CUGTEM-8PLUS深部勘查型瞬变电磁仪在煤矿充水区探测中的应用

PART 1  项目背景

近日，武汉地大华睿地学技术有限公司应客户要求，对贵州省黔西市某煤矿地下采空区进行物探实验工作，本次实验主要目标为：探测深度为500m左右的煤田采空区及充水区。

PART 2技术方案及施工方案

瞬变电磁法或称时间域电磁法，简称TEM，是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲电磁场，在一次脉冲电磁场间歇期间，利用不接地线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。

图1   瞬变电磁法工作原理示意图

本次物探使用的仪器型号为武汉地大华睿自行研发生产的CUGTEM-8PLUS深部勘查型瞬变电磁仪。这款设备最大的亮点是采用了重叠回线的收发装置。重叠回线装置是瞬变电磁法特有的组合，与目的物耦合最紧密。重叠回线装置具有横向分辨率高，异常幅度大的特点。实地测量时发射线圈逐测点移动，不会激发盲区。其勘探深度可达数百米。

其基本工作方法是：于地面或井下设置通以一定波形电流的发射线圈，从而在其周围空间产生一次磁场，并在地下导电岩矿体中产生感应电流。断电后，感应电流由于热损耗而随时间衰减。衰减过程一般分为早、中和晚期。早期的电磁场相当于频率域中的高频成分，衰减快，趋肤深度小而晚期成分则相当于频率域中的低频成分，衰减慢，趋肤深度大。通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律，可得到不同深度的地电特征。

下图为CUGTEM-8PLUS深部勘查型瞬变电磁仪为设备连接示意图。

图2    CUGTEM-8PLUS设备示意图

本次探测作业深度要求为500m，使用CUGTEM-8PLUS瞬变电磁仪进行探测。测线2条，测线长度100m，探测点距5m，探测点数42个,通过在地面移动发射接收线圈，形成2条超前探测的实测剖面。

图3-1 视电阻率断面图

结合客户所提供资料，高程1270米左右，点号1630到点号1660处（红色圈定区）为高阻采空区，高程1200米以下，点号1600到点号1700范围左右为茅口组灰岩高阻层；解释结论与地质资料记录吻合。

异常区的划分是相对的，划分的主要依据是视电阻率值的高低，但引起电阻率变化的因素是多样的，因此物探结论存在多解性。物探结果为钻探提供参考资料，建议后期还要对低阻异常区进行一步的钻探验证，避免意外水害事故发生，保障生产安全。