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[摘 要]根据相关调查显示，我国的绝大部分煤矿都已结束上组煤层的开采。而伴随着下组煤层开采工作进行过程中，上组煤会留下部分采空区，这些采空区一般会存积大量的水。因此在进行下部煤层放顶开采工作时，一部分隐藏的导水部位可能会把采空区的水引入回采工作面当中。此类情况对于煤炭开采的影响是非常不利的，给煤矿安全生产带来了非常严重的危害。因此本文主要就瞬变电磁法勘探在苏村煤矿采空区富水性探测中的应用进行探讨分析，并提出一定的个人观点，以供参考。
[关键词]瞬变电磁法；煤层采空区；富水性
中图分类号：TG454 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0306-01
1 瞬变电磁法进行勘探的基本原理
瞬变电磁场一般都会在巷道内部建立一个比较稳定的磁场。其主要原理是利用巷道内的设置利用电流发射线圈发射电流，随后通过回线空间控制，逐步形成磁场。众所周知电磁场在空气中的传播速度非常快，如果电流断开，那么激发感应电流只会停留在巷道周边岩层，而且此时的电流相对来说分布是非常不均匀的。而巷道顶板和底板因为紧挨着发射回线一次磁场，所以在一定程度上此处的感应电流是最强的。
根据时间走向，巷道附近的感应电流慢慢的向着周围外部流向，强度会逐渐变小，此时的感应电流分布已慢慢呈现均匀状态。如果发射电流断开，环状电流会逐渐向外推移扩散，慢慢的变成圆电流环，效果特别像发射线圈中出现的烟圈。因此该过程也被俗称为我们所熟知的烟圈效应。
2 瞬变电磁法技术特点
（1）瞬变电磁法在断电之后可以对纯二次场进行检测。其不仅能够对于频率区内的噪音进行消除工作，还能够不受地形变化的影响和约束。因不受地理条件及环境影响，所以一般使用不接地的回线设备辅助。因此带来的好处是即便在特殊地域情况下，例如沙漠、冻土等恶劣地质条件也能够通过此法展开工作。另外可以利用装置完成相关的监测工作。在一定程度上保证整体测量的完整性和准确性。而且根据此法收集的信息趋于简单化，比较好进行后期处理。
（2）运用瞬变电磁法的同时，如果要利用单脉冲进行激发检测，就可以跟这个环节的信息得到整条瞬变场的变化数据。而且此类检测工作，对于各个环节的要求并不是很精细，因此在线圈的位置和距离上少了更多的限制性。在此条件下也使得监测工作变得更加简单便捷。不仅提高了勘测工作的效率，还能够多次的进行脉冲激发实验测试作业。最后根据得到了多次数据进行叠加处理，使其信噪比和观测准确度得到更好的提升。
（3）瞬变电磁法可以选择不同时段不同频率的检测方式。其不仅能够有效地抑制地质噪声的巨大影响，还能够根据实际情况获得不同的检测数据。利用这种监测方式能够对于地面或者水下各种不同的地质条件进行有效的探测分析。
（4）瞬变电磁法难受到高阻层的限制。它不仅能够经过高阻层，对于低阻层的反应相对来讲比较敏感，因此，其分辨能力强，在低阻层条件下可以使用多道监测方法。特别是早期受到地形影响的数据很容易被辨别出来，这也使得相关的工作人员能够在勘测工作完成的同时提供更多有效信息。
3 在苏村煤矿采空区分布及富水性探测中的应用
根据瞬变电磁法探测的基本原理，我们可以得知，在普通情况下，含水岩层与围岩电阻率值相比较而言，电阻率特性表现更低。如果岩层水分不高，电阻特性也会表现成高阻特性。因此，相关人员可以根据在采空区附近电阻率值的变化以及富水性进行连续的探测处理，从而更好地得出地区解释资料。
3.1 苏村煤矿采空区原始数据采集
（1） 井田东区面积：0.14；
（2） 室外工作二维测网布置：20mx20m；
（3） 线距：20m；点距：20m；
（4） 测区内总共布置测线数量：19条；
（5） 瞬变电磁坐标物理点：440个；
（6） 质量检测点：16个；
（7） 总物理点：475个；
（8） 实验点：20个。
3.2 对采集数据进行分析与处理
每一个观测点记录的参数为时间道、采样开始时间、采样窗口宽度、发射电流、归一化感应二次场、转换的磁感应强度值等。依据以往测量规律、地质以及相关勘察数据与资料，然后对地形以及其他背景做必要的修正与调整处理与加工，继而把感应电动势转化变成视电阻率之后，再对断面赋水状况进行分析与研究。
3.3 对检测以及处理的数据进行解释
（1）将人工解释与计算机的解释有机联系与融合；
（2） 垂直与水平的解释也要有机结合；
（3） 电性解释与综合地质分析也要科学结合与融合；
（4） 区分研究，逐层分析原则。
3.4 取得的地质成果
（1）通过本次电法勘探工作，基本查明了测区内5#、10#煤层采空积水区的分布范围和相对强度，测区内共发现11个低阻异常区；
（2）11个异常区范围内都有已知采空区分布，采空区范围内的低阻异常区存在局部积水的可能性。
（3） 本次电法资料反映的是水的静态特性，在巷道掘进或煤层开采时，必须考虑顶板冒落、底板破碎等扩大原有裂隙通道或增加新导水通道的可能性。
（4） 考虑到地表降水不断补给采空区造成采空区积水量继续增大可能性。
结束语：
从上文可以看出，利用瞬变电磁法探测煤层顶板富水性具有良好的优越性。尤其是瞬变电磁法勘探对于低阻层反映非常灵敏，抽出的数据精确度也比较高。因此，在近年来的水害防治之中得到了广泛的应用。基于井下环境本身具有一定的复杂性和特殊性，因此，在矿井物探之中，如果想要了解更多的资料信息就必须用对相关的勘测方法。特别是在瞬变电磁资料整合过程中，一定要根据相关的地质水文资料进行细致运用。从而根据井下物探获得的資料分析地层构造在储存水体静态中的反应程度。相关人员在这里应当不断地找出技术使用中的缺点，并加以改善，加强采掘前矿井水文超前探测工作，以便实施针对性更强和更有效的防治水技术措施，确保矿井生产的安全。？为我国的煤炭事业发展及采空区富水性探测技术发展做出一定贡献。
参考文献
[1]于景邨， 刘志新， 刘树才， & 汤金云. （2007）. 深部采场突水构造矿井瞬变电磁法探查理论及应用. 煤炭学报， 32（8）， 818-821.
[2]WANG HUAJUN， 王华军. ALGORITHM OF A 2.5 DIMENSIONAL FINITE ELEMENT METHOD FOR TRANSIENT ELECTROMAGNETIC WITH A CENTRAL LOOP中心回线瞬变电磁法2.5维有限单元算法[J]. Chinese Journal of Geophysics， 2003， 46（6）：1227-1240.
[3]白登海， Maxwell A Meju， 卢健， 王立凤， & 何兆海. （2003）. 时间域瞬变电磁法中心方式全程视电阻率的数值计算. 中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第二卷 （pp.697-704）.
[4]石显新， 闫述， 傅君眉， & 陈明生. （2009）. 瞬变电磁法中心回线装置资料解释方法的改进. 地球物理学报， 52（7）， 1931-1936.
[5]刘国兴， 王喜臣， 张小路， & 王钟. （2003）. 大功率激电和瞬变电磁法在青海锡铁山深部找矿中的应用. 吉林大学学报（地）， 33（4）， 551-554.
[关键词]瞬变电磁法；煤层采空区；富水性
中图分类号：TG454 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0306-01
1 瞬变电磁法进行勘探的基本原理
瞬变电磁场一般都会在巷道内部建立一个比较稳定的磁场。其主要原理是利用巷道内的设置利用电流发射线圈发射电流，随后通过回线空间控制，逐步形成磁场。众所周知电磁场在空气中的传播速度非常快，如果电流断开，那么激发感应电流只会停留在巷道周边岩层，而且此时的电流相对来说分布是非常不均匀的。而巷道顶板和底板因为紧挨着发射回线一次磁场，所以在一定程度上此处的感应电流是最强的。
根据时间走向，巷道附近的感应电流慢慢的向着周围外部流向，强度会逐渐变小，此时的感应电流分布已慢慢呈现均匀状态。如果发射电流断开，环状电流会逐渐向外推移扩散，慢慢的变成圆电流环，效果特别像发射线圈中出现的烟圈。因此该过程也被俗称为我们所熟知的烟圈效应。
2 瞬变电磁法技术特点
（1）瞬变电磁法在断电之后可以对纯二次场进行检测。其不仅能够对于频率区内的噪音进行消除工作，还能够不受地形变化的影响和约束。因不受地理条件及环境影响，所以一般使用不接地的回线设备辅助。因此带来的好处是即便在特殊地域情况下，例如沙漠、冻土等恶劣地质条件也能够通过此法展开工作。另外可以利用装置完成相关的监测工作。在一定程度上保证整体测量的完整性和准确性。而且根据此法收集的信息趋于简单化，比较好进行后期处理。
（2）运用瞬变电磁法的同时，如果要利用单脉冲进行激发检测，就可以跟这个环节的信息得到整条瞬变场的变化数据。而且此类检测工作，对于各个环节的要求并不是很精细，因此在线圈的位置和距离上少了更多的限制性。在此条件下也使得监测工作变得更加简单便捷。不仅提高了勘测工作的效率，还能够多次的进行脉冲激发实验测试作业。最后根据得到了多次数据进行叠加处理，使其信噪比和观测准确度得到更好的提升。
（3）瞬变电磁法可以选择不同时段不同频率的检测方式。其不仅能够有效地抑制地质噪声的巨大影响，还能够根据实际情况获得不同的检测数据。利用这种监测方式能够对于地面或者水下各种不同的地质条件进行有效的探测分析。
（4）瞬变电磁法难受到高阻层的限制。它不仅能够经过高阻层，对于低阻层的反应相对来讲比较敏感，因此，其分辨能力强，在低阻层条件下可以使用多道监测方法。特别是早期受到地形影响的数据很容易被辨别出来，这也使得相关的工作人员能够在勘测工作完成的同时提供更多有效信息。
3 在苏村煤矿采空区分布及富水性探测中的应用
根据瞬变电磁法探测的基本原理，我们可以得知，在普通情况下，含水岩层与围岩电阻率值相比较而言，电阻率特性表现更低。如果岩层水分不高，电阻特性也会表现成高阻特性。因此，相关人员可以根据在采空区附近电阻率值的变化以及富水性进行连续的探测处理，从而更好地得出地区解释资料。
3.1 苏村煤矿采空区原始数据采集
（1） 井田东区面积：0.14；
（2） 室外工作二维测网布置：20mx20m；
（3） 线距：20m；点距：20m；
（4） 测区内总共布置测线数量：19条；
（5） 瞬变电磁坐标物理点：440个；
（6） 质量检测点：16个；
（7） 总物理点：475个；
（8） 实验点：20个。
3.2 对采集数据进行分析与处理
每一个观测点记录的参数为时间道、采样开始时间、采样窗口宽度、发射电流、归一化感应二次场、转换的磁感应强度值等。依据以往测量规律、地质以及相关勘察数据与资料，然后对地形以及其他背景做必要的修正与调整处理与加工，继而把感应电动势转化变成视电阻率之后，再对断面赋水状况进行分析与研究。
3.3 对检测以及处理的数据进行解释
（1）将人工解释与计算机的解释有机联系与融合；
（2） 垂直与水平的解释也要有机结合；
（3） 电性解释与综合地质分析也要科学结合与融合；
（4） 区分研究，逐层分析原则。
3.4 取得的地质成果
（1）通过本次电法勘探工作，基本查明了测区内5#、10#煤层采空积水区的分布范围和相对强度，测区内共发现11个低阻异常区；
（2）11个异常区范围内都有已知采空区分布，采空区范围内的低阻异常区存在局部积水的可能性。
（3） 本次电法资料反映的是水的静态特性，在巷道掘进或煤层开采时，必须考虑顶板冒落、底板破碎等扩大原有裂隙通道或增加新导水通道的可能性。
（4） 考虑到地表降水不断补给采空区造成采空区积水量继续增大可能性。
结束语：
从上文可以看出，利用瞬变电磁法探测煤层顶板富水性具有良好的优越性。尤其是瞬变电磁法勘探对于低阻层反映非常灵敏，抽出的数据精确度也比较高。因此，在近年来的水害防治之中得到了广泛的应用。基于井下环境本身具有一定的复杂性和特殊性，因此，在矿井物探之中，如果想要了解更多的资料信息就必须用对相关的勘测方法。特别是在瞬变电磁资料整合过程中，一定要根据相关的地质水文资料进行细致运用。从而根据井下物探获得的資料分析地层构造在储存水体静态中的反应程度。相关人员在这里应当不断地找出技术使用中的缺点，并加以改善，加强采掘前矿井水文超前探测工作，以便实施针对性更强和更有效的防治水技术措施，确保矿井生产的安全。？为我国的煤炭事业发展及采空区富水性探测技术发展做出一定贡献。
参考文献
[1]于景邨， 刘志新， 刘树才， & 汤金云. （2007）. 深部采场突水构造矿井瞬变电磁法探查理论及应用. 煤炭学报， 32（8）， 818-821.
[2]WANG HUAJUN， 王华军. ALGORITHM OF A 2.5 DIMENSIONAL FINITE ELEMENT METHOD FOR TRANSIENT ELECTROMAGNETIC WITH A CENTRAL LOOP中心回线瞬变电磁法2.5维有限单元算法[J]. Chinese Journal of Geophysics， 2003， 46（6）：1227-1240.
[3]白登海， Maxwell A Meju， 卢健， 王立凤， & 何兆海. （2003）. 时间域瞬变电磁法中心方式全程视电阻率的数值计算. 中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第二卷 （pp.697-704）.
[4]石显新， 闫述， 傅君眉， & 陈明生. （2009）. 瞬变电磁法中心回线装置资料解释方法的改进. 地球物理学报， 52（7）， 1931-1936.
[5]刘国兴， 王喜臣， 张小路， & 王钟. （2003）. 大功率激电和瞬变电磁法在青海锡铁山深部找矿中的应用. 吉林大学学报（地）， 33（4）， 551-554.