（一）井下水害體發(fā)育位置1)掘進(jìn)巷道前方水害體超前探測;2)工作面煤層頂板水害體探測;3)工作面煤層底板水害體探測;4)工作面外邊界斷層或老空區(qū)賦水性探測;5)廢棄不良鉆孔賦水性檢測;6.)賦水構(gòu)造注漿效果檢測（前后對比）。3.前言（二）井下物探方法預(yù)報物理依據(jù)

從電性上分析不同地層的電性分布規(guī)律為：煤層電阻率值相對較高，砂巖次之，粘土巖類最低。由于煤系地層的沉積序列比較清晰，在原生地層狀態(tài)下，其導(dǎo)電性特征在縱向上固定的變化規(guī)律，而在橫向上相對比較均一。當(dāng)存在構(gòu)造破碎帶時，如果構(gòu)造不含水，則其導(dǎo)電性較差，局部電阻率值增高;如果構(gòu)造含水，由于其導(dǎo)電性好，相當(dāng)于存在局部低電阻率值地質(zhì)體。綜上所述，當(dāng)斷層、裂隙和陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育時，無論其含水與否，都將打破地層電性在縱向和橫向上的變化規(guī)律。這種變化規(guī)律的存在，為以巖石導(dǎo)電性差異為物理基礎(chǔ)的電磁法探測方法提供了良好的地質(zhì)條件。3.前言煤礦井下水文電（磁）法技術(shù)是指應(yīng)用于煤礦防治水方面的礦井物探方法，鑒于巖石導(dǎo)電性對含水的敏感性，礦井水文物探主要以礦井電法勘探為主，目前常用的方法有：礦井直流電測深法、音頻電透視法、礦井瞬變電磁法、無線電透視法和三極超前探等方法。主要用于探測礦井涌水補(bǔ)給源、隱伏導(dǎo)水通道、裂隙帶、隔水層厚度和巷道迎頭前方含水構(gòu)造等水文地質(zhì)問題。3礦井電磁法技術(shù)及特點(diǎn)

（一）掘進(jìn)巷道前方水害體類型二、掘進(jìn)巷道前方水害體礦井物探方法與技術(shù)（二）單極——偶極法與技術(shù)

二、掘進(jìn)巷道前方水害體預(yù)報礦井物探方法與技術(shù)3.1

礦井直流電法勘探3.1

礦井直流電法勘探裝置形式：研究內(nèi)容：ABMN巷道三極電測深A(yù)BMN巷道對稱四極測深

①劃分煤層底板含水層、隔水層，確定其厚度及埋深；②調(diào)查底板灰?guī)r巖溶及其發(fā)育影響范圍；③圈定底板隱伏斷層、裂隙發(fā)育帶等垂直導(dǎo)水通道。3.1

礦井直流電法勘探特點(diǎn)：①理論成熟、淺部勘探精度高；體積效應(yīng)大；②由于高阻煤層屏蔽影響，能反映底板以下地質(zhì)情況；③工作效率低、勞動強(qiáng)度大；④在工作面中間底板下形成盲區(qū)。3.1

礦井直流電法勘探

超前探測方法布置示意圖

采用三極測深裝置形式，但在測量過程中，用三個供電點(diǎn)依次供電，測量電極MN在巷道內(nèi)以一定的間距向后移動。3.2

礦井直流電法超前探

3.2

礦井直流電法超前探

3.2

礦井直流電法超前探

3.2

礦井直流電法超前探3.2

礦井直流電法超前探特點(diǎn)：

用于探測巷道掘進(jìn)前方的地質(zhì)構(gòu)造問題，并對前方地質(zhì)異常區(qū)的富、含水性作定性評價。施工條件受巷道空間、長度的影響較大。探測結(jié)果受巷道內(nèi)局部電性不均勻體影響較大。

主要預(yù)測巷道掘進(jìn)前方的地質(zhì)構(gòu)造問題，并對前方地質(zhì)異常區(qū)的富、含水性作定性評價。

瞬變電磁法(Transientelectromagneticmethod,TEM)屬時間域電磁測深法，又稱“純異常場法”，利用接地回線源向地下發(fā)送一次電磁場，在一次電磁場間歇期間，用線圈對地下地質(zhì)異常體所產(chǎn)生的二次渦流電磁場進(jìn)行觀測，通過對二次渦流電磁場特征的研究來探測地質(zhì)構(gòu)造異常、地下含水層的分布情況。3.3

礦井瞬變電磁法勘探矩形框磁力線穿過Tx中心的橫斷面內(nèi)電流密度等值線Tx=800×400m3.3.1

基本原理3.3

礦井瞬變電磁法

瞬變電磁法工作原理示意圖

2.3礦井瞬變電磁法勘探3.3

礦井瞬變電磁法3.3礦井瞬變電磁法根據(jù)瞬變電磁法對低阻體反應(yīng)敏感的特點(diǎn)，將其用于煤礦井下水文勘查還是近幾年的事情。由于礦井瞬變電磁勘探在井下巷道中進(jìn)行，采用多匝小回線裝置測量，井下噪聲、資料處理和解釋方法與地面瞬變電磁法和礦井直流電法不同。3.3

礦井瞬變電磁法超前探測施工方法技術(shù)

3.3礦井瞬變電磁法3.3礦井瞬變電磁法

3.3礦井瞬變電磁法

礦井瞬變電磁超前探測測點(diǎn)布置及探測范圍

瞬變電磁法探測方向示意圖123TEMJF50礦用瞬變電磁儀（隔爆兼本安型）：最大超前探測距離200m。3.3礦井瞬變電磁法3.3礦井瞬變電磁法

（a）（b）（a）巷道迎頭前方頂板；（b）巷道迎頭前方順層；（c）巷道迎頭前方底板

（三）礦井瞬變電磁探測方法與技術(shù)

二、掘進(jìn)巷道前方水害體預(yù)報礦井物探方法與技術(shù)

（三）礦井瞬變電磁探測方法與技術(shù)

超前探測應(yīng)用實(shí)例分析超前探測應(yīng)用實(shí)例分析兩種超前探測方法比較:1.單極-偶極法采用接觸式探測,接地電阻處理好壞直接影響探測結(jié)果可靠性,體積效應(yīng)大(為球體),工作效率較低，受巷道長度限制，對高、低阻反映均較靈敏,探測距離在60～80m,無探測盲區(qū);2.礦井瞬變電磁法采用非接觸式探測,具有明顯方向性,體積效應(yīng)較小(約束角為60～90度的錐體),對低阻反映較靈敏,工作效率高，不受巷道長度限制，但受高度限制（不小于1.8m),探測距離在１０0～１５0m,距離巷道迎頭有２0m左右探測盲區(qū);工作面頂板探測技術(shù)

巷道

賦水異常區(qū)域切眼

工作面平面頂板導(dǎo)水?dāng)鄬?/p>

巷道

工作面煤層頂板水害體類型

圖a圖b

工作面煤頂?shù)装逅︻A(yù)報礦井物探方法與技術(shù)三、工作面煤層頂板水害預(yù)報礦井物探方法與技術(shù)

工作面煤層底板水害體類型

巷道

局部賦水裂隙發(fā)育通道含水陷落柱或富水體工作面平面導(dǎo)水?dāng)鄬?/p>

巷道工作面底板探測技術(shù)四、工作面煤層底板水害預(yù)報礦井物探方法與技術(shù)礦井瞬變電磁法應(yīng)用礦井瞬變電磁法探測采掘面內(nèi)導(dǎo)水陷落柱

四、工作面煤層底板水害預(yù)報礦井物探方法與技術(shù)工作面底板注漿前后礦井瞬變電磁法檢測效果五、工作面切眼外側(cè)或巷道外側(cè)幫斷層富水性探測

工作面平面位置邊界斷層邊界斷層（1）由于井下測量環(huán)境與地表不同，無法采用地表測量時的大線圈（邊長大于50m）裝置，只能采用邊長小于3m的多匝小線框，因此與地面瞬變電磁法相比具有數(shù)據(jù)采集工作量小，測量設(shè)備輕便，工作效率高，成本低等優(yōu)點(diǎn)；對于其他礦井物探方法無法施工的巷道（巷道長度有限或巷道掘進(jìn)迎頭超前探測等），可采用測量裝置小、輕便的礦井瞬變電磁法探測。（2）由于采用小線圈測量，點(diǎn)距更密（一般為2~20m），可降低體積效應(yīng)，提高勘探的橫向分辨率。特點(diǎn)：3.3

礦井瞬變電磁法（3)無高阻煤層屏蔽影響）（與直流電法比較)，能反映頂、底板內(nèi)地質(zhì)情況。同時，井下測量裝置靠目標(biāo)體更近，將會大大提高異常體的感應(yīng)信號強(qiáng)度。（4）利用礦井瞬變電磁法小線框發(fā)射電磁波的方向性，可分別用于探測巷道底板下一定深度內(nèi)含水異常體垂向和橫向發(fā)育規(guī)律、頂板一定范圍內(nèi)含水低阻異常體的發(fā)育規(guī)律及巷道掘進(jìn)迎頭超前探測等。3.3

礦井瞬變電磁法（5）礦井瞬變電磁法勘探受井下金屬儀器設(shè)備（采煤機(jī)械、變壓器、金屬支架等）的影響較大，需要在資料處理解釋中進(jìn)行校正或剔除。（6）多解性。線框位置3.3

礦井瞬變電磁法3.3

礦井瞬變電磁法

全空間問題

3.3

礦井瞬變電磁法1）煤礦賦水體井下瞬變電磁響應(yīng)三維正演模擬（不同于地面）？

2）礦井防爆瞬變電磁儀器研制？

3）水平層狀介質(zhì)地電模型礦井瞬變電磁法理論曲線？

4）礦井瞬變電磁法單方向輻射電磁場工作裝置研制？

5）提高礦井瞬變電磁法探測低阻異常體分辨率和精度？

6)礦井瞬變電磁法探測結(jié)果三維可視化顯示技術(shù)?4

在煤礦防治水中的應(yīng)用探測工作面煤層頂板巖層內(nèi)富水異常區(qū)，為打鉆疏放水提供靶區(qū)。探測工作面煤層底板含水層、隔水層厚度及埋深；調(diào)查底板灰?guī)r巖溶及其發(fā)育影響范圍；圈定底板隱伏斷層帶、裂隙發(fā)育帶等垂直導(dǎo)水通道。探查巷道掘進(jìn)前方富水異常體，如：斷層帶、陷落柱、采空區(qū)老窯水。探測工作面內(nèi)部的小斷層、陷落柱、火成巖體、封堵不良鉆孔等。4

在煤礦防治水中的應(yīng)用4.1

探測工作面煤層頂板巖層內(nèi)富水異常區(qū)，為打鉆疏放水提供靶區(qū)。4

在煤