物探方法简介

一、瞬变电磁法简介

1、瞬变电磁法技术原理

    瞬变电磁法（Transient ElectromagneticsMethod, TEM）是以地壳中岩（矿）石的导电性与导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理，利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间隙期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场，并研究该场的空间与时间分布规律, 来寻找地下资源或解决其它地质问题的一支时间域电磁法。下图即为瞬变电磁法原理的图解。

2、瞬变电磁法应用领域

    瞬变电磁法施工简便、低阻探测能力强、精度高、探测深度大（地面1000m、井下150m），井下、井上均可施工。具有许多传统直流电法不可比拟的优点，可应用于：

◆ 地下水探测。瞬变电磁法可用于找水、咸淡水区分、地下电性分层、圈定地下充水溶洞；

◆ 寻找金属矿床；

◆ 煤层顶底板富水性探测、巷道迎头超前探、圈定煤层采空（塌陷）区；

◆ 陡倾角、断层、岩脉等地质构造探测。

二、高密度电法简介

    其原理与普通电阻率法相同，不同的是在观测中设置了高密度的观测点，工作装置组合实现了密点距陈列布设电极，是一种阵列勘探方法，现场测量时只需将全部电极（几十至上百根）置于测点上，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集，增加了空间供电和采样的密度，提高了纵、横向分辨能力和工作效率。

    在众多直流电阻率方法中，高密度电阻率法以其工作效率高、反映的地电信息量大、工作成本低、测量简便等突出优势，在物探领域中发挥着越来越重要的作用。主要应用于：

◆ 寻找地下水、管线探测、岩土工程勘察；

◆ 煤矿采空区调查，煤矿井下富水性探测；

◆ 水库大坝的坝体稳定性评价、坝基渗漏勘查、堤坝裂缝检测、建筑地基勘探；

◆ 涵洞和溶洞位置勘查、岩溶塌陷和地裂缝探测

三、矿井直流电法简介

    主要应用于井下，其原理与地面直流电法相似，不同之处为：矿井直流电法属全空间电法勘探、采用本安防爆设备，它以岩石的电性差异为基础，在全空间条件下建立电场，使用全空间电场理论，处理和解释有关矿井水文地质问题。

    矿井直流电法主要应用于井下巷道顶底板构造和富水性探测，井下巷道迎头构造和富水性超前探测。

    近年来，随着矿井防治水工作的不断加强，井下富水性预测、预报需求增多。矿井直流电法作为一种有效的探测手段获得了广泛应用。

四、超前探

    超前探，即对巷道迎头前方一定范围进行探测，对巷道迎头前方的构造、富水体发育情况作出预测预报。超前探显著降低了巷道开拓过程中遭遇水害的几率，大大节约了巷道开拓成本，同时，超前探施工简便、精度高，因此，越来越受到矿方欢迎。

    常见的超前探施工方法有三种，即直流电法、瞬变电磁和矿井震波，三种方法各有优缺点，需针对现场条件选择，或三种方法同时施工，进行综合解释。其中直流电法探测距离约为80m左右；瞬变电磁探测距离较大，可达150m；矿井震波偏重构造探测，探测距离可达200m。

五、矿井震波勘探简介

    矿井震波勘探采用弹性波勘探原理，利用震波（地震及声波）为弹性波波源，经仪器接收和初处理后，再经过软件解析系统解释，并结合地质基础资料综合分析确定异常界面，达到定性和定量解决各种地质问题的目的。矿井震波勘探主要是对各种构造问题进行探测，其应用范围为：

◆ 顶底煤厚及前方构造实时剖面探测；

◆ 巷道围岩松动圈探测；

◆ 工作面内断层及隐伏构造探测；

◆ 陷落柱探测；

◆ 巷道迎头超前探测；

◆ 老空区探测；

◆ 底板岩层完整性特征评价；

◆ 基岩界面及起伏形态探测；

◆ 锚喷大巷安全性评价。

六、音频透视简介

    音频透视也是直流电法的一种，它是利用各种岩（矿）石之间存在的导电差异，通过专门仪器观测人工电场的分布规律来达到解决地质问题的目的。音频透视主要应用于井下，通过改变供电频率，可以对工作面顶板以上或底板以下区域进行多达四个不同深度层面的富水性探测，探测深度可达90m。与只能探测巷道剖面的其它方法相比，其探测范围大、立体性强、信息更加丰富，优势十分明显。

    音频电透视采用“单极—偶极”法，即在采煤工作面一巷道内供电另一巷道内接收，供电点为单极电源（A），接收为双电极（M、N）间的电位差（M、N分别在巷道的两邦，见下图）。一般每隔50M布一供电点，接收点为10M一点，对应每一供电点，在另一巷道内成扇形接收。然后，将供电和接收交换巷道，采用相同方法测量（见下图）。

七、三维地震简介

    三维地震是在二维地震技术基础上发展起来的。发达国家20世纪70年代开始使用三维地震技术。我国三维地震技术在20世纪80年代迅速发展起来，现已形成包括野外资料采集、室内资料处理和成果解释的一整套技术体系，在煤田、油气勘探开发中发挥着越来越重要的作用。三维地震是将地震测网按一定规律布置成方格状或环状的地震面积勘探方法，能大大提高地下共深度点（指炮点和检波点连线的中点）的数量、更真实地给出地下地质体形态。它可从三维空间(立体的)了解地下地质构造情况，这种方法可以提供剖面的、平面的，立体的地下地质构造图象，大大地提高了地震勘探的准确度。

    三维地震主要研究地下构造、地层和岩性特征。现在，煤田地震勘探已成为煤矿开发阶段的重要手段,广泛应用于识别断层及其它构造、预测奥陶系灰岩岩溶裂隙发育带、解释煤层变薄冲刷带、预测瓦斯富集带、陷落柱位置等。

八、无线电波透视

    无线电波透视法又称坑透，是利用探测目标与周围介质之间的电性差异来研究确定目标体位置形态，大小及物性参数的一种井中物探方法。所用频率属高频频段，一般为一百千赫至几十兆赫。无线电波遇到电性不同的目标体时会发生反射、折射、透射、边缘绕射以及对波的吸收等现象，因而改变了场的分布形态。不同介质对电磁波吸收程度不同，真空不吸收电磁波，高阻岩石对电磁波吸收较弱，低阻体对电磁波吸收较强。因此，无线电波透视法是通过研究电磁波在坑道间的传播特性和被介质吸收的情况来寻找圈定各种目标的。

    无线电波透视法主要应用于探测工作面内构造如陷落柱、断层、煤层变薄区等。