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用“浅部”造深井探测仪
过去一个世纪，我国地震学在了解地球结构方面取得了很大的进展。最早探索地球深部结构的是来自英国的地质学家奥尔德姆，他在1906年时首先利用地震穿过地球的时间来推断整个地球构造。3年后，莫霍洛维奇根据地震初至波的走时，发现莫霍界面。1914年，古登堡根据地震体液“影区”的进一步研究确认了地核的存在，测定了核幔间断面深度，推断出地核是液态的。到了1936年，莱曼通过对体液“影区”的进一步研究，发现了在液态的地核中还有一个固态内核。51年后，IASPEI（国际地震学与地球物理学协会）推动了新的走时表编制，同时，还推出了IASP91和AK135模型机相应走时表。而我国直到1996年才开始研究地球结构。
“浅部”研究是有关地球结构研究中的一个重要部分，人们把对地球“浅部”的研究成果应用在油气资源和能源探测方面，并取得了非常大的进展。有许多国家开展了以地壳为探测目标的大型科学计划，如美国大陆反射剖面计划、英国的辛迪加计划、加拿大的岩石圈探测计划等。尤其是近年来美国的EarthScope计划将政府、高校和产业部门密切结合，为基础研究与应用研究提供了一个综合平台，取得了较好的结果。
同时，勘探地震学者运用对地球“浅部”的研究成果发明出了深井探测仪器。探测仪器起初只进行了简单激发接收的探索，后来又进行了简单激发复杂处理，并从单道扩大到万道扩大，还对叠加、偏移、全波形反演等情况开展了处理研究。
随着处理难度的不断扩大，越来越多的物理及数学精英也加入到了这个行列中来。其中，不乏有人设想探索复杂激发处理的方法，我国科学家就是其中的精英。2009年，我国首次进行了人工水体试验，没想到一次性成功。随后，又通过探测到地下结构的变化，开始启动“地学长江计划”。经试验后发现，深井探测仪器不仅可以大规模推广运用，还可以在煤矿井底利用气枪的原理解决现有的环境问题。
新型探测仪器解难题
我国是世界上人口最多的国家，但我国的水资源形势严峻，尤其是在中北方，干旱半干旱的许多地区和城市，地下水成为重要的甚至唯一的水源。全国有近400个城市开采地下水作为城市供水水源，300多个城市存在不同程度缺水，其中，严重缺水的城市有188个。为了解决严重的缺水问题，研究人员对井下打水采用了地磁场磁共振探测仪器的方法。
地磁场磁共振探测仪器主要是用于地下水探测水源性质灾害核磁测井，探测获取水文地质参数。地磁场磁共振探测仪器利用了核磁共振与瞬变电磁波场联合成像方法，用瞬变电磁场突破了晨状孔隙水探测深度150m的技术瓶颈，勘探达到了400m，解决了深度浅的难题。同时，研究人员还研发出了米级天线，它主要利用米级天线理论研究为基础，不仅能够完成天线的野外试验，还适用于目前低场磁核共振，能够有效获得地下水核磁共振信号的最小型天线。如今，研究人员在探测天线直径上分别做到了6米级、4米级、2米级。目前国际上应用地下水探测线圈最小尺寸为25米。
地磁场磁共振探测仪器是我国新研发的地球物理仪器，它在我国国防、资源探测、自然灾害监测和工程质量监测等领域中起到了不可忽视的作用。目前，国际上的地磁场磁共振探测地球物理仪器主要发展方向是多功能化、轻便化、智能化、可视化、网络化和虚拟化。
多年来，我国地球物理仪器发展坚持适当引进与自主创新相结合、研产用相结合，形成标准统一、多学科交叉融合的研制体系，不仅提高了工艺水平，还进一步重视地球深部探测、航空物探、海洋探测、地质灾害监测和国防工程领域的地球物理仪器开发和研制；发挥了学术组织的特殊作用，集中力量组织攻关，在关键领域中形成我国具有自主知识产权的先进地球物理技术。
煤炭行业需不断改革创新
人类开采煤炭的历史相当长远。煤炭是化石能源家族中数量最多、品种最多、使用历史最长的一次性能源。早在山顶洞人时，就开始用煤取暖，古人很早便开采煤炭用作燃料并用它来从事手工冶炼，以繁荣经济、促进社会发展。公元2～3世纪时，罗马人在英国留下了烧煤的痕迹。煤炭更是英国工业革命的动力源泉，1760年蒸汽机的发明使煤炭替代木材崭露头角，成为世界上的主导能源。
1875年，焦炭取代了木材用于炼钢。1885年前后用于发电，从此世界进入了“煤炭时代”。1975年以后，因需求量在迅速增长，煤炭的开采与应用再度活跃，特别是自20世纪下叶至今发展迅猛，在世界能源结构中占据很重要的地位。至今人类已采掘了2400亿吨以上的煤炭，在20世纪的100年间全球累计生产煤炭达2282.5亿吨。
从古至今，能源在经济、安全和环境这3大问题中具有举足轻重的地位，而科学技术的进步却为人类的能源选择创造了条件并使能源构成不断趋于合理。当今在煤炭能源发展的征程上，煤炭产出面临着瓦斯、水体、塌陷“三大杀手”的威胁，在煤炭勘察、开发和利用方面必须强化向第二深度“挺进”，这是能源战略储备，也是一个国家民族经济可持续发展的必然之路。
面对快速发展的煤炭消费、更为严峻的环境压力，中国必须大力发展洁净煤技术，特别是洁净煤发电技术，应该尽可能地采用先进的装备提高利用率，实行全过程污染控制，以保证在中国经济快速发展的同时环境能得到改善，能源利用率得到提高。在煤炭矿井下，可以利用电磁波场响应来解决参数测井的问题。同时，还必须建立起可靠的长期供给的能源战略后备基地。
如今，我国在煤炭领域中还是缺乏一个较为完善的可预测能源勘探、开发、利用和平衡进出口量的发展路线图。现在，煤炭形势严峻，煤炭企业必须要尽快制定一个适合于国情的中、长期能源发展战略规划与战略路线图。煤炭企业要本着转变理念，本着煤炭产业安全、高效、清洁、低碳的道路，才是发展的根本路径，这样才能做到山西煤业低碳引领、创新驱动，打造国家煤基科技与产能新的高地。
瞬变电磁法可精细探测
早在20世纪30代，瞬变电磁法就由前苏联科学家提出，当时，煤矿采用的还是远区工作模式。到了1933年，美国科学家对不同电导率地层界面之间电磁波反射信号与地震反射波信号的相似性进行了大量的实验和比较，最先提出利用电流脉冲激发供电偶极形成时域电磁场方法。到了20世纪50～60年代，苏联科学家已成功地完成了瞬变电磁法的一维正、反演，建立了瞬变电磁法的解释理论和野外工作方法。随后，瞬变电磁法才开始进入实用阶段。我国研究时已到了20世纪70年代。
瞬变电磁法技术主要是用于勘探煤炭矿井、高速公路、桥梁以及高层建筑的选址、地下洞体的工程勘察与入浸等地址方面的调查。那什么是瞬变电磁法呢？它是指一种时间域的电磁探测方法，介质在一次电流脉冲场激励下会产生涡流，但在脉冲间断期间涡流不会立即消失，周围空间会随时间形成衰减的二次磁场。同时，二次磁场还可以通过接收线圈测量的磁场空间分布形态来了解异常体的空间。同时，它还将地震勘探仪器及方法引入了进来，通过发展多通道电磁法、阵列式观测，实现多次空间迭加和多次覆盖，真正地做到卫星定位、同步、大功率管控制技术、微波通讯技术等。
在煤矿矿井下采用瞬变电磁法不仅反应灵敏、体积效应小，还能加快工作效率、探测距离大、施工方便快捷，通过井下现场实验观察，还能规避干扰。其中，设备器件还具有耐高温、高寒技术、多功能化先进的数据处理技术以及可视化软件，高温超导磁探头和提高磁场探测来提高灵敏度。同时，瞬变电磁法的应用领域还突破了煤田奥陶世纪灰岩深部复杂含水体、煤矿干扰数据观测、复杂地形情况下的施工测量及煤矿地下对高电阻特性的目标进行精细探测。
过去一个世纪，我国地震学在了解地球结构方面取得了很大的进展。最早探索地球深部结构的是来自英国的地质学家奥尔德姆，他在1906年时首先利用地震穿过地球的时间来推断整个地球构造。3年后，莫霍洛维奇根据地震初至波的走时，发现莫霍界面。1914年，古登堡根据地震体液“影区”的进一步研究确认了地核的存在，测定了核幔间断面深度，推断出地核是液态的。到了1936年，莱曼通过对体液“影区”的进一步研究，发现了在液态的地核中还有一个固态内核。51年后，IASPEI（国际地震学与地球物理学协会）推动了新的走时表编制，同时，还推出了IASP91和AK135模型机相应走时表。而我国直到1996年才开始研究地球结构。
“浅部”研究是有关地球结构研究中的一个重要部分，人们把对地球“浅部”的研究成果应用在油气资源和能源探测方面，并取得了非常大的进展。有许多国家开展了以地壳为探测目标的大型科学计划，如美国大陆反射剖面计划、英国的辛迪加计划、加拿大的岩石圈探测计划等。尤其是近年来美国的EarthScope计划将政府、高校和产业部门密切结合，为基础研究与应用研究提供了一个综合平台，取得了较好的结果。
同时，勘探地震学者运用对地球“浅部”的研究成果发明出了深井探测仪器。探测仪器起初只进行了简单激发接收的探索，后来又进行了简单激发复杂处理，并从单道扩大到万道扩大，还对叠加、偏移、全波形反演等情况开展了处理研究。
随着处理难度的不断扩大，越来越多的物理及数学精英也加入到了这个行列中来。其中，不乏有人设想探索复杂激发处理的方法，我国科学家就是其中的精英。2009年，我国首次进行了人工水体试验，没想到一次性成功。随后，又通过探测到地下结构的变化，开始启动“地学长江计划”。经试验后发现，深井探测仪器不仅可以大规模推广运用，还可以在煤矿井底利用气枪的原理解决现有的环境问题。
新型探测仪器解难题
我国是世界上人口最多的国家，但我国的水资源形势严峻，尤其是在中北方，干旱半干旱的许多地区和城市，地下水成为重要的甚至唯一的水源。全国有近400个城市开采地下水作为城市供水水源，300多个城市存在不同程度缺水，其中，严重缺水的城市有188个。为了解决严重的缺水问题，研究人员对井下打水采用了地磁场磁共振探测仪器的方法。
地磁场磁共振探测仪器主要是用于地下水探测水源性质灾害核磁测井，探测获取水文地质参数。地磁场磁共振探测仪器利用了核磁共振与瞬变电磁波场联合成像方法，用瞬变电磁场突破了晨状孔隙水探测深度150m的技术瓶颈，勘探达到了400m，解决了深度浅的难题。同时，研究人员还研发出了米级天线，它主要利用米级天线理论研究为基础，不仅能够完成天线的野外试验，还适用于目前低场磁核共振，能够有效获得地下水核磁共振信号的最小型天线。如今，研究人员在探测天线直径上分别做到了6米级、4米级、2米级。目前国际上应用地下水探测线圈最小尺寸为25米。
地磁场磁共振探测仪器是我国新研发的地球物理仪器，它在我国国防、资源探测、自然灾害监测和工程质量监测等领域中起到了不可忽视的作用。目前，国际上的地磁场磁共振探测地球物理仪器主要发展方向是多功能化、轻便化、智能化、可视化、网络化和虚拟化。
多年来，我国地球物理仪器发展坚持适当引进与自主创新相结合、研产用相结合，形成标准统一、多学科交叉融合的研制体系，不仅提高了工艺水平，还进一步重视地球深部探测、航空物探、海洋探测、地质灾害监测和国防工程领域的地球物理仪器开发和研制；发挥了学术组织的特殊作用，集中力量组织攻关，在关键领域中形成我国具有自主知识产权的先进地球物理技术。
煤炭行业需不断改革创新
人类开采煤炭的历史相当长远。煤炭是化石能源家族中数量最多、品种最多、使用历史最长的一次性能源。早在山顶洞人时，就开始用煤取暖，古人很早便开采煤炭用作燃料并用它来从事手工冶炼，以繁荣经济、促进社会发展。公元2～3世纪时，罗马人在英国留下了烧煤的痕迹。煤炭更是英国工业革命的动力源泉，1760年蒸汽机的发明使煤炭替代木材崭露头角，成为世界上的主导能源。
1875年，焦炭取代了木材用于炼钢。1885年前后用于发电，从此世界进入了“煤炭时代”。1975年以后，因需求量在迅速增长，煤炭的开采与应用再度活跃，特别是自20世纪下叶至今发展迅猛，在世界能源结构中占据很重要的地位。至今人类已采掘了2400亿吨以上的煤炭，在20世纪的100年间全球累计生产煤炭达2282.5亿吨。
从古至今，能源在经济、安全和环境这3大问题中具有举足轻重的地位，而科学技术的进步却为人类的能源选择创造了条件并使能源构成不断趋于合理。当今在煤炭能源发展的征程上，煤炭产出面临着瓦斯、水体、塌陷“三大杀手”的威胁，在煤炭勘察、开发和利用方面必须强化向第二深度“挺进”，这是能源战略储备，也是一个国家民族经济可持续发展的必然之路。
面对快速发展的煤炭消费、更为严峻的环境压力，中国必须大力发展洁净煤技术，特别是洁净煤发电技术，应该尽可能地采用先进的装备提高利用率，实行全过程污染控制，以保证在中国经济快速发展的同时环境能得到改善，能源利用率得到提高。在煤炭矿井下，可以利用电磁波场响应来解决参数测井的问题。同时，还必须建立起可靠的长期供给的能源战略后备基地。
如今，我国在煤炭领域中还是缺乏一个较为完善的可预测能源勘探、开发、利用和平衡进出口量的发展路线图。现在，煤炭形势严峻，煤炭企业必须要尽快制定一个适合于国情的中、长期能源发展战略规划与战略路线图。煤炭企业要本着转变理念，本着煤炭产业安全、高效、清洁、低碳的道路，才是发展的根本路径，这样才能做到山西煤业低碳引领、创新驱动，打造国家煤基科技与产能新的高地。
瞬变电磁法可精细探测
早在20世纪30代，瞬变电磁法就由前苏联科学家提出，当时，煤矿采用的还是远区工作模式。到了1933年，美国科学家对不同电导率地层界面之间电磁波反射信号与地震反射波信号的相似性进行了大量的实验和比较，最先提出利用电流脉冲激发供电偶极形成时域电磁场方法。到了20世纪50～60年代，苏联科学家已成功地完成了瞬变电磁法的一维正、反演，建立了瞬变电磁法的解释理论和野外工作方法。随后，瞬变电磁法才开始进入实用阶段。我国研究时已到了20世纪70年代。
瞬变电磁法技术主要是用于勘探煤炭矿井、高速公路、桥梁以及高层建筑的选址、地下洞体的工程勘察与入浸等地址方面的调查。那什么是瞬变电磁法呢？它是指一种时间域的电磁探测方法，介质在一次电流脉冲场激励下会产生涡流，但在脉冲间断期间涡流不会立即消失，周围空间会随时间形成衰减的二次磁场。同时，二次磁场还可以通过接收线圈测量的磁场空间分布形态来了解异常体的空间。同时，它还将地震勘探仪器及方法引入了进来，通过发展多通道电磁法、阵列式观测，实现多次空间迭加和多次覆盖，真正地做到卫星定位、同步、大功率管控制技术、微波通讯技术等。
在煤矿矿井下采用瞬变电磁法不仅反应灵敏、体积效应小，还能加快工作效率、探测距离大、施工方便快捷，通过井下现场实验观察，还能规避干扰。其中，设备器件还具有耐高温、高寒技术、多功能化先进的数据处理技术以及可视化软件，高温超导磁探头和提高磁场探测来提高灵敏度。同时，瞬变电磁法的应用领域还突破了煤田奥陶世纪灰岩深部复杂含水体、煤矿干扰数据观测、复杂地形情况下的施工测量及煤矿地下对高电阻特性的目标进行精细探测。