【正文】 時(shí)，由于電源切斷的一瞬間，在導(dǎo)體內(nèi)部將產(chǎn)生渦流以維持一次場(chǎng)的切斷，所觀測(cè)到的過(guò)渡過(guò)程衰變速度將變慢，從而發(fā)現(xiàn)地下導(dǎo)體的存在。(2)施工設(shè)備本次瞬變電磁勘探使用中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）高科資源探測(cè)儀器研究所生產(chǎn)的CUGTEM8型瞬變電磁儀，主要性能參數(shù)為：最大供電電流 200A最大輸出電壓 48VA/D轉(zhuǎn)換器 16Bit 1M/S 采樣率 1μs、4μs、16μs 動(dòng)態(tài)范圍 140dB 本地噪音 ＜1μv電流脈沖寬度（ms） 40同步方式 電纜疊加次數(shù) 10500最大發(fā)射功率（KW） 12最小分辨率 本次測(cè)量?jī)x器采用南方S82型RTK、南方全站儀、中海達(dá)Q5手持式GPS終端等。采用Q5 GIS數(shù)據(jù)采集器（表3－2），進(jìn)行實(shí)時(shí)差分定點(diǎn)。測(cè)量系統(tǒng)采用系統(tǒng)平面為1954北京坐標(biāo)系，高程為1956年黃海高程系，中央子午線111176。測(cè)量平差軟件采用由工程測(cè)量控制網(wǎng)微機(jī)平差系統(tǒng)。 Q5 GIS數(shù)據(jù)采集器主要技術(shù)指標(biāo) 表3－2系統(tǒng)：Windows CE 處理器：530MHz高速ARM920T 內(nèi)存：128MB SDRAMGPS：12通道L1+載波相位接收機(jī) 專業(yè)級(jí)GPS主板，高精度解算技術(shù)，集成SBAS內(nèi)置高靈敏度抗干擾GPS天線，有外接天線接口，自動(dòng)切換定位精度：?jiǎn)吸c(diǎn)定位： SBAS：1m 實(shí)時(shí)差分： 差分后處理：靜態(tài)測(cè)量：177。5mm＋1ppm數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：內(nèi)置512M Flash閃存 內(nèi)置SD卡槽，可無(wú)限擴(kuò)展數(shù)據(jù)通訊：藍(lán)牙、USB、RS232串口 內(nèi)置GPRS通訊SIM卡插槽工作溫度：20℃～+60℃ 存儲(chǔ)溫度：30℃～+70℃ 防震：外業(yè)數(shù)據(jù)采集及質(zhì)量評(píng)述Ⅰ、數(shù)據(jù)觀測(cè)(1)觀測(cè)中首先進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)觀測(cè)，通過(guò)觀察測(cè)深曲線的衰減情況，選取合適的觀測(cè)參數(shù)進(jìn)行觀測(cè)。(2)按照有關(guān)規(guī)范作業(yè)，并作了一定數(shù)量的檢查觀測(cè)。接收線圈由專人負(fù)責(zé)使用，并保證在觀測(cè)時(shí)探頭水平氣泡居中。(3)接線員及線圈跑點(diǎn)人員聽(tīng)從操作員的指揮，并向操作員報(bào)點(diǎn)號(hào)，在聽(tīng)到操作員跑點(diǎn)命令后必須回應(yīng)。⑷在野外觀測(cè)時(shí)，及時(shí)處理不合格的觀測(cè)曲線。為了保證第一手觀測(cè)資料的質(zhì)量，每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)上一般都重復(fù)觀測(cè)一次。還進(jìn)行了部分測(cè)點(diǎn)的變頻測(cè)量。并且視干擾情況改變迭加次數(shù)和發(fā)送電壓。⑸對(duì)于整個(gè)工區(qū)，布置了大于總工作量35%的數(shù)量的檢查觀測(cè)點(diǎn)。檢查點(diǎn)在全區(qū)均勻分布或者在異常部位布置。Ⅱ、室內(nèi)工作(1)逐一細(xì)致檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)反饋到野外，并安排第二天的工作。室內(nèi)人員對(duì)當(dāng)天觀測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行處理和初步解釋。(2)每一條測(cè)線觀測(cè)完畢后及時(shí)編制相應(yīng)剖面定性圖件，以便優(yōu)化工作方案。完成工作量及工程質(zhì)量情況⑴工程量，工作測(cè)網(wǎng)為40m20m，工作裝置采用重疊回線裝置。設(shè)計(jì)測(cè)線48條，測(cè)點(diǎn)810個(gè)（見(jiàn)圖31）。野外數(shù)據(jù)采集共完成TEM物理點(diǎn)數(shù)832個(gè)，其中坐標(biāo)點(diǎn)801個(gè)，檢查點(diǎn)31個(gè)。圖31 瞬變電磁探測(cè)工程實(shí)際材料圖⑵工程質(zhì)量在工作過(guò)程中，對(duì)所使用設(shè)備和導(dǎo)線等經(jīng)常檢查，發(fā)射線框大小保持一致，線框大小誤差保持在3%以內(nèi)。對(duì)每一個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)視衰減曲線和并查看數(shù)據(jù)情況，對(duì)畸變點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，杜絕了非預(yù)期數(shù)據(jù)的取得。按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行了嚴(yán)格檢查，原始數(shù)據(jù)與檢查數(shù)據(jù)對(duì)比一致性良好，誤差滿足要求，數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠。對(duì)工作質(zhì)量進(jìn)行了檢查，檢查點(diǎn)31個(gè)，%，%，精度達(dá)到A級(jí)，合乎設(shè)計(jì)要求（表33）。表33 TEM檢查工作量統(tǒng)計(jì)表完成工作量（點(diǎn)）檢查工作量（點(diǎn)）檢查量（%）總均方相對(duì)誤差（%）精度等級(jí)83231A檢查觀測(cè)與原始觀測(cè)一致性良好，數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠。本次控制測(cè)量采用實(shí)時(shí)差分（RTK/RTD）的方法進(jìn)行測(cè)線放樣，電法線按設(shè)計(jì)測(cè)線進(jìn)行直線放樣，所有物理點(diǎn)平面位置放樣誤差一般不大于177。，復(fù)雜地區(qū)不大于177。，整個(gè)工區(qū)物理點(diǎn)復(fù)測(cè)率不少于總數(shù)的1%，放樣偏差和復(fù)測(cè)率符合規(guī)范要求。所有的物理點(diǎn)做到點(diǎn)位準(zhǔn)確，標(biāo)志明顯，每一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)都插上一次性筷子，標(biāo)明線號(hào)、樁號(hào)，并綁上紅布條。所有的原始資料齊全、準(zhǔn)確可靠、計(jì)算數(shù)據(jù)正確，滿足本次瞬變電磁法設(shè)計(jì)工作要求，經(jīng)驗(yàn)收全部合格。資料的整理與數(shù)據(jù)處理（1）、TEM資料預(yù)處理資料預(yù)處理包括關(guān)斷時(shí)間的影響及其校正。理論發(fā)射波形為階躍波，實(shí)際工作中由于發(fā)射線框與大地間存在電容和線框存在電感，致使發(fā)射電流關(guān)斷時(shí)，不為階躍波，而為一個(gè)有一定后沿時(shí)間的關(guān)斷波形。故必須將其校正到理想波形狀態(tài)。預(yù)處理的第二個(gè)內(nèi)容為曲線的圓滑。由于各類干擾的影響，往往使實(shí)測(cè)V/I曲線尾枝出現(xiàn)波動(dòng)，為此必須對(duì)實(shí)測(cè)曲線進(jìn)行圓滑。通常可采用五點(diǎn)圓滑公式進(jìn)行，但當(dāng)尾枝波動(dòng)過(guò)大時(shí)，常常效果不佳。本次采用自編的人機(jī)對(duì)話程序?qū)η€進(jìn)行圓滑。本次工作斷面圖及水平切片反演主要采用CUGTEM8儀器自帶的正反演軟件進(jìn)行處理，為更客觀的反映地下地質(zhì)體的基本情況，資料解釋主要依據(jù)于反演計(jì)算出的視電阻率和視深度。 ②TEM定量解釋方法Ⅰ、正演方法對(duì)于水平層狀大地，在大回線發(fā)射諧變電流激發(fā)下，頻率域電磁響應(yīng)為: （3－1）根據(jù)頻譜分析理論，由上式可得瞬變電磁響應(yīng) （3－2）式中 （3－3） 上式中的積分核隨增加而單調(diào)增加，因此對(duì)上式漢克爾變換中，要求有很多濾波系數(shù)和褶積計(jì)算次數(shù)，影響了計(jì)算速度。為了保證上式積分的收斂速度和減少褶積計(jì)算次數(shù)，將積分核形變?yōu)椋谑菨h克爾變換式變?yōu)? （3－4）由于隨增加表現(xiàn)為有限寬度的單峰曲線，故計(jì)算時(shí)只需在積分核不為零的有限寬度內(nèi)進(jìn)行褶積計(jì)算，可大大減少濾波系數(shù)和褶積次數(shù)，提高計(jì)算速度。同時(shí)為了進(jìn)一步提高計(jì)算速度，將三次樣條插值函數(shù)引入到計(jì)算中。即先用線性數(shù)字濾波法計(jì)算出足夠數(shù)量的HZ（b），然后利用三次樣條插值函數(shù)法求出所需的核函數(shù)值，以此來(lái)代替線性數(shù)學(xué)濾波法直接計(jì)算核函數(shù)HZ（b），這就大大加快了計(jì)算速度。Ⅱ、反演計(jì)算反演中為了減少多解性，采用改進(jìn)的阻尼最小二乘可行方向法。其最優(yōu)化問(wèn)題歸結(jié)為求解下列法方程:式中A稱為雅可比矩陣，I為單位陣，a為阻尼因子。電法工作的成果解釋⑴視電阻率斷面圖的分析遵循從已知到未知、從點(diǎn)到面、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從局部到全區(qū)的原則。充分收集測(cè)區(qū)地質(zhì)、物性和鉆孔資料，充分考慮各種復(fù)雜因素對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響，依據(jù)地球物理規(guī)律，認(rèn)真分析物性斷面參數(shù)和地質(zhì)斷面之間的聯(lián)系。首先對(duì)TEM資料進(jìn)行深度反演計(jì)算，獲取不同深度的視電阻率值，對(duì)某測(cè)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果顯示如表34。表 34 測(cè)點(diǎn)反演結(jié)果測(cè)道深度視電阻率測(cè)道深度視電阻率測(cè)道深度視電阻率1 11 21 2 12 22 3 13 23 4 14 24 5 15 25 6 16 26 7 17 27 8 18 28 9 19 29 10 20 30 根據(jù)瞬變電磁法場(chǎng)理論，如果二次感應(yīng)電壓值相對(duì)較高，那么所反應(yīng)的地層會(huì)表現(xiàn)為低電阻特性。相反，如果二次感應(yīng)電壓值相對(duì)較低，那么所反應(yīng)的地層會(huì)表現(xiàn)為高電阻特性。圖32中低電阻率值用藍(lán)色表示，高電阻率值用黃、紅色表示。視電阻率斷面圖是根據(jù)同一剖面上不同測(cè)深點(diǎn)和不同深度的視電阻率值勾繪的等值線斷面圖。它是瞬變電磁測(cè)深定量解釋結(jié)果繪制的重要圖件。斷面圖上的曲線是視電阻率等值線，曲線中的數(shù)字是視電阻率值。斷面等值線圖主要用來(lái)綜合分析剖面上不同深度地電斷面的特征和規(guī)律。從斷面圖上可以分析、判斷和解釋出不同電性的巖層接觸面、大致產(chǎn)狀及構(gòu)造和含水層等。通過(guò)對(duì)多條視電阻率斷面圖的分析，進(jìn)一步解釋構(gòu)造、水文和其他地質(zhì)現(xiàn)象在平面區(qū)域的變化趨勢(shì)和規(guī)律。圖32 一區(qū)第5線瞬變電磁法擬視電阻率斷面圖一般地，在反映地層的頂部地段，由于地表大多覆蓋一層020m厚的覆蓋層，電阻率呈現(xiàn)相對(duì)的低值，電阻率隨著覆蓋層的含水量和溫度不同，變化較大，等值線表現(xiàn)淺部為較稀疏的等值線，且視電阻率多為20～55m；斷面圖的中部的視電阻率等值線大多呈水平層狀，其視電阻率值較高，多為40～80m，為含煤地層反映，水平方向電阻變化，說(shuō)明含水性的變化；斷面圖中下部為奧灰地層的反映，主要巖性為灰?guī)r，等值線密集。資料解釋原則：①地層電性參數(shù)可由已知點(diǎn)測(cè)深曲線反演計(jì)算的平均值作為地層物性參數(shù)結(jié)果，同時(shí)要掌握全區(qū)地層物性參數(shù)的縱、橫向變化規(guī)律。②充分研究目的層、目標(biāo)物及相關(guān)地層的對(duì)應(yīng)物性標(biāo)志，同時(shí)進(jìn)行點(diǎn)、線、面的對(duì)比解釋，并注意各標(biāo)志的縱、橫向聯(lián)系。③在定性解釋的基礎(chǔ)上，對(duì)獲取的單支曲線、物性參數(shù)剖面進(jìn)行多方法的數(shù)據(jù)處理并成圖，同時(shí)分析各種地質(zhì)特征在多參數(shù)圖件上所表現(xiàn)出的特征，為進(jìn)一步的電法資料定量解釋打下基礎(chǔ)。④定量解釋手段根據(jù)已知地質(zhì)條件地段或孔旁應(yīng)用多種解釋手段對(duì)比分析確定，進(jìn)而推廣全區(qū)。圖33為11線視電阻率斷面圖，該測(cè)線在測(cè)區(qū)的東部，圖中橫坐標(biāo)為相對(duì)坐標(biāo)，縱坐標(biāo)為高程，圖中的黑色實(shí)線表示3號(hào)、15號(hào)煤層。圖中紅色～黃色～綠色～藍(lán)色的過(guò)渡表示視電阻率值由高～中～低的變化?？v向上看，從淺到深其視電阻率基本呈現(xiàn)由低～中～中高變化的電性特征，圖中上部的視電阻率等值線變化比較混亂，反應(yīng)上部地層的電性變化劇烈，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，該區(qū)3號(hào)煤層部采空較多，造成3號(hào)煤層上部近100m范圍的地層裂隙、塌陷比較發(fā)育，視電阻率變化劇烈。斷面圖中部3號(hào)煤層位視電阻率呈現(xiàn)低阻、高阻相間的異常形態(tài)，是3號(hào)煤層采空區(qū)的反映。向下剖面的視電阻率逐漸升高，反映了石炭系以及奧陶系上部地層的電性變化。圖33中4080m、140200m間即藍(lán)色區(qū)域3號(hào)煤層附近存在不同程度的視電阻率等值線扭曲且顯示低阻異常，推斷其為采空區(qū)的反映，并且采空區(qū)內(nèi)有一定的積水。在其上部視電阻率等值線比較混亂，分析是采空區(qū)塌陷引起的地層不均勻造成的。圖 33 11線瞬變電磁擬視電阻率斷面圖圖34是30線視電阻率擬斷面圖，圖中2060m、100160m、200260m和300340m間即綠色區(qū)域3號(hào)煤層附近存在不同程度的視電阻率等值線扭曲且顯示低阻異常，推斷其為采空區(qū)的反映，并且采空區(qū)內(nèi)有少量的積水。圖 34 30線瞬變電磁擬視電阻率斷面圖圖35是35線視電阻率擬斷面圖，橫向上看，視電阻率等值線東西部高，中間低的形態(tài)與向斜構(gòu)造對(duì)應(yīng)良好。西部應(yīng)采空積水區(qū)較多，對(duì)視電阻率的影響明顯，基底形態(tài)不如東部（大樁號(hào)端）的基底異常明顯。縱向上看自上而下低中高的規(guī)律明顯。圖中西部（小點(diǎn)號(hào)端）的采空區(qū)反應(yīng)明顯，主要異常段有0230m、250400m和460600m之間三段的藍(lán)色區(qū)域，對(duì)比采掘平面圖可知0230m之間的低阻異常對(duì)應(yīng)該礦井2005年以前的采空區(qū)；460600m之間的低阻異常對(duì)應(yīng)該礦井2010年的采空區(qū)。說(shuō)明本次物探工作的方法選擇和采集、解釋參數(shù)使用合理，解釋結(jié)果正確。從剖面視電阻率等值線反應(yīng)分析，這三段異常區(qū)對(duì)應(yīng)的采空區(qū)均有一定的積水現(xiàn)象。圖 35 35線瞬變電磁擬視電阻率斷面圖圖36是42線視電阻率擬斷面圖，圖中顯示橫向上視電阻率等值線均一，縱向上自上而下視電阻率由低到高規(guī)律明顯，反應(yīng)該剖面下地層穩(wěn)定，不存在采空區(qū)、采空積水區(qū)等不良地質(zhì)體。圖 36 42線瞬變電磁擬視電阻率斷面圖在解釋中注意對(duì)勘探區(qū)的電磁干擾、人為因素和地形等影響帶來(lái)的視電阻率斷面圖上等值線異?，F(xiàn)象，在地質(zhì)解釋中應(yīng)引起重視，以免造成錯(cuò)誤的結(jié)論。⑵視電阻率順層切片圖的分析①順層切片依據(jù)根據(jù)煤礦提供的3號(hào)煤層的底板標(biāo)高資料進(jìn)行內(nèi)差處理，同時(shí)參照已收集到得測(cè)區(qū)地質(zhì)和水文資料，結(jié)合各煤層與含水層的間距，對(duì)3號(hào)煤層做了瞬變電磁擬視電阻率順層切片圖。②視電阻率切片分析圖37為根據(jù)礦方提供的3號(hào)煤底板等高線所做一區(qū)3號(hào)煤視電阻率順層切片圖，圖38為根據(jù)礦方提供的3號(hào)煤底板等高線所做二區(qū)3號(hào)煤視電阻率順層切片圖。圖中采用相對(duì)坐標(biāo)，橫坐標(biāo)是點(diǎn)樁號(hào)，縱坐標(biāo)是線樁號(hào)，圖中灰色～綠色～藍(lán)色的過(guò)渡表示電阻率由高到低的變化。圖中灰色區(qū)域?yàn)橄鄬?duì)高阻穩(wěn)定區(qū)域代表煤層的顏色,綠、藍(lán)色區(qū)域相對(duì)低阻區(qū)。通過(guò)結(jié)合視電阻率斷面圖和已知地質(zhì)資料，推斷藍(lán)綠色為可疑區(qū)域，藍(lán)色區(qū)域?yàn)椴煽辗e水區(qū)。綠色區(qū)域?yàn)椴煽諈^(qū)位置。⑶綜合分析通過(guò)對(duì)在斷面圖上有異常反應(yīng)的區(qū)域在平面位置上進(jìn)行圈定，初步地確定異常區(qū)的范圍；然后與順層切片圖對(duì)比分析，進(jìn)一步確定異常區(qū)的分布形態(tài)，并與地質(zhì)成果對(duì)應(yīng)分析，最終確定異常區(qū)位置，再與地質(zhì)資料相結(jié)合確認(rèn)異常類型。對(duì)比分析3號(hào)煤順層切片圖，結(jié)合各測(cè)線視電阻率斷面圖，進(jìn)行綜合分析并確定了3號(hào)煤層采空及采空積水異常范圍。通過(guò)分析剖面和平面的視電阻率特性，對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)設(shè)計(jì)的F2斷層的富水和導(dǎo)水性進(jìn)行了分析推斷：F2斷層位于2號(hào)測(cè)區(qū)的中部，平面上該斷層的東南部分位于異常8區(qū)內(nèi)，該區(qū)段的視電阻率相對(duì)較低，預(yù)示該斷層的東南端裂隙較發(fā)育，斷層帶較松散，導(dǎo)水性較差。圖37 一區(qū)3號(hào)煤層順層視電阻率切面圖圖38 二區(qū)3號(hào)煤層順層視電阻率切面圖勘探成果及質(zhì)量評(píng)述本項(xiàng)目從勘探設(shè)計(jì)到野外采集、數(shù)據(jù)處理、資料解釋直到最終的報(bào)告編制等工作均嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家煤炭工業(yè)局發(fā)布的《煤炭電法勘探規(guī)范》(MT/T8982000)，以及《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》GB/T1834