矿井瞬变电磁法超前探‘11点法’观测系统设计

"基于烟圈效应的11点超前探观测系统设计" 本文主要探讨了矿井瞬变电磁法在超前探测中的应用及其优化设计，以解决探测盲区问题。矿井瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method, TEM）在矿井巷道掘进中用于探测地下水和地质结构，但其探测效果受到关断时间的影响，存在一定的探测盲区。关断时间的长短与发射回线的边长和等效面积有关。在有限的掘进巷道空间内，为了扩大探测深度，文章提出采用多匝、重叠小边长的回线设计。 研究表明，40匝、边长2米的正方形发射回线的盲区范围约为20米。这一发现为矿井瞬变电磁法的测点间距选择提供了理论依据。在此基础上，研究人员首次提出了“11点法”观测系统，该系统充分利用了“烟圈效应”，即电磁场在空间中的扩散规律，能够适应不同的巷道条件。 “11点法”观测系统的设计是动态的，它会随着煤/岩层的倾角变化而调整。通过对煤/岩层倾角进行推理计算，得出了线框布设的角度公式，使得系统能够在实际应用中更好地适应各种倾斜情况，增强了其指导性和实用性。 关键词中的“11点”观测系统指的是该系统由11个探测点组成，这些点的布局根据巷道环境和煤/岩层的倾斜度进行调整，以最大程度地减少探测盲区，提高探测精度。“烟圈效应”则是指电磁场传播过程中类似烟雾扩散的规律，有助于优化电磁波的分布和接收。瞬变电磁法是一种重要的无损检测技术，通过测量地表或巷道内的电磁场变化来探测地下结构，而超前探测则是在掘进前进行的地质探测，以预防可能的安全隐患，如水源、断层或其他地质构造。 这项工作对于提高矿井瞬变电磁法在复杂地质条件下的探测能力具有重要意义，尤其是在有限空间的巷道环境中，提出的“11点法”观测系统结合了理论计算和实际工况，能更有效地进行超前探测，降低矿井作业的风险，对于煤矿防治水工作有着积极的推动作用。