瞬变电磁发射框越大,探测深度越大吗?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-02
瞬变电磁法有效探测深度能达到多少米

主要取决于发射电流和发射线框面积,目前探测深度基本在2000m以内。

瞬变电磁法由于具有许多传统直流电法不可比拟的优点,是当今得以迅速推广的新一代电磁勘探方法。中国地质大学(武汉)高科资源探测仪器研究所从20世纪90年代初期就进行瞬变电磁仪硬件及软件方面的研究,至今已有近20年历史,经过长期探索、改进,研制成功了独具特色的轻便电源、小线圈、大功率发射用于深部地质勘探的瞬变电磁仪,为满足不同用户的使用需求,专门开发出适合不同勘探条件的“CUGTEM”系列瞬变电磁仪产品。
(一)CUGTEM矿用系列瞬变电磁仪应用领域
1)在地面往下探测矿区构造分布、构造含水性;
2)采空区及废弃的充水小煤窑水的突水水源勘查;
3)煤层底板岩溶含水层、岩溶陷落柱及岩溶塌落洞勘查;
4)掘进过程中遇到的隐伏导水构造勘查;
5)回采过程中遇到的工作面内部隐伏的点状导水构造(陷落柱、封闭不良钻孔等)勘查;
6)顶底板采矿扰动诱发的导水破裂带导通勘查。
(二)CUGTEM矿用系列瞬变电磁法的特点矿井瞬变电磁法基本原理与地面瞬变电磁法基本原理相同。所不同的是,矿井瞬变电磁法是在井下巷道内进行,瞬变电磁场呈全空间分布(图6-3-4),全空间效应成为矿井瞬变电磁法固有的问题。煤层一般情况下为高阻介质,电磁波易于通过,所以煤层对TEM来说就没有像对直流电场那样的屏蔽性,故接收线圈接收到的信号是来自发射线圈周围全空间岩石电性的综合反映。因而在判定异常体空间位置时,需根据线圈平面的法线方向并结合地质资料加以综合分析确定。

图6-3-4 全空间瞬变电磁场的传播

由于特殊的井下施工环境,矿井瞬变电磁法与地面瞬变电磁法以及其他的矿井物探方法有很大的不同,主要有以下几方面的特点:
1)受井下巷道施工空间所限,无法采用地表测量时的大线圈(边长大于50m)装置,只能采用边长小于3m的多匝小线框,因此与地面瞬变电磁法相比具有测量设备轻便,工作效率高,成本低等优点,可用于矿井其他物探方法无法施工的巷道(巷道长度有限或巷道掘进迎头超前探测等)。
2)由于采用小线圈测量,点距更密(一般为2~20m),体积效应降低,横向分辨率提高,再者测量装置靠近目标体,异常体感应信号较强,具有较高的探测灵敏度。
3)利用小线框发射电磁波的方向性,可以探测采煤工作面顶、底板含水异常体的空间分布,探测巷道迎头掘进前方隐伏的导(含)水构造。
4)受发射电流关断时间的影响,早期测量信号畸变,无法探测到浅层的地质异常体,一般存在20m左右的浅部探测盲区。
5)井下施工时,测量数据容易受到金属物(采煤机械、变压器、金属支架、排水管道等)的干扰,需要在资料处理解释中进行校正或剔除。
目前,矿井瞬变电磁法主要用于解决煤层顶板(或底板)岩层内部的富水异常区探测、巷道掘进迎头前方的突水构造预测、含水陷落柱勘查等水文地质问题。
(三)CUGTEM矿用系列瞬变电磁测点布置及施工方法
于巷道内设置可通一定波形电流的发射线圈,从而在其周围空间产生一次磁场,并在巷道周围导电岩矿体中产生感应电流,断电后,感应电流由于热损耗而随时间衰减,衰减过程一般分为早、中和晚期。早期的电磁场相当于频率域中的高频成分,衰减快,趋肤深度小;而晚期成分则相当于频率域中的低频成分,衰减慢,趋肤深度大。通过测量断电后不同时间的二次场随时间变化规律,可得到不同深度的地电特征(图6-3-5)。

图6-3-5 CUGTEM矿用系列瞬变电磁发送及接收线圈布设图

矿井瞬变电磁法在煤矿井下巷道迎头附近进行,以扇形方式进行探测。根据多匝小线框发射电磁场的方向性,可认为线框平面法线方向即为瞬变探测方向。因此,将发射接收线框平面分别对准煤层顶板、底板或平行煤层方向进行探测,就可反映煤层顶、底板岩层或平行煤层内部的地质异常(图6-3-6)。其线框所在平面与顶底板夹角视探测要求与煤层倾角而定。

图6-3-6 CUGTEM矿用瞬变电磁仪线框所在平面与顶底板夹角变化示意图

CUGTEM矿用瞬变电磁仪系统功能情况见表6-3-1。
表6-3-1 CUGTEM矿用瞬变电磁仪系统能效一览表


1)(1)+(3)组合(CUGTEM-8智能深部勘查型瞬变电磁仪)用于地面探测:
a.中深部资源探测,探测深度为地下5m到1300m范围,地面定点勘查,配合矿下超前探测“双聚焦”锁定目标体;
b.找寻地下多金属矿床、找水、咸淡水区分、地下电性分层、圈定地下充水溶洞及陡倾角地质构造;
c.煤层及煤层采空(塌陷)区、充水区的探测。
2)(1)+(2)组合(TEMJF50矿用隔爆兼本安型瞬变电磁仪)用于井下超前200米探测:应用于工作复杂、噪声干扰大的煤矿井下顶、底板和超前探测,有效探测距离200m。
CUGTEM矿用瞬变电磁仪各系统技术指标详见表6-3-2~表6-3-4。
表6-3-2 TEMHZ75矿用本安型瞬变电磁仪技术指标


续表


表6-4-3 TEMJF50矿用隔爆兼本安型瞬变电磁仪发射机技术指标


表6-3-4 CUGTEM-8智能深部勘查型瞬变电磁仪发射机技术指标


使用大的发射框实际上就是加大发射功率,从而增强有用信号。瞬变电磁发射信号与发射面积、电流、线圈匝数成正比。所以理论上说,减小发射面积增加发射电流和增加线圈匝数也可以增大勘探深度,但是增加匝数的话或导致线圈的耦合效应增加,而电流会受到仪器的限制。发射框增加,发射面积增加显着,发射功率提高显着,但地下的综合效应越强。在应用中要权衡考虑这些问题

①断电后观测纯二次场,不受一次场干扰,发现异常能力强;②不受高阻层屏蔽,能克服低阻覆盖层的影响,穿透能力强,探测深度大,一般几百米,最深可达1公里以上;③受地形影响小。在高阻围岩地区不会产生地形起伏影响的假异常;在低阻围岩地区,由于是多道观测,早期道的地形起伏影响也较易分辨;④对低阻层的分辨率高,能清晰、直观地显示探测目标埋藏的相对位置;⑤工作装置形式灵活多样,剖面测量和测深工作同时完成,工作效率高,信息量大,可以减少多解性;⑥仪器轻便、功率大,供电困难的地区能正常工作。武汉地大的,染庆九老师

同意楼上的,应该从实际工作目的出发,选择合适的参数

  • 瞬变电磁发射框越大,探测深度越大吗?
    答:瞬变电磁发射信号与发射面积、电流、线圈匝数成正比。所以理论上说,减小发射面积增加发射电流和增加线圈匝数也可以增大勘探深度,但是增加匝数的话或导致线圈的耦合效应增加,而电流会受到仪器的限制。发射框增加,发射面积增加显着,发射功率提高显着,但地下的综合效应越强。在应用中要权衡考虑这些问题 ...
  • 矿井瞬变电磁勘探深度???
    答:个人认为瞬变电磁勘探深度与发射电流、线框大小、频率(HZ)、发射功率等有关,地形条件影响也比较大。至于瞬变的前景本人不能随便评论,但目前市场比较大,项目比较多。
  • 瞬变电磁法有效探测深度能达到多少米
    答:展开全部 主要取决于发射电流和发射线框面积,目前探测深度基本在2000m以内。 本回答被提问者采纳 抢首赞 已赞过 已踩过< 你对这个回答的评价是? 评论 分享 新浪微博 QQ空间 举报 收起 1条折叠回答 其他类似问题2020-01-31 瞬变电磁法常用装置及其特点 2013-12-25 瞬变电磁发射框越大,探测深度越大吗?
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