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应用瞬变电磁法探测煤层风氧化带 617 应用瞬变电磁法探测煤层风氧化带 王惠亮 廖健康 王瑞珍 摘要 本文通过实例详细阐述了瞬变电磁法在煤层探测中的实际运用。 关键词 瞬变电磁法；风氧化带；物探；衰减 随着科学技术的不断发展，计算机技术也被运用列物探技术上，不仅提高了物探的效 率，同时也提高了物探结果的准确程度。本文提出的瞬变电磁法就是近几年发展并推广起来 的物探方面的一种新方法、新技术。 l瞬变电磁法的原理 瞬变电磁法(简称TEM)是以地下岩石的电性差异为物理基础，通过对地下半空间天然 或人工磁场分布的研究来解决与之有关地质问题的一种物探方法。该法是利用不接地回线 向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲橱窗的间歇期间，利用另一回线或探头接受由地下地 质体受激励引起的涡流产生的随时变化的感应二次场(按指数规律衰减)，二次场的大小与 地下地质体的电性有关，低阻地质体感应二次场衰减速度较慢，二次场电压较大；高阻地质 体感应二次场速度较快。二次场电压较小。根据二次场衰减曲线的特征，就可以判断地下地 质体的电性、规模和产状等。 2瞬变电磁法的工作步骤 瞬变电磁法探测工作由野外工作和室内工作两部分组成。野外工作完成数据的采集、现 场数据初步处理和初步解释等项任务；室内工作完成数据的综合处理、成图成像和人机交互 等项任务。 2．1野外工作 根据已知的地质资料，结合测区地形、地质构造的实际情况．物探测线的布施尽量垂直 地质体走向方向，使斜交的角度尽量小。为了减小地形高差带来的影响，要求同一条测线上 高差变化要小。因此，实际勘探中大多选择条件较好的小路、沟谷或山峁布置测线。 m×5 在实际测量中，采用5 m“OO”字形的线框装置。该装置抗干扰能力强，同时使用了 WDC--2B型瞬变电磁仪的深层模块。技术参数的选择：发射周期T=20ms(1～17取样 ms，叠回次数St= 道)，下降沿Dn=100US。延迟时间De=300us，采样时窗范围0．1～2．6 512次(干扰较严重的测点放大至1024次)，供电电流89A左右。 2．2室内数据处理 瞬变电磁数据的处理可分为四部分： 618 煤炭生产与安全技术的创新与发展 ①原始数据的录入； ②一次数据处理：包括数据编辑，数据滤波，均滑处理； ③二次数据处理：包括建立正、反演文件，磁源初步反演，磁源正、反演等； ④绘制图件。 3正常煤层与风氧化煤层的电性差异 我们知道各种岩石的成分、结构不同，表现出的物理、化学性质也不同。特别是在一些表 证岩石的独有性质方面有很大的差异，这些特性一般作为物探探测的依据。瞬变电磁法就是 以地下岩石的电性差异为物理基础的一种物探方法。 由于煤层被风氧化后，煤层的含水性、胶结性等变化很大，总体电性增高，电性变为高阻 体．因此在多测道电压剖面曲线图上，风氧化带相对于正常煤层电性上反映为低电压。 4瞬变电磁法的实例分析 以西曲矿北五盘区24煤风氧化带的探测为实例，具体阐述瞬变电磁法的实际运用。 西曲矿北五盘区24煤层位于山西组中部，煤层厚度一般4．20m，地表为黄土覆盖，盖 山厚80．-．150 m。由于盘区东部煤层埋藏较浅，且在矾石沟内有露头出露，因此煤层风氧化 带范围较大，给工作面布置造成极大的影响。为了准确地确定风氧化带分布范围，使工作面 布置更合理、更经济，决定采用瞬变电磁法进行探测。 探测使用的仪器为WDC--2B型中功率瞬变电磁仪。该仪器能显示现场观测数据(Pt、 Vt)和y∽／Jr衰减曲线以及多测道电压剖面。仪器工艺质量好、工作稳定性高、抗干扰能力 强。 I、A 探测布施了A I、AI、AⅣ、A V共5条测线(具体位置见图3所示)20m，主要控 制2。煤层风氧化带。 下面为该次探测结果分析： 以测点为横坐标(算术坐标)，V∽／I值为纵坐标(对数坐标)，将