井上下双磁源探测煤层顶板水体：瞬变电磁响应与应用

"煤层顶板致灾水体井上下双磁源瞬变电磁响应及应用" 文章探讨了矿井水害中的一个重要问题——煤层顶板隐蔽致灾水体的探测，尤其是对于大深度矿井的安全至关重要。矿井瞬变电磁法作为探测矿井灾害水源的主要手段之一，其传统的小回线装置由于发射磁距小，探测深度不足，无法满足深部矿井的探测需求。因此，研究者提出了一种新的立体探测方法，即井上下双磁源探测法。 通过有限差分数值模拟技术，研究比较了两种不同的探测装置：井上(地面)激发，井下巷道接收，以及井上下双磁源激发，井下接收。模拟结果显示，当煤层顶板包含富水体与不含富水体时，瞬变电磁响应特征有显著区别。具体表现为，在感应电位衰减曲线的交叉点左侧，如果顶板存在含水体，曲线的幅值相对较小；而交叉点右侧的幅值则相对较大，这表明曲线特征与顶板的富水性有密切关系。 在实际的矿井环境中，研究人员采用了井上下双磁源激发、巷道接收以及井下单磁源激发、巷道内接收两种工作模式进行煤层顶板含水体的探测。实验结果显示，当煤层顶板的富水性强时，两种工作模式的瞬变电磁响应特征与数值模拟结果一致。在交叉点左侧，井下单磁源激发的视电阻率值明显低于井上下双磁源激发的视电阻率值，而在交叉点右侧则相反。对于富水性较弱的情况，两种工作模式测得的视电阻率曲线趋势大致相同，且与钻孔资料吻合度高，验证了新方法的有效性。 该研究提出的井上下双磁源瞬变电磁探测方法，为大深度矿井中煤层顶板隐蔽致灾水体的探测提供了新的思路和技术支持，有助于提高矿井防灾减灾的能力，保障煤矿安全生产。这一方法不仅丰富了矿井水文地质勘查的技术手段，也对矿井安全管理和灾害预防具有重要的理论和实践意义。