瞬变电磁法在采面富水构造探测中的应用分析

闫 龑

(山西高河能源有限公司，山西 长治 047100)

断层、褶曲以及陷落柱等是煤炭回采时常见的地质构造，上述构造存在导水风险的同时也容易造成瓦斯集聚，给矿井煤炭开采带来威胁[1-2]。采用常规的地震波法具有构造探测精度高、反映明显等优点，但是也存在操作繁琐、投入大以及对构造富水性敏感性低等问题[3-5]。瞬变电磁法依据煤岩体导电性差异来对煤层中存在的构造进行探测，一般情况下，煤层、顶板岩层及地质构造电阻率存在显著差异，在地质构造影响下煤体完整性造成破坏甚至出现错断，探测得到的电阻率参数出现变化，从而为瞬变电磁法探测地质构造提供基础[6-8]。文中采用瞬变电磁法对高河能源W3305综采工作面地质构造进行探测，掌握了采面构造赋存情况，可在一定程度上指导煤炭回采工作。

1 瞬变电磁法探测原理

瞬变电磁法是通过不接地回线或者接地导线向探测区域发送脉冲电流，形成的一次脉冲磁场(等效电流环)向探测区域传播，脉冲磁场受地质异常体影响会出现感应二次场，二次场信号含有地质异常体的时间、空间分布信息。在一次脉冲磁场间歇期间采用接地电极、线圈等观测二次场信号，通过分析二次场电阻率变化情况即可掌握地质异常体位置及类型。

视电阻率可通过式(1)计算[9]：

(1)

式中：tj、ti为相邻两延时道取样(tj>ti)；ρj、ρi为tj、ti延时道视电阻率。

(2)

式中：C为响应系数；S为接收线圈面积；N为接收线圈匝数；t为二次场衰减时间;(V/I)为归一化二次场电位值。