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测方向指向巷道顶板方向进行扇扫描，如图 4 （ a） ，水 平方向即 探 测 时 沿 水 平 方 向 进 行 扇 面 扫 描，如 图 4 （ b） 。
异常分布于 30°、45° 角度超前探测方向上约 85m 处。 综合分析可知，两幅图件低阻表现应为同一异常反应， 但水平方向不 如 顶 板 方 向 明 显 ，推 测 该 低 阻 异 常 主 要 与顶板方向对 应 位 置 处 低 阻 电 性 体 有 关 ，结 合 地 质 资 料分析认为是 顶 板 灰 岩 局 部 富 水 ，由 于 视 电 阻 率 值 在 40，推测富水性较弱，对掘进影响不 大。实 际 掘 进 揭 露，巷道向前掘进至 80m 处时，顶板破碎，淋水，证明探 测结果的可靠性。
质工程师，注册安全工程师，现任枣庄矿业集团甘霖实业公司生产副 总工程师，曾在《山东煤炭科技》发表论文 10 余篇。
3 井下施工技术
如图 3 所示，探测时按照与迎头正前方不同夹角 进行扇面扫描，形 成 对 迎 头 左 前 方、正 前 方、右 前 方 的 探测。进行了两 个 方 向 的 探 测，顶 板 方 向 即 探 测 时 探
（ 3） 将工作面及下巷运输机电缆、煤机电缆、照明 通讯线路及支架高、低压管线在补切机尾重新联好。
图 4 探测方向示意图
4 应用实例
为了防止隐伏 导 含 水 构 造 突 水 事 故 的 发 生，安 阳 煤矿 1601 上顺槽掘进过程中采用了矿井瞬变电磁超 前探测技术。图 5 为某掘进头处顶板方向超前探测视 电阻率等值线图，图 6 为同一迎头水平方向超前探测 视电阻率等值线图。图 5 中视电阻率值 50 ～ 200，相对 低阻异常分布于 15°、30°、45° 等 3 个角度的超前探测 方向上 85m 处； 图 6 中视电阻率值 100 ～ 200，相对低阻
1 基本原理
矿井瞬变电磁 法 一 般 采 用 两 个 线 圈，一 个 作 为 发 射，一个作为接收，发射线圈平面的法线方向即为探测 方向。探测时架设线圈使其法线方向对准巷道中所要 探测的目标体，在发射线圈中通以阶跃电流，而后瞬间 关断。通电期间 大 地 中 便 建 立 了 一 次 磁 场 ，断 电 后 在 巷道围岩中激发了以发射线圈法线方向为中心的涡旋 感应电流场。在 发 射 电 流 刚 关 断 时，该 环 状 线 电 流 紧 接发射回线，与 发 射 回 线 具 有 相 同 的 形 状。 随 着 时 间 推移，该电流环 向 前、向 外 扩 散，并 逐 渐 变 形 为 圆 电 流 环。等效电流 环 很 象 从 发 射 回 线 中“吹 ”出 来 的 一 系 列“烟圈”，因 此，将 涡 旋 电 流 沿 发 射 线 圈 法 线 方 向 向 外扩散的过程形象地称为“烟圈效应”（ 如图 1 所示） 。 根据接收到瞬 变 电 磁 场 随 时 间 的 变 化 规 律，可 以 探 测 巷道前方岩层的电性变化，达到超前探测的目的。
多匝小回线装置形式的矿井瞬变电磁法是近年来 为了克服矿井 直 流 电 法 井 下 施 工 受 限、电 极 接 地 困 难 而发展起来的 一 种 新 的 井 下 物 理 探 测 技 术，具 有 施 工 方便快捷、体积 效 应 小、探 测 距 离 大 等 优 点，在 对 巷 道 掘进前方断层、陷落柱、水文钻孔等构造的导含水性的 超前探测中取得了良好的应用效果。本文结合安阳煤 矿 1601 上顺槽超前探测应用实例说明了矿井瞬变电 磁超前探测的有效性。
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瞬变电磁超前探测技术在安阳煤矿巷道掘进中的应用
宋忠亮1 ，闫家法2
（ 1． 枣矿集团甘霖公司，山东 枣庄 277012； 2． 枣庄市薛城区安阳煤矿，山东 枣庄 277012）
摘 要 煤矿巷道掘进头前方隐伏的导含水构造极易造成突水事故的发生，准确及时地对其预报成为矿井安全生产的关键。矿井利用矿井瞬 变电磁超前探测技术对隐伏构造导含水性超前探测有很好的效果。安阳煤矿 1601 巷道掘进过程中采用了该项技术，取得了良好的地质效果， 为安全掘进提供了有效指导。 关键词 矿井瞬变电磁 超前探测 应用 中图分类号 TD166 文献标识码 B
图 5 顶板方向视电阻率等值线图
（ 上接第 6 页） （ 3） 对工作面对接范围内的地质构造情况进行认
真分析，初步判断构造对工作面对接的影响。 （ 4） 划出巷道中心线、对接中心线，通过中心线对
补切眼的支架 和 运 输 机 的 位 置 进 行 及 时 调 整，确 保 两 切眼液压支架和运输机在对接时推到合理的位置。
（ 5） 测量出运输机机头、机尾的实际长度和工作 面实际长度，保证对接后支架和运输机的合理布置。
3 工作面合茬实施过程
（ 1） 工作面推至距补切 20m 左右时，严格控制补 切与工作面 65 #架位置，确保工作面推至与补切一致 时，65#架与补切 66#架间距不大于 0． 3m。
（ 2） 工作面推至与补切一致时，首先在移动变电 站开关处将前、后 部 运 输 机、采 煤 机、转 载 机、破 碎 机、 照明等开关停电闭锁挂牌，设专人看管。
2 装置形式
受巷道空间所 限，矿 井 瞬 变 电 磁 法 线 圈 边 长 一 般 小于 3m，可 采 用 重 叠 回 线、中 心 回 线、分 离 回 线 （ 偶 极—偶极） 等装置形式。重叠回线装置形式（ 图 2 － a） 发射线圈（ Tx） 与接收线圈（ Rx） 重合，该装置响应信号
* 收稿日期： 2012 － 03 － 06 作者简介： 宋忠亮（ 1970 － ） ，男，1999 年毕业于山东矿业学院，地
图 1 瞬变电磁超前探测原理示意图 较强，异常反映 灵 敏，施 工 方 便，但 由 于 发 射 接 收 线 圈 间存在较强的互感，严重影响早期数据，形成近距离的 探测盲区； 中心回线（ 图 2 － b） 接收线圈采用感应探 头，探测时将探头置于发射线圈中心； 分离回线（ 图 2 － c） 由于发射线圈与接收线圈分离பைடு நூலகம்数据受线圈间的 互感影响较小，但响应信号较弱，施工不便。