矿井瞬变电磁超前探水的方法与流程

本发明属于矿井勘探应用，尤其涉及一种矿井瞬变电磁超前探水的方法。

背景技术：

1、随着我国社会经济的发展，城市轨道、地下矿山的发展前景看好，地下空间建设工程不断增加，也带来了隧道施工的各种问题。而地下工程施工中常遇到突发的渗水涌泥问题，大量的涌水特别是承压水，处理起来极为困难。我们需要对作业区域安全范围内进行防治水的勘察勘探。目前，国内常用的方法是水文地质分析、探水钻钻探等方法，方法单一，存在工序多、工期周期长、难以检测精准性等缺陷。

2、坑道瞬变电磁法是在井下巷道内工作，瞬变电磁场呈全空间分布，这时的瞬变响应为全空间响应。由“烟圈”理论来看，早期瞬变电磁场是由距离发射线框较近的巷道围岩介质的感应电流产生的，可以反映近距离的电性分布；晚期瞬变电磁场是由距离发射线框相对较远的围岩介质的感应电流产生的，可以反映远距离的电性分布，因此应用矿井瞬变电磁仪记录不同瞬变延时t的感应电动势，经过处理便可以得到巷道围岩由近及远的电性分布情况。坑道瞬变电磁法在忽略巷道空间的影响下，可以理解为线圈被整个大地给“包”了起来，所以在线圈的两侧都会产生“烟圈效应”，其响应特征为全空间电磁响应，为此，如何有效的利用坑道瞬变电磁法将其用于矿井探水中是目前需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明针对坑道瞬变电磁法在隧道施工工程中的应用所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单且操作方便、能够有效的分辨出隧道岩体构造、方便施工的矿井瞬变电磁超前探水的方法。

2、为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：本发明提供一种矿井瞬变电磁超前探水的方法，包括以下步骤：

3、a、首先将多匝线圈发射接收装置在巷道靠近侧帮或迎头放置，然后以移动点距1m或以多匝线圈发射接收装置中心为中心以每一次旋转15°的方式开展瞬变电磁法剖面测量；

4、b、待整条测线测量结束后，将获得的原始数据进行整理并对所得到的原始数据进行降噪预处理；

5、c、将处理后的数据进行视电阻率换算，进而得到视电阻率-时间曲线和视电阻率-深度曲线；

6、d、根据获得的视电阻率-时间曲线和视电阻率-深度曲线确定导电介质的电性分布和深度关系，构建成果图；

7、e、根据成果图的表现判断围岩情况，即视电阻率值沿地层倾斜方向无明显变化，等值线横向无明显弯曲且视电阻率值沿围岩层面法线方向视电阻率等值线呈均匀梯度变化，通常随深度增加电阻率值逐渐增大则全是围岩，若电阻率值沿地层倾斜方向无明显变化，等值线无明显弯曲且视电阻率值沿围岩层面法线方向变化明显，等值线在地层接触面位置处呈密集层状分布，则存在含水构造、侵入岩、矿体等与围岩电性差异明显的目标体。

8、作为优选，所述多匝线圈发射接收装置包括呈回字型设置的装置本体以及设置在装置本体上的多匝回线。

9、作为优选，所述c步骤中，视电阻率的计算公式为：

10、

11、其中，c为全空间响应系数；s为接收回线线圈的截面积；n为线圈匝数；t为二次场衰减时间；v/i为接收的归一化二次场电位场值，l内为接收回线线圈的边长，l外为发射回线线圈的边长。

12、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

13、1、本发明提供一种矿井瞬变电磁超前探水的方法，通过对现有的瞬变电磁法进行改进，利用多角度变换测量的方法配合回字型多匝线圈发射接收装置，有效实现了对巷道围岩内含水构造、侵入岩、矿体等与围岩电性差异明显的目标体的识别，进而确保了巷道开采的安全。

技术特征：

1.一种矿井瞬变电磁超前探水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的矿井瞬变电磁超前探水的方法，其特征在于，所述多匝线圈发射接收装置包括呈回字型设置的装置本体以及设置在装置本体上的多匝回线。

3.根据权利要求2所述的矿井瞬变电磁超前探水的方法，其特征在于，所述c步骤中，视电阻率的计算公式为：

技术总结
本发明属于矿井勘探应用技术领域，尤其涉及一种矿井瞬变电磁超前探水的方法。本发明提供一种矿井瞬变电磁超前探水的方法，通过对现有的瞬变电磁法进行改进，利用多角度变换测量的方法配合回字型多匝线圈发射接收装置，有效实现了对巷道围岩内含水构造、侵入岩、矿体等与围岩电性差异明显的目标体的识别，进而确保了巷道开采的安全。

技术研发人员：陈琦,杜利明,胡创业,胡兆国,梅贞华,张保涛,崔明飞,姜晓平,郑岩岩,王铭远,龚甲桂,燕军利,柳森,赵晓博,胡加斌
受保护的技术使用者：中国冶金地质总局山东正元地质勘查院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21