聯(lián)系人：儲(chǔ)貽模 15210441085

　　詳細(xì)介紹一、引言

　　我國(guó)不少煤礦發(fā)生過(guò)透水事故，重大透水事故會(huì)造成人員重大傷亡和財(cái)產(chǎn)嚴(yán)重?fù)p失并導(dǎo)致煤礦停產(chǎn)。煤礦透水事故原因各異，有的是頂板上方老窯采空區(qū)積水傾泄至工作面，有的是底板下方承壓水涌入采區(qū)，有的是在掘進(jìn)頭前方遇到了構(gòu)造破碎帶、裂隙發(fā)育區(qū)、巖溶、陷落柱等富水區(qū)(體)。防止透水事故發(fā)生的有效方法是事先準(zhǔn)確探測(cè)出水患源頭或儲(chǔ)水構(gòu)造的位置，然后再進(jìn)行鉆孔排水泄壓及注漿處理。

　　探測(cè)地下儲(chǔ)水構(gòu)造的最佳方法是瞬變電磁法，因?yàn)樗沧冸姶欧ㄔ诟鞣N電法和電磁法中分辨率最高，對(duì)含水低阻體最敏感。當(dāng)然，在地面也可以探測(cè)地下儲(chǔ)水構(gòu)造，但如果在井下巷道及掘進(jìn)頭探測(cè)則分辨率更高，更準(zhǔn)確。因?yàn)榫碌耐饨珉姶鸥蓴_很小，觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量高，探測(cè)裝置離目標(biāo)體近，準(zhǔn)確度高。最近十年以來(lái)(截止到2010年底)我國(guó)已有83所煤礦和高校購(gòu)買了TEM47HP井下探水系統(tǒng)，并獲得了成功應(yīng)用實(shí)例，較為突出的例如河南義馬集團(tuán)、焦煤集團(tuán)，他們成功的利用該設(shè)備進(jìn)行超前預(yù)報(bào)，多次避免了井下透水事故的發(fā)生。

　　二、TEM47HP井下探水系統(tǒng)的組成

　　TEM47HP是加拿大Geonics公司專門生產(chǎn)的井下探水瞬變電磁系統(tǒng)，也叫PROTEM47HP。其組成包括：PROTEM數(shù)字接收機(jī)● TEM47HP發(fā)射機(jī)● 高頻接收線圈● 可調(diào)節(jié)角度的井下多匝發(fā)射線圈● 全空間正、反演軟件

　　其簡(jiǎn)單工作原理是，根據(jù)探測(cè)目標(biāo)將井下多匝發(fā)射線圈安置在合適的位置上，將高頻接收線圈安置在距發(fā)射線圈5-10m的位置上，TEM47HP發(fā)射機(jī)向多匝發(fā)射線圈發(fā)送脈沖電流(頻率可選)產(chǎn)生一次場(chǎng)。該一次場(chǎng)向探測(cè)目標(biāo)體擴(kuò)散，當(dāng)遇到探測(cè)目標(biāo)體時(shí)則產(chǎn)生變化的二次場(chǎng)，即瞬變電磁場(chǎng)。該瞬變電磁場(chǎng)在高頻接收線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓并由PROTEM數(shù)字接收機(jī)接收和進(jìn)行初步處理。

　　全空間正、反演軟件是對(duì)數(shù)字接收機(jī)接收到的瞬變電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面處理和反演解釋，以給出探測(cè)目標(biāo)體的位置、形狀和電阻率等參數(shù)。

　　三、井下瞬變電磁法的裝置結(jié)構(gòu)

　　瞬變電磁法有不同的裝置結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的探測(cè)目的。由于井下瞬變電磁法是在巷道內(nèi)進(jìn)行，要在有限的施工空間內(nèi)獲取巷道前方，頂、底板，以及采區(qū)下面的儲(chǔ)水構(gòu)造和儲(chǔ)水體的分布情況，而且探測(cè)盲區(qū)還要盡量少，因此必須仔細(xì)選擇合適的儀器類型和合適的裝置結(jié)構(gòu)。

　　可在井下工作的裝置結(jié)構(gòu)有四種●重疊回線裝置：發(fā)射線圈與接收線圈重合。此種裝置由于接收線圈和發(fā)射線圈重疊，互感大、一次場(chǎng)影響大，所以關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)，盲區(qū)大?！?中心裝置：接收線圈RX位于發(fā)射線圈TX的中心處。此種裝置互感大，一次場(chǎng)影響大，盲區(qū)大?！?共面偶極裝置：發(fā)射線圈TX與接收線圈RX共平面，兩者相距5m-10m，因此一次場(chǎng)對(duì)接收線圈的影響可以忽略，盲區(qū)小。此裝置適合沿巷道探測(cè)其側(cè)向采區(qū)下方的儲(chǔ)水構(gòu)造。此時(shí)，發(fā)射線圈和接收線圈沿巷道布置，傾角45°（或大、或小)，相距5-10m。當(dāng)探測(cè)巷道頂、底時(shí)，發(fā)射線圈和接收線圈沿巷道水平布置。● 共軸偶極裝置：發(fā)射線圈TX與接收線圈RX分別位于前后平行的兩個(gè)平面內(nèi)，但處于同一軸線上，兩者相距5m-10m。此裝置適合巷道掘進(jìn)頭的超前探測(cè)。此時(shí)，接收線圈貼近掌子面，發(fā)射線圈位于其后5m-10m處，兩者軸線指向探測(cè)方向。如果接收線圈和發(fā)射線圈分別向左、向右轉(zhuǎn)動(dòng)不同角度時(shí)(例如±30°，±45°），則探測(cè)方向也分別指向前方的不同角度，于是便可以探明掘進(jìn)頭前方扇形區(qū)域內(nèi)的儲(chǔ)水構(gòu)造。

　　四、技術(shù)指標(biāo)

　　1、PROTEM數(shù)字接收機(jī)

　　技術(shù)指標(biāo)：

　　● 觀測(cè)值：三分量感應(yīng)磁場(chǎng)的衰減比，nv/m2● 電磁傳感器：空氣芯線圈● 道數(shù)：?jiǎn)蔚肋B續(xù)測(cè)量三分量或三道同時(shí)測(cè)量三分量● 時(shí)間門：在兩個(gè)量級(jí)時(shí)間軸上20個(gè)門測(cè)量，或三個(gè)量級(jí)時(shí)間軸上30個(gè)門測(cè)量● 信號(hào)分辨率：24位，包括1個(gè)符號(hào)位，系統(tǒng)分辨率29位● 基本頻率：0.3，0.75，3，7.0，30，75，285Hz(功率傳輸線為60Hz時(shí))

　　0.25，0.625，2.5，6.25，25，62.5，237.5Hz(功率傳輸線為50Hz時(shí)，中國(guó)境內(nèi)使用50Hz)?！?積分時(shí)間：0.5，2，4，8，15，30，60和120秒● 顯示器：240×64點(diǎn)液晶顯示，對(duì)比度可調(diào)● 數(shù)據(jù)管理：固態(tài)存儲(chǔ)3300套數(shù)據(jù)，RS232口輸出及USB口輸出● 同步模式：參考線同步● 工作溫度：-40℃—+60℃● 電源：12V可充電電瓶(標(biāo)配2塊)，單塊電瓶工作時(shí)間：順序三分量可連續(xù)工作8小時(shí)，同時(shí)三分量可連續(xù)工作6小時(shí)● 重量：15Kg● 體積：34×38×27cm

　　2、TEM47HP發(fā)射機(jī)

　　技術(shù)指標(biāo)：

　　● 電流波型：雙極向方波，占空系數(shù)50%● 基本頻率：30，75，285Hz(功率傳輸線為60Hz時(shí))

　　25，62.5，237.5Hz(功率傳輸線為50Hz時(shí))● 關(guān)斷時(shí)間：最短可達(dá)0.5μs，最終關(guān)斷時(shí)間取決發(fā)射線圈有效面積S及發(fā)射電流A● 發(fā)射線圈尺寸：1.5m×1.5m (80匝)或2m×2m(64匝)● 輸出電壓：0-12V 24V或38V● 最大輸出電流：10A● 同步模式：參考線同步● 工作溫度：-40℃—+60℃● 電源：內(nèi)置12V，外接12V或24V ● 重量：6公斤● 尺寸：43 x 25 x 25厘米