矿井瞬变电磁法勘探

矿井瞬变电磁不同接收装置探测研究

张 军,王 勇,赵 兆

中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077

摘要 通过对瞬变电磁基础理论的研究，设定了两种不同接收装置，通过接收线圈对电磁场接收信号响应参数分析,对不同接收装置对比分析，以及对不同装置探测效果对比分析，认为接收天线接收方式探测效果明显优于传统线圈接收方式。对比分析结果增加了我们对传统接收装置和接收天线装置的认识，为实际工作提供了有力的技术保障。

关键词 瞬变电磁 接收探头 接收回线 回线装置

The different transmitter coil detection effect of mine transient electromagnetic

ZHANG Jun,WANG Yon,ZHAO Zhaog (Xi an Research Institute China Coal Technology and Engineering Group Corp, Xi’an 710077, China) Abstract: Through the research on the transient electromagnetic theory, the set of two diffe

矿井瞬变电磁不同接收装置探测研究

张 军,王 勇,赵 兆

中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077

摘要 通过对瞬变电磁基础理论的研究，设定了两种不同接收装置，通过接收线圈对电磁场接收信号响应参数分析,对不同接收装置对比分析，以及对不同装置探测效果对比分析，认为接收天线接收方式探测效果明显优于传统线圈接收方式。对比分析结果增加了我们对传统接收装置和接收天线装置的认识，为实际工作提供了有力的技术保障。

关键词 瞬变电磁 接收探头 接收回线 回线装置

The different transmitter coil detection effect of mine transient electromagnetic

ZHANG Jun,WANG Yon,ZHAO Zhaog (Xi an Research Institute China Coal Technology and Engineering Group Corp, Xi’an 710077, China) Abstract: Through the research on the transient electromagnetic theory, the set of two diffe

瞬变电磁法测量装置由发射回线和接收回线两部分组成，工作过程分为发射、电磁感应和接收三部分。当发射回线中通以阶跃电流，发射电流突然由I下降到零，根据电磁感应理论，发射回线中电流突然变化必将在其周围产生磁场，该磁场称为一次磁场，一次磁场在周围传播过程中，如遇到地下良导电的地质体，将在其内部激发产生感应电流，又称涡流或二次电流，由于二次电流随时间变化，因而在其周围又产生新的磁场，称为二次磁场。由于良导电地质体内感应电流的热损耗，二次磁场大致按指数规律随时间衰减，形成瞬变磁场，二次磁场主要来源于良导电地质体的感应电流，因此它包含着与地质体有关的地质信息，二次磁场通过接收回线观测，并对观测的数据进行分析和处理，对地下地质体的相关物理参数进行解释.

瞬变电磁法场源：接地导线通以脉冲电流，称为电性源（长导线或电偶极子）。发射机i(t)不接地回线通以脉冲电流称为磁源发射机i(t)2007吉林大学磁源TEM方法特点与应用领域断电后观测二次场，可以近区观测，减少旁测影响，增强电性分辨能力；★可以采用同点组合（重叠回线，中心回线）进行观测，与探测目标的耦合最紧，取得的异常响应强，形态简单，分层能力强；★有穿透低阻覆盖的能力，探测深度大；★由于测磁场，受静态位移影

瞬变电磁法测量装置由发射回线和接收回线两部分组成，工作过程分为发射、电磁感应和接收三部分。当发射回线中通以阶跃电流，发射电流突然由I下降到零，根据电磁感应理论，发射回线中电流突然变化必将在其周围产生磁场，该磁场称为一次磁场，一次磁场在周围传播过程中，如遇到地下良导电的地质体，将在其内部激发产生感应电流，又称涡流或二次电流，由于二次电流随时间变化，因而在其周围又产生新的磁场，称为二次磁场。由于良导电地质体内感应电流的热损耗，二次磁场大致按指数规律随时间衰减，形成瞬变磁场，二次磁场主要来源于良导电地质体的感应电流，因此它包含着与地质体有关的地质信息，二次磁场通过接收回线观测，并对观测的数据进行分析和处理，对地下地质体的相关物理参数进行解释.

瞬变电磁法场源：接地导线通以脉冲电流，称为电性源（长导线或电偶极子）。发射机i(t)不接地回线通以脉冲电流称为磁源发射机i(t)2007吉林大学磁源TEM方法特点与应用领域断电后观测二次场，可以近区观测，减少旁测影响，增强电性分辨能力；★可以采用同点组合（重叠回线，中心回线）进行观测，与探测目标的耦合最紧，取得的异常响应强，形态简单，分层能力强；★有穿透低阻覆盖的能力，探测深度大；★由于测磁场，受静态位移影

磁法勘探

磁法勘探是物探方法中最古老的一种。17世纪中叶瑞典人利用磁罗盘直接找磁铁矿。1879年塔伦(R.Thaln)制造了简单的磁力仪﹐ 磁法才正式用于生产。1915年﹐施密特(A.Schmidt)发明了石英刃口磁力仪﹐磁法开始大规模用于找矿﹐以及在小面积上研究地质构造。第二次世界大战后﹐航空磁法推广使用﹐人们可以快速而经济地测出大面积的磁场分布。磁法开始用于研究大地构造﹐及解决地质填图中的一些问题。中国于1936年在攀枝花﹑易门﹑水城等地开始了试验性的磁法勘探﹐1950年后才大规模开展起来。

磁法勘探可用于地质调查的各个阶段。在地质填图时﹐磁法勘探可以划分沉积岩﹑喷出岩﹑基性岩﹑超基性岩及变质岩的分布范围﹔可以研究沉积岩下面的基底构造 ﹔查明各种控制成矿的构造﹐如深大断裂和火山口等。在普查找矿时﹐磁法勘探可用来直接寻找磁铁矿床﹐并可与其他物探方法配合﹐间接寻找或预测石油﹑天然气 ﹑煤﹑铜﹑铝﹑镍和其他金属﹑金刚石等。在勘探磁铁矿床时﹐结合钻探资料﹐可以推定矿体的形状﹐指导正确布置钻孔和寻找钻孔旁侧及深部的盲矿体。此外﹐磁法勘探还可用于研究深部地质构造和解决其他地质问题﹐以及应用于考古学等方面。

磁法勘探是测量地磁异常以确定含磁性矿物的地质

GEONICS PROTEM 瞬变电磁系统

1. 瞬变电磁系统简介

加拿大Geonics公司的PROTEM瞬变电磁系统是地球物理学的时间域电磁法测量系统。与世界上同类产品比较PROTEM系统是应用最为广泛的，其应用领域覆盖了矿体勘探、地下水和煤田勘探、工程勘探、污染检测以及咸水侵入范围等等。

1979年第一台时间域系统EM37问世以来，Geonics公司在9年的经验基础上于1988年研制并生产了基于前身EM37的PROTEM瞬变电磁系统。从那以来的19年中，系统中加入了许多新器件和新功能，做了多次改进和升级。目前PROTEM瞬变电磁系统成为最全面、最灵活的时域电磁法测量系统。 2. 系统描述

2.1 简介

最新版本的PROTEM瞬变电磁系统包括五个主要部分： 1) 发射机 2) 发射线圈 3) 数字接收机 4) 传感器探头 5) 系统软件

PROTEM瞬变电磁系统的核心是PROTEM数字接收机。根据应用类型和探测深度的不同，可选择不同配置的发射机、发射线圈、探头和软件。 图1所示为PROTEM系统主要功能模块框图。

图1 PROTEM功能模块图

通用的PROTEM系统包括发射机，发射线圈（单分量高频接收线圈或三分量低频接收线圈），发射机电源

磁法勘探仪器

magnetic prospecting instrument

磁法勘探中用来测量磁场强度和磁性参数的仪器。

分类：磁法勘探仪器种类很多。按测量目的不同，可分为测量磁场强度的磁力仪和测量岩（矿）石磁参数的磁力仪两大类。前一类磁力仪配置专门装置后也可用于磁参数测定。 在测量磁场强度的磁力仪中，根据测量磁场是标量（或模量）还是矢量的不同，可分为标量磁力仪和矢量磁力仪。质子磁力仪和光泵磁力仪本质上是标量磁力仪，它们可测量地磁场的总强度模量。其他磁力仪为矢量磁力仪，如垂直或水平磁秤，测量地磁场在垂直或某一水平方向的差值，磁通门磁力仪测量地磁场在某方向的强度，超导磁力仪测量垂直于超导环平面方向上的磁场的差值等。此外，质子磁力仪和光泵磁力仪可测定磁场强度的绝对值属绝对测量仪器，但也可用作相对测量。其他类型的磁力仪是相对测量仪器。根据应用领域不同，可分为航空、卫星、海洋、地面及钻井磁力仪。根据仪器结构不同可分为机械式和电子式。按照发展历史和应用的物理原理,可把磁力仪分为3个世代。第一代磁力仪应用永久磁铁或感应线圈,如磁秤;第二代磁力仪应用高导磁性材料或原子、核子的特性以及复杂电子线路，如原子磁力仪、光泵磁力仪；第三代磁力仪利用低温量子

来自hijiyi.com

瞬变电磁法检测技术

摘 要：本文是对瞬变电磁法（TEM）检测的一个综述，该方法具有许多独特的检测优势。

文中首先介绍了瞬变电磁法的相关理论知识，包括基本原理、一次场传播途径

等，然后简单叙述了瞬变电磁法的优点与局限性，最后就其应用做了简单介绍，如在地质勘探、埋地管道等检测中的应用。

关键字：瞬变电磁 检测 应用

引言

瞬变电磁法（TEM）是地球物理探测中最有效的电磁方法之一，与其他检测方法相比具有简单易行、探测深度大、受地形干扰小、不受一次场干扰等优点，近年来在国内外发展迅速，其应用范围已经涉及地矿、石油、水利、电力、铁道、交通、有色、国防工程等各个领域,并且已经取得了显著效果。国外对瞬变电磁法的研究开展较早，已取得一些成绩，而在我国，对瞬变电磁检测方法的研究始于上世纪70年代，由最初的金属矿勘探到地热、水资源、水文地质、环境与工程地质的探测，近年来应用日益广泛。大功率、大动态范围、高密度时序序列数据采样、三分量同步观测、低噪声仪器性能将是先进TEM仪器发展的主要趋势。

1 瞬变电磁法检测理论

瞬变电磁法利用不接地回线（磁源）或接地线源（电流源）向地下发送一次脉冲，通常称为一次场。该稳定磁场由闭合稳定电流产生，然后在

第三章 磁法勘探

前 言

磁法勘探是利用地壳内各种岩(矿)石间的磁性差异所引起的磁异常来寻找有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法。人类在公元前800年，便知晓了磁性的存在。在许多希腊作者的各种论著中都记载了具有显著吸铁性能的“神石”。它最初有“大力士石”，“吕底亚石”，“陨铁”或者简单称为“石”。我们的祖先们亦留下了许多关于“磁”的记载。

地球的周围存在着磁场。 我们的祖先很早就发现了地磁场的存在，并有举世瞩目的四大发明之一—指南针（司南）。司南大约出现在战国时期。司南由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成，青铜盘上刻有二十国向，置磁勺于盘中心圆面上，可以保持平衡，且自由旋转。当它静止的时候，勺柄就会指向南方，古人称它为“司南”。

指南车是我国古代的文化瑰宝之一，是中国古代科技成果的杰出代表。春秋战国时期，人们就制作了指南车用来指挥作战。

明代《武经总要》描述“指南鱼”的制作，用薄铁叶剪裁成鱼形，鱼的腹部略下凹，磁化后浮在水面，就能指南北。这是一种人工磁化的方法，它利用地球磁场使铁片磁化。即把烧红的铁片放置在子午线的方向上。烧红的铁片内部分子处于比较活动的状态，使铁分子顺着地球磁场方向排列，达到磁化的目的。北宋的沈括

2011磁法勘探复习资料（主要为思考题）

第一章

1.解释下列名词:

(1)地磁要素: 以观测点为坐标原点，选取一个直角坐标系。取X轴指向地理北，Y轴指向地理东，Z轴铅直向下。观测点处地磁场强度T在X、Y、Z轴上的分量分别称为北向分量X，东向分量Y和垂直分量Z。T在XOY平面上的分量H称为水平分量。H指向磁北，其延长线即是磁子午线。我们规定，各分量与相应坐标轴的正向一致时为正，反之为负。磁子午线(磁北)与地理子午线(地理北)的夹角称为磁偏角，以D表示。H偏东时D为正，反之为负。T与XOY平面的夹角称为磁倾角，以I表示。T下倾时I为正，反之为负。

X?HcosD;Y?HsinD;tgD?Y/X;??H?TcosI;Z?TsinI;tgI?Z/H;?H2?X2?Y2;T2?X2?Y2?Z2。??

(2)国际地磁参考场IGRF: 1968年国际地磁和高空物理协会（IAGA）首次提出并公认了1965.0年代高斯球谐分析模式，并在1970年正式批准了这种模式，称为国际地磁参考场模式，记为IGRF。它是由一组高斯球谐系数（ 、 ）和年变率系数（ 、 ）组成的，为地球基本磁场和长期变化场的数学模型，并规定国际上每五年发表一次球谐系数，及绘制一套世