一、瞬变电磁法理论概述

理论介绍

瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method, TEM）是一种基于电磁感应原理的非接触式地球物理探测技术。在矿井环境中，由于全空间效应（电磁场在巷道内无自由界面限制），矿用本安型瞬变电磁仪通过发射瞬变一次磁场，激发地下介质产生二次感应涡流场，通过分析二次场的衰减特征，反演地质体的电性分布，从而识别含水构造、采空区、岩溶等隐患区域（如下图所示）。

瞬变电磁仪工作原理图

用途介绍
1. 煤矿井下顶、底板和超前探测，有效超前探测距离可达100米；

2. 巷道周围地质构造勘探，矿区构造分布和构造含水性探测；

3. 采空区及废弃小煤窑的突水水源勘查，煤层底板溶岩含水层，陷落柱等勘查；

4. 掘进过程中的隐伏导水构造和回采过程中工作面内部隐伏导水构造勘查。

产品外观

1、拎包式 便携设备
仪器轻便美观，结构和面板采用不锈钢设计，适用于地面和矿井下环境工作；体积小、重量轻，主机总重约3kg，利于现场施工携带；采用收发射一体折叠式线圈，重量仅1kg，折叠后可轻松收纳至钓鱼竿包内，大大提高操作灵活性。

2、指南针级别 抗干扰能力
发射线圈匝数少（仅4匝），发射线圈电感小、电阻低，发射电流大，接收信号强，具有较高的抗干扰能力，如同沙漠中的指南针，即使在强背景噪声下，也能指引设备完成从几米浅层到几百米深度探测工作。

3、向导式操作 自动设置
采用软件向导式操作设计，工程出图可以运用解析软件一键采集和现场成图，工作参数能够自动设置与存储，操作简单，易于上手，开机主动续采，采集数据自动滤波和自动识别异常数据，时刻保障数据完整无损与系统安全。

三、工程案例

方案设计
工作面1：沿掌子面布置测线3条，每条测线9个物理点，总计27个物理点。通过在掘进头移动发射接收线圈，形成3条超前探测的实测剖面。3条测线剖面角度分别为：顶板向上30°、顺层、底板斜向下30°。测线探测范围为：横向30°~150°。

工作面2：沿掌子面布置测线3条，每条测线13个物理点，总计39个物理点。通过在掘进头移动发射接收线圈，形成3条超前探测的实测剖面。3条测线剖面角度分别为：顶板向上30°、顺层、底板斜向下30°。测线探测范围为：横向0°~180°。

示图分析
1、工作面1 数据处理
掌子面迎头视电阻率断面扇形图30°斜向上（顶板）

掌子面迎头视电阻率断面扇形图30°斜向上（顶板）

掌子面迎头视电阻率断面扇形图30°斜向下（底板）

2、工作面1  数据解释
该工作面瞬变电磁探测的3条测线都有明显低阻反应，低阻区域在图中由红色虚线圈出，并推断这些区域含水可能性较大。顶板正前方60-80m区域，顺层正前方40-80m区域，顺层150°方向50-70m区域以及底板130°方向50-70m区域观测到低电阻率异常，显示这些区域水分含量较高。

3、工作面2  数据处理
掌子面迎头视电阻率断面扇形图30°斜向上（顶板）

掌子面迎头视电阻率断面扇形图顺层方向

掌子面迎头视电阻率断面扇形图30°斜向下（底板）

4、工作面2  数据解释
该工作面瞬变电磁探测的3条测线都有明显低阻反应，低阻区域在图中由红色虚线圈出，并推断这些区域含水可能性较大。顶板120°方向30-50m区域，顺层0-30°方向20-60m，顺层80-90°方向40-80m区域，顺层120-150°方向30-60m区域，底板45-90°方向20-60m区域以及底板135-180°方向30-60m区域观测到低电阻率异常，显示这些区域水分含量较高。

四、总结与建议
变电磁法凭借其对低阻体的灵敏响应、深部探测能力及高效作业特点，已成为矿井水害防治的重要手段。然而，其多解性、抗干扰能力不足等特性仍需通过技术优化与多学科协同解决。未来可通过人工智能算法提升数据解释精度，并开发适应复杂环境的轻量化设备，充分发挥瞬变电磁探测技术的优势，才能更好地推动其在矿井水害隐患探测中的应用。