煤矿隐伏地质异常体地孔瞬变电磁法三分量探测技术

煤炭科学技术
网络首发时间：2024-06-14 11:54:42

作者

高小伟
单位

中煤科工西安研究院（集团）有限公司
摘要

为了满足煤矿隐伏地质异常体精细探查的地质需求，实现钻孔周围隐伏水害的精细刻画与解释，提出了煤矿地孔瞬变电磁法三分量孔旁地质异常体定位技术，该方法通过地面大功率发射异常场信号、地面垂直钻孔中接收关断后的二次场三分量信号，来探测钻孔周围地质异常体。首先采用Maxwell软件分别计算了钻孔不同方位异常体的三分量响应，发现地孔瞬变电磁法接收探头离异常体近，三分量异常响应明显，且组合形态不同，可依此定性判断异常体所在钻孔的方位；进一步对煤矿上常见的含导水陷落柱、含水断层和积水采空区模型的异常三分量响应进行数值模拟，发现不同异常体由于规模、异常体姿态不同，其产生的三分量异常响应曲线幅值形态不同，依此可以定性推断异常体类型；然后采用了电流环反演技术对理论含导水陷落柱、含水断层和积水采空区模型进行了异常体空间定位，结果表明利用地孔瞬变电磁三分量异常响应能实现钻孔周围含导水异常体的空间定位，并能获得异常体的空间位置、规模和姿态等参数；最后在内蒙某矿针对三维地震圈定的疑似陷落柱开展了地孔瞬变电磁探测，试验采用两个方位的发射源进行了激发，并对采集的数据进行了异常三分量反演，成功实现了疑似陷落柱的空间定位，并获得了疑似陷落柱的规模和姿态，探测结果在后期巷道掘进过程中得到了超前探测钻孔的验证。理论模型与试验数据表明地孔瞬变电磁法三分量异常定位技术可作为煤矿地面垂直钻孔中探查钻孔周围地质异常体的有效手段。
关键词

地孔瞬变电磁法陷落柱断层采空区三分量异常定位
文章目录

0前言
1地孔瞬变电磁法勘探技术
1.1 地孔瞬变电磁法
1.2 不同方位三分量响应特征
2 地孔瞬变电磁异常定位算法
3 理论模型测试
4 现场试验
5结论