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1、XX煤矿有限公司 12333进风顺槽 YCS200矿用瞬变电磁仪超前探测 探测人员 xxx xxxxxx xxxxx xxx xxxx xx 探测范围 A5前 12 112 米 探测时间 xxxx 年 x 月 xx 日 报告编号 L 15006S 目录 一 工程概况 二 瞬变电磁探测技术 三 施工布置及数据采集 四 数据处理 结果解析 五 结论与建议 六 存在问题 七 探测结果参考综合柱状图地层显示 八 水平 0 探测结果采掘平面图显示 九 物探参考资料 十 物探结果验证表 十一 复探通知 XX煤矿 12333进风顺槽 YCS200矿用瞬变电磁仪超前探测 一 工程概况 1 探测位置 12333
2、进风顺槽 12333 进风顺槽布置在二采区皮带巷左侧 以方位角223 开 口 设计长度 1000m 12333回采准备工作面布置在10 煤层中 地面 标高为 970 1043m 井下标高为 730 740m 探测施工处于迎头位置 距离A5测点 12 米 如下图所示 2 井田主要含水层有 1 中奥陶统石灰岩含水层 2 上石碳统太原组石灰岩含水层 3 二叠系下统山西组及石盒子组砂岩含水层 4 第四系孔隙含水层 3 井田主要隔水层有 1 中上更新统黄色亚粘土隔水层 2 各含水层之间的泥岩 砂质泥岩 粘土岩隔水层 3 本溪组隔水层 4 探测目的 煤矿生产过程中会受到多种地质因素的影响 其中矿井水害长期
3、以来 一直是制约煤炭矿产资源安全高效开采的主要因素之一 为了保证掘进安 全 避免水害发生 依据 物探先行 钻探验证 的防治水原则 进行本 次瞬变电磁法探测 探测目的是为煤矿企业安全生产服务 为防止在掘进工作中灾害的 发生 保证生产安全 为制定安全技术措施提供科学依据 实现更科学的规划 更安全的 生产 5 探测任务 本次探测的主要任务是使用YCS200 矿用本安型瞬变电磁仪 通过不同角度 利用瞬变电磁法探测A5测点前 12 112 米 的赋水情况 根据探测情况编 制报告为掘进安全地质工作提供参考依据 二 瞬变电磁探测技术 1 概 述 YCS200矿用本安型瞬变电磁仪是武汉地大华睿地学技术有限公司
4、结合 十数年瞬变电磁法勘探研究 在地面勘探瞬变电磁仪的基础上衍生出来的 适合矿井使用的新型瞬变电磁仪 主要用于煤矿井下巷道周围地质构造勘 探 测水勘探和地面工程勘探 Windows 操作平台 大尺寸真彩液晶屏和 一键采集的软件结构更加方便您的使用 超微弱信号采集技术的使用 确 保了在小功率发射电流的情况下也可探测较远距离 1 执行标准 Q HR5 0 2011 YCS200 矿用本安型瞬变电磁仪 2 产品主要用途及其适用范围 YCS200矿用本安型瞬变电磁仪对低阻充水破碎带反映特别灵敏 体积 效应小 纵横向分辨率高 且施工方便 快捷 效率高等优点 既可以用 于煤矿掘进头前方 也可以用于巷道侧帮
5、 煤层顶 底板等探测 为煤矿 企业在生产过程中水患和导水构造的超前预测预报提供技术手段 3 仪器特点 本产品集发射接收功能于一体 主要特点如下 微功耗工控主机 高速数字信号处理 微弱信号采集 高效率发射电路 一键式数据采集 多种方式数据显示 人工噪声数据排除 文件管理智能可靠 安全防爆 防潮防尘 2 工作原理 1 防爆瞬变电磁仪工作原理 防爆瞬变电磁仪的工作原理是矿井瞬变电磁法 MTEM 矿井瞬变电磁 法是利用不接地回线于井下巷道内设置通以一定电流的发射线圈 在其周 围空间产生一次电磁场 从而在巷道周围导电岩矿体中激发产生感应电流 在电流断开之前 发射电流在回线周围空间中建立起一个稳定的磁场
6、在 时间 t 0 时刻 将电流突然断开 由该电流产生的磁场也立即消失 一次磁 场的这一剧烈变化通过巷道内空气和周围导电介质传至回线周围的岩层 中 并在岩层中激发出感应电流以维持发射电流断开之前存在的磁场 使 空间的磁场不会即刻消失 由于介质的热消耗 直到将磁场能量消耗完毕 为止 由于电磁场在空气中传播的速度比在导电介质中传播的速度大得多 当 一次电流断开时 一次磁场的剧烈变化首先传播到发射回线周围巷道顶 底板和侧帮 因此 最初激发的感应电流局限于巷道附近岩层中 巷道附 近各处感应电流的分布也是不均匀的 在紧靠发射回线一次磁场最强的巷 道顶 底板处感应电流最强 随着时间的推移 巷道周围的感应电流
7、便逐 渐向外扩散 其强度逐渐减弱 分布趋于均匀 研究结果表明 任一时刻 巷道顶 底板导电岩层中涡旋电流在巷道内产生的磁场可以等效为一个水 平环状线电流的磁场 在发射电流刚关断时 该环状线电流紧挨发射回线 与发射回线具有相同的形状 随着时间的推移 该电流环向外扩散 并逐 渐变形为圆电流环 等效电流环像从发射回线中 吹 出来的一系列 烟 圈 因此 将巷道项 底板导电岩层中涡旋电流向外扩散的过程形象地 成为 烟圈 效应 矿井瞬变电磁法 MTEM 其基本原理与地面瞬变电磁法基本原理相同 所不同的是 矿井瞬变电磁法是在井下巷道内进行 瞬变电磁场呈全空间 分布 如图 全空间效应成为矿井瞬变电磁法固有的特点
8、 煤层一般情况 下为高阻介质 电磁波易于通过 所以煤层对TEM来说就没有像对直流电 场那样的屏蔽性 故接收线圈接收到的信号是来自发射线圈周围全空间岩 石电性的综合反映 因而在判定异常体空间位置时 需根据线圈平面的法 线方向并结合地质资料加以综合分 析确定 2 矿井瞬变电磁法工作方法技 术 目前 矿井瞬变电磁法经常使 用的工作装置形式主要有重叠回线 和偶极一偶极两种 重叠回线装置 形式地质异常响应强 施工方便 但线圈间存在较强的互感 一次场 影响严重 偶极一偶极装置收发线 圈互感影响小 消除了一次场影响 但二次场信号弱 不易于地质异常体识别 瞬变电磁法原理示意图 3 装置参数的设计 根据不同的地
9、质任务 选择回线边长与匝数是不同的 回线在一定的 范围内线框越小 其体积效应也越小 其横向直 纵向分辨率也愈高 井 下的工作环境所限制 矿井巷道宽度只有几米 因此回线边长不能太大 否则不便于施工 也降低工作效率 但井下的工作任务不同 施工环境所 限 只能选择较小的边长 通过具体的实验 一般在1 3m 边长比较合适 其它参数在井下实际测量中 正式工作前通过试验即可确定 回线大 小一定 一般回线匝数愈多 发射磁矩愈大 发射功率也愈大 接受回线 感应信号也愈强 有效面积增大 发射磁矩愈大 发射功率也愈大 探测 深度增大 接受回线感应信号也愈强 但会增加装置移动的难度 实际测 量中 由于井下巷道空间的
10、限制 为了增大回线的有效面积 有时可果用 矩形回线组合进行测量 以满足实际探测工作的需要 总之 矿井瞬变电 磁法实际测量中 根据探测任务的要求和井下实际人文设施情况 选择合 理的回线边长大小和回线臣数 不仅能有效完成探测任务 同时可提高实 际探测的工作效率和减小测量中的劳动强度 3 主要技术参数 YCS200 矿用本安型瞬变电磁仪一技术指标 项目参数 发送电流强度 4A 电流脉冲宽度10 ms 20 ms 40 ms 电流发射频率200Hz 25Hz 1 5625Hz 发射线圈规格m m 发射电压 叠加次数1 9999 可选 关断时间 300 s 随供电电流大小以及发送线圈不同而各异 发射波形双极性矩形波 主控机军用级工控机 A D 转换器16 bit 最小采样间隔4 s 动态范围140 dB 本底噪声 600nV 内存256 MB 数据存储4 GB电子硬盘 可扩展 端口1 个 仅在地面使用 显示屏7 TFT彩色液晶显示屏 操作界面Windows xp 电源内置电池 连续工作时间7 小时以上 尺寸335 mm 281 mm 216 mm 长 宽 高 重量4Kg 工作温度0 40
