瞬变电磁法探测煤矿采空区积水应用研究

"瞬变电磁法在采空区勘探中的应用" 瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method，TEM)是一种地球物理探测技术，常用于地质结构、矿产资源和地下水资源的勘查。在本文中，李明山工程师详细介绍了如何运用瞬变电磁法来解决煤矿采空区的安全问题。玉泉煤业是一个典型的案例，由于历史上的开采活动，该矿井9号和15号煤层形成了大量的采空区，这些区域积累了大量的老空水，对矿井的安全生产构成严重威胁。 瞬变电磁法的基本原理是利用地面或井下的发射线圈产生一个瞬态电磁场，这个电磁场会在地层中传播并被不同电性介质（如含水岩层）所影响。地层的电阻率差异会改变电磁波的衰减速度和传播方向，通过测量接收线圈接收到的电磁场变化，可以推断出地下目标区域的地质结构和含水情况。 在玉泉煤业的实例中，由于首采区位于大花沟老窑的采空区内，采空区的边界和积水范围未知，这直接影响到首采面的布置和巷道的安全施工。因此，采用瞬变电磁法进行地面勘探显得尤为重要。通过这种方法，可以获取关于地下采空区形状、大小以及积水分布的信息，为后续的矿井设计和施工提供科学依据。 在实际操作中，瞬变电磁法的数据处理和解释通常包括信号的采集、数据预处理、模型反演和结果分析。首先，通过布设接收和发射线圈，记录地表的电磁响应；然后，去除噪声，提取有用信息；接着，利用反演算法将观测数据转换成地质参数的模型；最后，结合地质背景知识，对模型进行解释，确定地下结构和水文特征。 李明山的研究结果显示，瞬变电磁法成功地揭示了首采区的老空区边界和积水范围，这些信息经过井下巷道和钻孔的验证，证明了勘探结果的准确性。这为矿井防治老空区积水提供了关键的决策支持，有助于提高矿井的安全生产水平，避免因水害引发的事故。 总结来说，瞬变电磁法作为一种非侵入性的地球物理探测手段，在采空区的探测和水资源管理方面具有显著优势。它能有效解决因历史开采导致的地质复杂性问题，对于预防矿井水灾、保障煤矿安全作业具有重要的实际意义。在未来的矿产资源勘查和煤矿安全生产中，瞬变电磁法的应用将更加广泛，成为地质灾害防范不可或缺的技术手段。