高，对阻体感应敏感，致使如今很多矿山水文地质勘查工作都将此技术作为首选，瞬变电磁法能够在阻值高的岩石中寻找阻值低的地质异常体，分辨能力非常强，可以实现剖面测量和深度测量同时进行，为矿井勘探数据处理提供更多的信息。
关键词：瞬变电磁法；兼并重组矿井；水文地质调查
引言
自国务院下发《关于全面整顿和规范矿产资源开发秩序的通知》以来，在全国范围内开展了矿产资源整合工作。由于原有的地方小煤矿往往存在开采工艺落后、基础资料不足或严重缺失等问题，为资源整合矿区水文地质调查带来诸多困难。为此，对勘测区的水文地质调查，需进行地面电法数据采集工作。
1瞬变电磁法概述
瞬变电磁法是利用不接地回线或者接地线源向地下发射一次脉冲磁场，发射一次脉冲磁场过程中利用线圈或者接地电极观测二次涡流场的方法。通过分析二次涡流场电磁场空间，从而探测地质构造以及富水区情况。瞬变电磁法是电法探测地质的分支，由于探测效率高、二次场观测对低阻体比较敏感，适用于煤矿水文地质勘测；瞬变电磁法采用同点组合观测，对探测目标异常响应强、分辨能力强，可以为地质勘测提供更多有用的信息。
瞬变电磁法在矿井勘探的过程中正被广泛地应用于矿井水源和涌水的水道中。在传统勘探的过程中，如何更好地针对高阻围岩中的低阻地质气体进行全面的寻找一直都是大家需要考虑的问题。通常只有有效地利用瞬变电磁法来对周围低阻地质气体进行全面的寻找，才能够在之后更加方便地寻找到这一气体。而从长远发展的角度来看，瞬变电磁法不仅能够有效地消除内部的噪声，而且也在之后不会对地形产生较大的影响。在使用的过程中，瞬变电磁法能够将实现目标和探测目标有效地结合。虽然这种探测方法非常简单，但是整体分辨能力却非常强。
2瞬变电磁法的施工方法
2.1施工仪器的选择
在运用瞬变电磁法来进行施工的过程中，尤其需要选择合适的施工仪器进行施工。通常都会采用TEM-47瞬变电磁仪进行施工。这种电磁仪器探测的精度很高，而且整体探测范围较小，也几乎不存在盲区。在设置参数的时候，尤其需要先将系统中的分辨率设置成29位，而发射机的频率一般为30、15和289Hz。
2.2合适的施工方法
在进行瞬变电磁法施工之前，一定要选择专门的施工方法才能够更加顺利地进行施工。选择合适的施工方法才能够使得整体施工的效率变得更高。一般，在针对瞬变电磁法施工的过程中，可以选择专业的偶极布置方式进行布置。
2.3全面收集和整理工程资料数据
在运用瞬变电磁法进行施工的过程中，也尤其需要对已经监测到的数据进行微机处理，再针对每个地理监测到的数据进行全面的整理，之后也可以通过全面的计算来最终绘制出专业的电阻率断面图。而电阻面断面图势必也会对将来的定性分析和定量分析提供更加重要的数据。在处理数据的过程中，先要将畸形点排除出去，之后再运用专用的预处理软件进行处理。之后也需要针对二次电位进行详细地内插，再通过内插进行详细的分类，最终计算出电阻率。电阻率的结果被计算出之后，再运用专用的软件来绘制模型图。
3瞬变电磁法在兼并重组矿井水文地质调查中的应用
3.1测区基本地质概况和基本物理特性
某工程三系和四系的主地层中主要存在着粘土、砂砾石和细砂岩等不同类型的材料。第四系和第三系上部电阻率较低，二叠系内部的砂岩和泥岩地层呈现中阻电性，以灰岩为主的石炭系地层整体电阻率较高。之后，整体寒武系灰岩地层中的电阻率也较高。从纵向方向来看，整个地层的电性主要呈现出由低到高的特征，可以被绘制为HA型的曲线。
3.2资料处理
瞬变电磁法主要是通过观测各个检测道的瞬变感应电压，再通过有效的滤波、全面转换和绘制参数图等步骤，最终换算成电视电阻率和其他类型的参数，而在之后才能够对资料进行更加深入地解释。
3.3断面分析
图1为2160线视电阻率断面图。该测量线本身位于勘探区的中部位置，从纵向发展来看，地层纵向的电性反映如图2所示。从横向发展来看，整体F4断层的附近会存在非常明显的凹陷。而通过对各个断面进行全面的分析，也就可以率先确定出每条测量线低电阻存在的异常区域。图2主要为寒武纪时期灰岩富水异常地区的分布图，图中的红色填充区域主要属于富水异常区的范围，主要存在20处富水异常的地区。寒武系灰岩本身存在于煤炭底板之间充水含水层中。由于应力的挤压，岩层在使用的过程中非常容易被破坏，所以也就非常容易引发水害。从寒武系灰岩富水异常分布图上可以看出，这些灰岩富水异常的地方主要可以被分布在断层的附近。当开采到异常区域附近时，尤其应该全面对水害进行防范。对于可能出现的异常情况要先进行探测，再进行采集，从而才能够使得安全生产能够更好地进行。
图2寒武系灰岩富水异常区分布图
结语
本文以某煤矿瞬变电磁在煤矿水文地质勘探中应用的范例为例，全面地分析了瞬变电磁法的原理、参数甄选和资料分析等诸多方面的内容，进一步证明了瞬变电磁法在煤矿开采的过程中属于一种非常有效的方法，所解释的结果都能够更好地反映出实际水文地质的规律。但是随着矿井开采条件和内部矿压的变化，水文地质条件也会随之发生改变，最终导致地层富导水性发生变化。但在实际操作时也需要根据实际情况来运用合适的勘探手段来全面进行确认。
参考文献：
[1]牟义，等．矿井瞬变电磁法在工作面顶板富水性探测中的应用[J]．煤矿安全，2011，42（1）：104－107．
[2]任建军，程绍强．瞬变电磁法在1304工作面顶底板水探测中的应用[J]．煤炭技术，2014，33（8）：231－233．
[3]杨振威，等．瞬变电磁法在探测工作面顶板赋水性中的应用[J]．中国煤炭地质，2010，22（1）：62－66．
[4]梁庆华.矿井瞬变电磁法在煤矿中的探测方法及异常特征分析[J].矿业安全与环保，2015（2）：72-75.
[5]张春燕．三维地震勘探技术在采空区探测中的应用[J]．煤炭科技，2011，3：54－56．
[6]黄群．应用高密度电测深法和瞬变电磁法探测煤矿采空区[J]．物探与化探，2012，36（S1）：107－110．
[7]牟义，等．CSAMT探测在煤矿深部采空区中的应用[J]．煤炭科学技术，2013，41（S1）：336－339．
[8]杨农和，等．瞬变电磁法小线框技术研究及其应用[J]．西安理工大学学报，2012，28（3）：345－351．
[9]李文，等．煤矿采空区地面探测技术与方法优化[J]．煤炭科学技术，2011，39（1）：102－106．
[10]吴超凡，等．矿井采空区积水网络并行电法探测技术[J]．煤炭科学技术，2013，41（4）：93－95+67．
[11]刘志新，于景村，郭栋.矿井瞬变电磁法在水文钻孔探测中的应用[J].物探与化探，2016（1）：129-133.
[12]张开元，韩自豪，周韬.瞬变电磁法在探测煤矿采空区中的应用[J].工程地球物理学报，2016，4（4）：341-344.
[13]杨建中.瞬变电磁法在煤矿防治水工作中的应用[J].能源与节能，2017（10）：157-158.
[14]王鹤宇.瞬变电磁法在山西省沁水煤田煤矿防治水工作中的应用[J].华北国土资源，2017（2）：101-104.
论文作者:刘艳伟
论文发表刊物:《房地产世界》2019年4期
论文发表时间:2019/8/7
标签：电磁论文; 矿井论文; 水文地质论文; 电阻率论文; 采空区论文; 煤矿论文; 异常论文; 《房地产世界》2019年4期论文;