工作面前方一定范围内地质构造和积水情况等，对巷道安全掘进有着重要意义。文章简要论述采用矿井瞬变电磁物探手段对掘工作面前方水文地质及积水情况进行超前探测，为陕西双龙煤业开发有限责任公司安全生产提供有力保障。
关键词：矿井瞬变电磁法；超前探测应用；结论
中图分类号：TD166 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）30-0051-01
为满足现代化矿井建设和地质测量标准化的需要，在矿井防治水工作方面，遵循“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”原则，矿井瞬变电磁法成为煤矿防治水重要物探手段。
1 矿井瞬变电磁法原理
瞬变电磁仪的工作原理是矿井瞬变电磁法（MTEM）。矿井瞬变电磁法是利用不接地回线于井下巷道内设置，通以一定电流的发射线圈，在其周围空间产生一次电磁场，从而在巷道周围导电岩矿体中激发产生感应电流。在电流断开之前，发射电流在回线周围空间中建立起一个稳定的磁场。在时间t=0时，将电流突然断开，由该电流产生的磁场也立即消失。一次磁场的这一剧烈变化通过巷道内空气和周围导电介质传至回线周围的岩层中，并在岩层中激发出感应电流以维持发射电流断开之前存在的磁场，使空间的磁场不会即刻消失。由于介质的热消耗，直到将磁场能量消耗完毕为止。随着时间的推移，该电流环向外扩散，并逐渐变形为圆电流环。等效电流环像从发射回线中“吹”出来的一系列“烟圈”，因此，将巷道顶、底板导电岩层中涡旋电流向外扩散的过程形象地成为“烟圈”效应，如图1所示。
故接收线圈接收到的信号是来自发射线圈周围全空间岩石电性的综合反映。瞬变电磁法采用小规模重叠回线装置系统，它的体积效应小，提高勘探分辨率，特别是横向分辨率。它对高阻层的穿透能力强，对低阻层有较高的分辨能力，特别是含水地质体，探测深度可达100～150 m，在解释工作中，用全空间理论解释水文情况。
2 矿用本安型瞬变电磁仪的构造
我们采用YCS200矿用本安型瞬变电磁仪，由如下几部分组成的：仪器键盘、加固鼠标、高亮度真彩液晶显示屏、发射线圈、接收线圈、USB 转接口、接大功率发射机、充电输入口、阻尼匹配旋钮和专用电源适配器。
3 YCS200瞬变电磁法超前探测的主要内容
以瞬变电磁法勘探技术在陕西双龙煤业开发有限责任公司井下主要大巷掘进工作面的应用为出发点，针对生产过程中遇到的实际问题，井下勘探深度范围内各煤层顶板岩层富水性进行分析，具体如下：
①煤矿掘进头前方，也可以用于巷道侧帮、煤层顶、底板等探测；
②关闭的小煤窑老空区的积水探测；
③煤层顶、底板含水层及裂隙带含水探测；
④顶底板采空扰动诱发的导水破裂带导通探测。
4 瞬变电磁法超前探测应用
陕西双龙煤业开发有限责任公司水文地质类型划分为“复杂”型矿井，井田范围内有小煤窑破坏区。采用瞬变电磁法探清小煤窑破坏区及积水情况为水害防治起到指导作用。
我们采用瞬变电磁法探测主要大巷（北翼带式输送机、北翼回风大巷）掘进工作面前方小煤窑破坏区范围内积水情况。
矿用本安型瞬变电磁仪测点布置及施工方法：矿井瞬变电磁法在煤矿井下巷道迎头进行，布置测线3条（斜向上30 °、顺层方向、斜向下30 °方向），每条测线11个物理点，通过移动发射接收线圈，形成3条实测剖面。
井下施工三人操作即可，一个人操作瞬变电磁仪读取数据，两个人手持接线圈变换点号及角度。探测方向示意图，如图2所示。
井下操作完成后，及时保存。到地面后利用数据线将瞬变电磁仪收集的数据传入电脑，利用瞬变电磁仪解释软件进行数据处理，制作成图形，如图3所示（迎头超前探顺层方向扇形示意图）。
YCS200矿用本安型瞬变电磁仪在电脑上完成数据采集、处理、成图和定量解释工作，并制成图片，可以很直观的看到异常积水区域，判断掘进工作面四周100 m范围内的水文情况。
5 结 语
目前掘进工作面采用逢掘必探、先探后掘的方法进行水害预防。使用瞬变电磁仪后，通过物探先行、钻探验证的方法多次摸索、分析、总结，准确掌握和利用瞬变电磁仪的探测结果，可以大大减少今后防治水工作中钻探工程量的布置，使防治水工作有的放矢，更具针对性，直接减少了打钻费用，降低工人劳动强度，提高掘进工效，提高了经济效益。
瞬变电磁仪具有定向性好、探测距离准确、分辨率高、对水敏感性强等突出优点，是矿井在井下探测含水构造的有效方法。应用瞬变电磁仪对巷道掘进期间富水区域进行超前探测，可高效、准确地探测掘进巷道工作面前方积水情况，为矿井的防治水提供可靠依据。
参考文献：
[1] 地大华睿《YCS200矿用本安型瞬变电磁仪》操作说明[S].