物探方法簡介

一、瞬變電磁法簡介

1、瞬變電磁法技術原理

    瞬變電磁法（Transient ElectromagneticsMethod, TEM）是以地殼中巖（礦）石的導電性與導磁性差異為主要物質基礎，根據電磁感應原理，利用不接地回線或接地線源向地下發送一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場的間隙期間，利用線圈或接地電極觀測二次渦流場，并研究該場的空間與時間分布規律, 來尋找地下資源或解決其它地質問題的一支時間域電磁法。下圖即為瞬變電磁法原理的圖解。

2、瞬變電磁法應用領域

    瞬變電磁法施工簡便、低阻探測能力強、精度高、探測深度大（地面1000m、井下150m），井下、井上均可施工。具有許多傳統直流電法不可比擬的優點，可應用于：

◆ 地下水探測。瞬變電磁法可用于找水、咸淡水區分、地下電性分層、圈定地下充水溶洞；

◆ 尋找金屬礦床；

◆ 煤層頂底板富水性探測、巷道迎頭超前探、圈定煤層采空（塌陷）區；

◆ 陡傾角、斷層、巖脈等地質構造探測。

二、高密度電法簡介

    其原理與普通電阻率法相同，不同的是在觀測中設置了高密度的觀測點，工作裝置組合實現了密點距陳列布設電極，是一種陣列勘探方法，現場測量時只需將全部電極（幾十至上百根）置于測點上，然后利用程控電極轉換開關和微機工程電測儀便可實現數據的快速和自動采集，增加了空間供電和采樣的密度，提高了縱、橫向分辨能力和工作效率。

    在眾多直流電阻率方法中，高密度電阻率法以其工作效率高、反映的地電信息量大、工作成本低、測量簡便等突出優勢，在物探領域中發揮著越來越重要的作用。主要應用于：

◆ 尋找地下水、管線探測、巖土工程勘察；

◆ 煤礦采空區調查，煤礦井下富水性探測；

◆ 水庫大壩的壩體穩定性評價、壩基滲漏勘查、堤壩裂縫檢測、建筑地基勘探；

◆ 涵洞和溶洞位置勘查、巖溶塌陷和地裂縫探測

三、礦井直流電法簡介

    主要應用于井下，其原理與地面直流電法相似，不同之處為：礦井直流電法屬全空間電法勘探、采用本安防爆設備，它以巖石的電性差異為基礎，在全空間條件下建立電場，使用全空間電場理論，處理和解釋有關礦井水文地質問題。

    礦井直流電法主要應用于井下巷道頂底板構造和富水性探測，井下巷道迎頭構造和富水性超前探測。

    近年來，隨著礦井防治水工作的不斷加強，井下富水性預測、預報需求增多。礦井直流電法作為一種有效的探測手段獲得了廣泛應用。

四、超前探

    超前探，即對巷道迎頭前方一定范圍進行探測，對巷道迎頭前方的構造、富水體發育情況作出預測預報。超前探顯著降低了巷道開拓過程中遭遇水害的幾率，大大節約了巷道開拓成本，同時，超前探施工簡便、精度高，因此，越來越受到礦方歡迎。

    常見的超前探施工方法有三種，即直流電法、瞬變電磁和礦井震波，三種方法各有優缺點，需針對現場條件選擇，或三種方法同時施工，進行綜合解釋。其中直流電法探測距離約為80m左右；瞬變電磁探測距離較大，可達150m；礦井震波偏重構造探測，探測距離可達200m。

五、礦井震波勘探簡介

    礦井震波勘探采用彈性波勘探原理，利用震波（地震及聲波）為彈性波波源，經儀器接收和初處理后，再經過軟件解析系統解釋，并結合地質基礎資料綜合分析確定異常界面，達到定性和定量解決各種地質問題的目的。礦井震波勘探主要是對各種構造問題進行探測，其應用范圍為：

◆ 頂底煤厚及前方構造實時剖面探測；

◆ 巷道圍巖松動圈探測；

◆ 工作面內斷層及隱伏構造探測；

◆ 陷落柱探測；

◆ 巷道迎頭超前探測；

◆ 老空區探測；

◆ 底板巖層完整性特征評價；

◆ 基巖界面及起伏形態探測；

◆ 錨噴大巷安全性評價。

六、音頻透視簡介

    音頻透視也是直流電法的一種，它是利用各種巖（礦）石之間存在的導電差異，通過專門儀器觀測人工電場的分布規律來達到解決地質問題的目的。音頻透視主要應用于井下，通過改變供電頻率，可以對工作面頂板以上或底板以下區域進行多達四個不同深度層面的富水性探測，探測深度可達90m。與只能探測巷道剖面的其它方法相比，其探測范圍大、立體性強、信息更加豐富，優勢十分明顯。

    音頻電透視采用“單極—偶極”法，即在采煤工作面一巷道內供電另一巷道內接收，供電點為單極電源（A），接收為雙電極（M、N）間的電位差（M、N分別在巷道的兩邦，見下圖）。一般每隔50M布一供電點，接收點為10M一點，對應每一供電點，在另一巷道內成扇形接收。然后，將供電和接收交換巷道，采用相同方法測量（見下圖）。

七、三維地震簡介

    三維地震是在二維地震技術基礎上發展起來的。發達國家20世紀70年代開始使用三維地震技術。我國三維地震技術在20世紀80年代迅速發展起來，現已形成包括野外資料采集、室內資料處理和成果解釋的一整套技術體系，在煤田、油氣勘探開發中發揮著越來越重要的作用。三維地震是將地震測網按一定規律布置成方格狀或環狀的地震面積勘探方法，能大大提高地下共深度點（指炮點和檢波點連線的中點）的數量、更真實地給出地下地質體形態。它可從三維空間(立體的)了解地下地質構造情況，這種方法可以提供剖面的、平面的，立體的地下地質構造圖象，大大地提高了地震勘探的準確度。

    三維地震主要研究地下構造、地層和巖性特征?，F在，煤田地震勘探已成為煤礦開發階段的重要手段,廣泛應用于識別斷層及其它構造、預測奧陶系灰巖巖溶裂隙發育帶、解釋煤層變薄沖刷帶、預測瓦斯富集帶、陷落柱位置等。

八、無線電波透視

    無線電波透視法又稱坑透，是利用探測目標與周圍介質之間的電性差異來研究確定目標體位置形態，大小及物性參數的一種井中物探方法。所用頻率屬高頻頻段，一般為一百千赫至幾十兆赫。無線電波遇到電性不同的目標體時會發生反射、折射、透射、邊緣繞射以及對波的吸收等現象，因而改變了場的分布形態。不同介質對電磁波吸收程度不同，真空不吸收電磁波，高阻巖石對電磁波吸收較弱，低阻體對電磁波吸收較強。因此，無線電波透視法是通過研究電磁波在坑道間的傳播特性和被介質吸收的情況來尋找圈定各種目標的。

    無線電波透視法主要應用于探測工作面內構造如陷落柱、斷層、煤層變薄區等。