TEM在山西王臺(tái)鋪煤礦采空區(qū)探測(cè)中的應(yīng)用研究的綜述報(bào)告

TEM在山西王臺(tái)鋪煤礦采空區(qū)探測(cè)中的應(yīng)用研究的綜述報(bào)告引言隨著煤炭資源的持續(xù)開(kāi)采，采空區(qū)的形成和發(fā)展已成為煤炭開(kāi)采所面臨的一項(xiàng)重要問(wèn)題。采空區(qū)具有空洞發(fā)育、巖質(zhì)松散、水文地質(zhì)及礦壓等復(fù)雜性質(zhì)，其對(duì)煤炭開(kāi)采過(guò)程的影響十分重要。TEM（TransientElectromagnetic）是一種非常有效的地球物理勘探技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)的快速高精度探測(cè)。本文將對(duì)TEM技術(shù)在山西王臺(tái)鋪煤礦采空區(qū)探測(cè)中的應(yīng)用研究進(jìn)行綜述和分析。1.TEM技術(shù)基本原理TEM技術(shù)基于Faraday電磁感應(yīng)原理，即在磁場(chǎng)作用下，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而形成感應(yīng)電磁場(chǎng)。TEM技術(shù)通過(guò)產(chǎn)生短脈沖電流激發(fā)地下的感應(yīng)電磁場(chǎng)，然后記錄感應(yīng)電磁場(chǎng)在時(shí)間上的變化，進(jìn)而推導(dǎo)出地下物質(zhì)的電性質(zhì)（電阻率、電導(dǎo)率、介電常數(shù)等）。極化率大、阻抗大的煤體在放電后會(huì)有較強(qiáng)的電磁響應(yīng)，而采空區(qū)因?yàn)殡娦再|(zhì)的不同，其電磁響應(yīng)也與煤體不同。2.王臺(tái)鋪煤礦采空區(qū)TEM探測(cè)方案設(shè)計(jì)山西王臺(tái)鋪煤礦是一座重要的煤炭資源開(kāi)發(fā)區(qū)，其采空區(qū)非常發(fā)達(dá)，對(duì)開(kāi)采安全以及煤炭資源的保護(hù)均存在重要意義。TEM技術(shù)在該區(qū)探測(cè)中運(yùn)用較為廣泛，其探測(cè)方案主要考慮到煤體的電性質(zhì)以及采空區(qū)的空洞特性。2.1探測(cè)設(shè)備選擇TEM技術(shù)的探測(cè)設(shè)備主要有TEM-FAST等，這類設(shè)備不僅可以在安全范圍內(nèi)運(yùn)作，而且具備較高的探測(cè)精度，在對(duì)采空區(qū)的探測(cè)中性價(jià)比也很高。2.2靶區(qū)域劃分山西王臺(tái)鋪煤礦存在多個(gè)采空區(qū)，因此在TEM探測(cè)前需對(duì)各個(gè)采空區(qū)進(jìn)行劃分，以便分別進(jìn)行探測(cè)。一般選擇采空區(qū)開(kāi)采后約10年左右進(jìn)行探測(cè)較為合適。2.3電極布設(shè)方案電極布設(shè)方案是TEM探測(cè)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，其影響著探測(cè)精度以及成本。山西王臺(tái)鋪煤礦在電極布設(shè)中主要考慮以下因素：-采空區(qū)的大小和位置-電極數(shù)目和距離-采空區(qū)煤體的電性質(zhì)2.4數(shù)據(jù)處理方案采集到的數(shù)據(jù)通常需要進(jìn)行加工處理，以消除干擾和提升數(shù)據(jù)的可靠性。數(shù)據(jù)處理方案主要包括：-原始數(shù)據(jù)的濾波和去噪-脈沖響應(yīng)的分析-數(shù)據(jù)反演和成像3.控制變量實(shí)驗(yàn)分析在實(shí)際探測(cè)中，山西王臺(tái)鋪煤礦對(duì)TEM探測(cè)技術(shù)進(jìn)行了不少控制變量實(shí)驗(yàn)，以進(jìn)一步探明其探測(cè)效果。實(shí)驗(yàn)中主要控制了以下變量：-電極距離-電極數(shù)量-強(qiáng)度與出現(xiàn)時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TEM探測(cè)對(duì)采空區(qū)的探測(cè)具備很高的精度。具體來(lái)說(shuō)，隨著電極距離的變大，探測(cè)精度變差；而電極數(shù)量的增多則會(huì)提升探測(cè)精度，但增加的數(shù)量與探測(cè)結(jié)果并不成線性關(guān)系；強(qiáng)度值的增大可以提升探測(cè)效果，但過(guò)大的強(qiáng)度并不具備優(yōu)勢(shì)。4.數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用TEM探測(cè)采集到的數(shù)據(jù)主要包括時(shí)間響應(yīng)特征曲線、電阻率反演圖像等，這些數(shù)據(jù)可以用于煤炭資源的勘探和采空區(qū)的評(píng)價(jià)。在山西王臺(tái)鋪煤礦的應(yīng)用中，TEM探測(cè)實(shí)現(xiàn)了煤炭資源的快速發(fā)掘以及采空區(qū)的空間分布的提取。通過(guò)分析數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)采空區(qū)位置、大小、形態(tài)等特征。此外，TEM探測(cè)還可以在煤炭開(kāi)采中提供較好的保障，以免因未處理的采空區(qū)而引發(fā)的安全事故。結(jié)論通過(guò)對(duì)山西王臺(tái)鋪煤礦采空區(qū)TEM探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用研究，我們可以得到TEM技術(shù)具備很高的探測(cè)精度和成像效果。其應(yīng)用范圍廣泛，可以用于煤炭資源的開(kāi)發(fā)和采空區(qū)