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　　詳細介紹一、引言

　　我國不少煤礦發生過透水事故，重大透水事故會造成人員重大傷亡和財產嚴重損失并導致煤礦停產。煤礦透水事故原因各異，有的是頂板上方老窯采空區積水傾泄至工作面，有的是底板下方承壓水涌入采區，有的是在掘進頭前方遇到了構造破碎帶、裂隙發育區、巖溶、陷落柱等富水區(體)。防止透水事故發生的有效方法是事先準確探測出水患源頭或儲水構造的位置，然后再進行鉆孔排水泄壓及注漿處理。

　　探測地下儲水構造的最佳方法是瞬變電磁法，因為瞬變電磁法在各種電法和電磁法中分辨率最高，對含水低阻體最敏感。當然，在地面也可以探測地下儲水構造，但如果在井下巷道及掘進頭探測則分辨率更高，更準確。因為井下的外界電磁干擾很小，觀測數據質量高，探測裝置離目標體近，準確度高。最近十年以來(截止到2010年底)我國已有83所煤礦和高校購買了TEM47HP井下探水系統，并獲得了成功應用實例，較為突出的例如河南義馬集團、焦煤集團，他們成功的利用該設備進行超前預報，多次避免了井下透水事故的發生。

　　二、TEM47HP井下探水系統的組成

　　TEM47HP是加拿大Geonics公司專門生產的井下探水瞬變電磁系統，也叫PROTEM47HP。其組成包括：PROTEM數字接收機● TEM47HP發射機● 高頻接收線圈● 可調節角度的井下多匝發射線圈● 全空間正、反演軟件

　　其簡單工作原理是，根據探測目標將井下多匝發射線圈安置在合適的位置上，將高頻接收線圈安置在距發射線圈5-10m的位置上，TEM47HP發射機向多匝發射線圈發送脈沖電流(頻率可選)產生一次場。該一次場向探測目標體擴散，當遇到探測目標體時則產生變化的二次場，即瞬變電磁場。該瞬變電磁場在高頻接收線圈中產生感應電壓并由PROTEM數字接收機接收和進行初步處理。

　　全空間正、反演軟件是對數字接收機接收到的瞬變電磁場數據進行全面處理和反演解釋，以給出探測目標體的位置、形狀和電阻率等參數。

　　三、井下瞬變電磁法的裝置結構

　　瞬變電磁法有不同的裝置結構，以適應不同的探測目的。由于井下瞬變電磁法是在巷道內進行，要在有限的施工空間內獲取巷道前方，頂、底板，以及采區下面的儲水構造和儲水體的分布情況，而且探測盲區還要盡量少，因此必須仔細選擇合適的儀器類型和合適的裝置結構。

　　可在井下工作的裝置結構有四種●重疊回線裝置：發射線圈與接收線圈重合。此種裝置由于接收線圈和發射線圈重疊，互感大、一次場影響大，所以關斷時間長，盲區大。● 中心裝置：接收線圈RX位于發射線圈TX的中心處。此種裝置互感大，一次場影響大，盲區大。● 共面偶極裝置：發射線圈TX與接收線圈RX共平面，兩者相距5m-10m，因此一次場對接收線圈的影響可以忽略，盲區小。此裝置適合沿巷道探測其側向采區下方的儲水構造。此時，發射線圈和接收線圈沿巷道布置，傾角45°（或大、或小)，相距5-10m。當探測巷道頂、底時，發射線圈和接收線圈沿巷道水平布置。● 共軸偶極裝置：發射線圈TX與接收線圈RX分別位于前后平行的兩個平面內，但處于同一軸線上，兩者相距5m-10m。此裝置適合巷道掘進頭的超前探測。此時，接收線圈貼近掌子面，發射線圈位于其后5m-10m處，兩者軸線指向探測方向。如果接收線圈和發射線圈分別向左、向右轉動不同角度時(例如±30°，±45°），則探測方向也分別指向前方的不同角度，于是便可以探明掘進頭前方扇形區域內的儲水構造。

　　四、技術指標

　　1、PROTEM數字接收機

　　技術指標：

　　● 觀測值：三分量感應磁場的衰減比，nv/m2● 電磁傳感器：空氣芯線圈● 道數：單道連續測量三分量或三道同時測量三分量● 時間門：在兩個量級時間軸上20個門測量，或三個量級時間軸上30個門測量● 信號分辨率：24位，包括1個符號位，系統分辨率29位● 基本頻率：0.3，0.75，3，7.0，30，75，285Hz(功率傳輸線為60Hz時)

　　0.25，0.625，2.5，6.25，25，62.5，237.5Hz(功率傳輸線為50Hz時，中國境內使用50Hz)。● 積分時間：0.5，2，4，8，15，30，60和120秒● 顯示器：240×64點液晶顯示，對比度可調● 數據管理：固態存儲3300套數據，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(標配2塊)，單塊電瓶工作時間：順序三分量可連續工作8小時，同時三分量可連續工作6小時● 重量：15Kg● 體積：34×38×27cm

　　2、TEM47HP發射機

　　技術指標：

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

　　25，62.5，237.5Hz(功率傳輸線為50Hz時)● 關斷時間：最短可達0.5μs，最終關斷時間取決發射線圈有效面積S及發射電流A● 發射線圈尺寸：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：內置12V，外接12V或24V ● 重量：6公斤● 尺寸：43 x 25 x 25厘米