關(guān)鍵字：井下探水系統(tǒng),瞬變電磁儀,磁力儀,質(zhì)子磁力儀,礦石分析儀,武漢地探
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一、引言
我國(guó)不少煤礦發(fā)生過(guò)透水事故。重大透水事故造員重大傷亡和財(cái)產(chǎn)嚴(yán)重?fù)p失并導(dǎo)致煤礦停產(chǎn)。
煤礦透水事故原因各異，有的是頂板上方老窯積水傾泄至工作面，有的是底板下方承壓水涌入采區(qū)，有的是在掘進(jìn)頭前方迂到了構(gòu)造破碎帶、裂隙發(fā)育區(qū)、巖溶、陷落柱等富水區(qū)（體）。防止透水事故發(fā)生的有效方法，是事先探測(cè)出水患源頭或儲(chǔ)水構(gòu)造的位置然后再注漿處理。
探測(cè)地下儲(chǔ)水構(gòu)造的最佳方法是瞬變電磁法，因?yàn)樗沧冸姶欧ㄔ诟鞣N電法和電磁法中分辨率最高，對(duì)含水低阻體最敏感。當(dāng)然，在地面也可以探測(cè)地下儲(chǔ)水構(gòu)造，但如果在井下探測(cè)則分辨率更高，更準(zhǔn)確。因?yàn)榫碌耐饨珉姶鸥蓴_很小，觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量高，探測(cè)裝置離目標(biāo)體近，準(zhǔn)確度高。最近三年來(lái)（到2006年底）我國(guó)已有13個(gè)煤礦和高校購(gòu)買(mǎi)了*TEM47HP井下探水系統(tǒng)，并獲得了成功應(yīng)用，避免了井下透水事故的發(fā)生。
二、TEM47HP*的組成
PROTEM數(shù)字接收機(jī)
TEM47HP發(fā)射機(jī)
高頻接收線(xiàn)圈
可調(diào)節(jié)角度的井下多匝發(fā)射線(xiàn)圈
全空間正、反演軟件
其簡(jiǎn)單工作原理是，根據(jù)探測(cè)目標(biāo)將井下多匝發(fā)射線(xiàn)圈安置在合適的位置上，將高頻接收線(xiàn)圈安置在距發(fā)射線(xiàn)圈5－10m的位置上，TEM47HP發(fā)射機(jī)向多匝發(fā)射線(xiàn)圈發(fā)送脈沖電流（頻率可選）產(chǎn)生一次場(chǎng)。該一次場(chǎng)向探測(cè)目標(biāo)體擴(kuò)散，當(dāng)迂到探測(cè)目標(biāo)體時(shí)則產(chǎn)生變化的二次場(chǎng)，即瞬變電磁場(chǎng)。該瞬變電磁場(chǎng)在高頻接收線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓并由PROTEM數(shù)字接收機(jī)接收和進(jìn)行初步處理。
全空間正、反演軟件是對(duì)數(shù)字接收機(jī)接收到的瞬變電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面處理和反演解釋?zhuān)越o出探測(cè)目標(biāo)體的位置、形狀和電阻率等參數(shù)。
三、井下瞬變電磁法的裝置結(jié)構(gòu)
瞬變電磁法有不同的裝置結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的探測(cè)目的。由于井下瞬變電磁法是在巷道內(nèi)進(jìn)行，要在有限的施工空間內(nèi)獲取巷道前方，頂、底板，以及采區(qū)下面的儲(chǔ)水構(gòu)造和儲(chǔ)水體的分布情況，并且探測(cè)盲區(qū)還要盡量少。因此必須仔細(xì)選擇合適的儀器類(lèi)型和合適的裝置結(jié)構(gòu)。
重疊回線(xiàn)裝置：發(fā)射線(xiàn)圈與接收線(xiàn)圈重合。此種裝置由于接收線(xiàn)圈和發(fā)射線(xiàn)圈重疊，互感大、一次場(chǎng)影響大，所以關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)，盲區(qū)大。
中心裝置：接收線(xiàn)圈RX位于發(fā)射線(xiàn)圈TX的中心處。此種裝置互感大，一次場(chǎng)影響大，盲區(qū)大。
共面偶極裝置：發(fā)射線(xiàn)圈TX與接收線(xiàn)圈RX共平面，兩者相距5－10m，因此一次場(chǎng)對(duì)接收線(xiàn)圈的影響可以忽略，盲區(qū)小。此裝置適合沿巷道探測(cè)其側(cè)向采區(qū)下方的儲(chǔ)水構(gòu)造。此時(shí)，發(fā)射線(xiàn)圈和接收線(xiàn)圈沿巷道布置，傾角45（或大、或小），相距5－10m。當(dāng)探測(cè)巷道頂、底時(shí)，發(fā)射線(xiàn)圈和接收線(xiàn)圈沿巷道水平布置。
共軸偶極裝置：發(fā)射線(xiàn)圈TX與接收線(xiàn)圈RX分別位于前后平行的兩個(gè)平面內(nèi)，但處于同一軸線(xiàn)上，兩者相距5－10m。此裝置適合巷道掘進(jìn)頭的超前探測(cè)。此時(shí)，接收線(xiàn)圈貼近掌子面，發(fā)射線(xiàn)圈位于其后5－10m處，兩者軸線(xiàn)指向探測(cè)方向。如果接收線(xiàn)圈和發(fā)射線(xiàn)圈分別向左、向右轉(zhuǎn)動(dòng)不同角度時(shí)（例如±30°，±45°），則探測(cè)方向也分別指向前方的不同角度，于是便可以探明掘進(jìn)頭前方扇形區(qū)域內(nèi)的儲(chǔ)水構(gòu)造。
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