一、引言
我國不少煤礦發生過透水事故。重大透水事故造成人員重大傷亡和財產嚴重損失并導致煤礦停產。
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,有的是在掘進頭前方迂到了構造破碎帶、裂隙發育區、巖溶、陷落柱等富水區(體)。防止透水事故發生的有效方法,是事先探測出水患源頭或儲水構造的位置然后再注漿處理。
探測地下儲水構造的*佳方法是瞬變電磁法,因為瞬變電磁法在各種電法和電磁法中分辨率*高,對含水低阻體*敏感。當然,在地面也可以探測地下儲水構造,但如果在井下探測則分辨率更高,更準確。因為井下的外界電磁干擾很小,觀測數據質量高,探測裝置離目標體近,準確度高。*近三年來(到2006年底)我國已有13個煤礦和高校購買了TEM47HP井下探水系統,并獲得了成功應用,避免了井下透水事故的發生。
二、TEM47HP井下探水系統的組成
TEM47HP是加拿大Geonics 公司專門生產的井下探水瞬變電磁系統,也叫PROTEM47HP。其組成包括
● PROTEM數字接收機
● TEM47HP發射機
● 高頻接收線圈
● 可調節角度的井下多匝發射線圈
● 全空間正、反演軟件
其簡單工作原理是,根據探測目標將井下多匝發射線圈安置在合適的位置上,將高頻接收線圈安置在距發射線圈5-10m的位置上,TEM47HP發射機向多匝發射線圈發送脈沖電流(頻率可選)產生一次場。該一次場向探測目標體擴散,當迂到探測目標體時則產生變化的二次場,即瞬變電磁場。該瞬變電磁場在高頻接收線圈中產生感應電壓并由PROTEM數字接收機接收和進行初步處理。
全空間正、反演軟件是對數字接收機接收到的瞬變電磁場數據進行全面處理和反演解釋,以給出探測目標體的位置、形狀和電阻率等參數。
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