矿井瞬变电磁法探测：感应探头研发与应用

"矿井瞬变电磁法感应探头的研制及其应用 (2013年)" 本文主要探讨了矿井瞬变电磁法探测系统在实际应用中遇到的问题及解决方案，特别是针对井下环境的特殊性，如发射功率限制和接收信号微弱等问题。瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method, TEM）作为一种重要的电法勘探手段，其在煤矿井下的应用受到诸多挑战，如防爆要求限制发射功率，井下空间狭小导致发射线圈尺寸受限，从而使得接收的二次场信号极其微弱。 作者首先分析了煤矿井下环境的噪声特性，并提出了几种数据处理方法来降低噪声，包括正负脉冲关断响应累加和周期响应叠加等。然而，这些方法对于发射电流小导致的接收信号微弱问题效果有限。为了解决这一核心问题，文章重点介绍了采用高磁导率磁芯和宽频低噪声放大技术研制的新型感应探头。这种感应探头能够显著增强二次场信号，同时，通过应用法拉第屏蔽技术，进一步减少了噪声干扰，提高了探头的抗噪性能。 实验结果显示，新研制的磁感应探头具有高灵敏度和优秀的抗噪性能。经过标定和对比试验，证明了探头的有效性。最后，将该探头应用于王庄煤矿南翼大巷的超前探测中，成功识别出3处异常区域，且这些发现得到了钻探验证，进一步证实了探头在煤矿井下瞬变电磁法勘探中的实用价值。 文章指出，瞬变电磁法的优势在于其强信号响应、高效率、高分辨率以及对低阻体的良好反应。然而，不同的工作装置形式（如重叠回线和中心回线）各有优缺点，重叠回线互感强、一次场影响大，而中心回线二次场信号较弱。因此，设计出适合井下环境的高效探头至关重要。 这篇论文详细介绍了矿井瞬变电磁法探测技术面临的难题，以及如何通过改进感应探头设计来提升探测效果。这项研究不仅深化了对瞬变电磁法原理的理解，还为井下安全探测提供了技术支持，对煤矿安全生产具有重要实践意义。