1 概述
1.1 概況
　　　為取得禹州神火義隆煤礦進(jìn)一步的資料作為后續(xù)生產(chǎn)的依據(jù)，河南省煤田地質(zhì)局二隊接受委托編寫《禹州神火義隆煤礦瞬變電磁勘探設(shè)計》，并以設(shè)計為依據(jù)進(jìn)行瞬變電磁勘探。本次瞬變電磁探查就是為了查明勘探區(qū)范圍內(nèi)斷層帶賦水性及煤層頂?shù)装遒x水性，以及采空區(qū)及老窯水分布積水情況，為今后開采過程中的防治水工作提供資料。
　　　實施本次瞬變電磁勘探工程將執(zhí)行下列國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：
　　　1、《地面瞬變電磁法技術(shù)規(guī)程》（DZ/T 0187—1997）
　　　2、《煤炭瞬變電磁勘探規(guī)范》（MT/T 898-2000）
　　　3、《煤田地質(zhì)勘探安全規(guī)程》原煤炭部頒布
　　　4、《煤炭資源勘探工程測量規(guī)程》原煤炭工業(yè)部頒布
　　　5、《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》
1.2 地質(zhì)任務(wù)
　　　1、基本查明工作區(qū)范圍內(nèi)斷層帶賦水性及煤層頂?shù)装遒x水性；
　　　2、探測工作區(qū)范圍內(nèi)采空區(qū)及老窯積水情況，對區(qū)內(nèi)可能存在的富水區(qū)進(jìn)行解釋。
2 勘探區(qū)位置及交通
　　　禹州神火義隆礦業(yè)有限公司位于河南省禹州市西35km，行政隸屬禹州市鳩山鄉(xiāng)黃莊村北。地理坐標(biāo)：東經(jīng)113°08′38″~113°09′40″，北緯34°11′57″~34°12′46″。東北距鳩山鄉(xiāng)3km，距禹州市35km，北距登封20km，南距汝州30km。焦枝鐵路從礦區(qū)南部外圍通過，交通便利（見圖1-1）。

　　3測區(qū)地質(zhì)及地球物理電性特征

　　3.1以往地質(zhì)工作及水文地質(zhì)工作評述

　　本礦區(qū)位于禹縣煤田蔡寺~白沙區(qū)方山礦區(qū)南部，屬官山寨正斷層下降盤斷塊。地質(zhì)工作開展，開展主要地質(zhì)工作有：

　　1.1997年12月，河南煤田地質(zhì)局二隊、物測隊提交了《河南省禹縣煤田蔡寺~白沙區(qū)普查地質(zhì)報告》。

　　2.2002年2月，河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘察院按當(dāng)時的礦區(qū)范圍編制了《河南省禹州市鳩山鄉(xiāng)官山煤礦二1煤層儲量報告》。

　　3. 2004年4月-2005年5月，河南省煤田地質(zhì)局四隊編制了《河南省禹州市鳩山鄉(xiāng)官山煤礦資源儲量報告》。

　　4.2005年11月由河南省煤炭地質(zhì)勘察研究院提交了《河南省禹州市官山煤業(yè)有限公司煤炭資源儲量核查報告》，該報告于2005年12月河南省國土資源廳以豫國土資儲備字[2005]299號文評審備案證明。全礦區(qū)一4、二1煤層共批準(zhǔn)查明資源儲量235.6萬噸。

　　5. 2009年1月，由河南省煤炭地質(zhì)勘察研究院提交了《河南省禹州市官山煤業(yè)有限公司生產(chǎn)補(bǔ)充勘查報告》。預(yù)算礦井涌水量：正常涌水量143.75m3/h，最大涌水量287.50m3/h

　　本礦為小型煤礦，水文地質(zhì)工作雖在勘查期間做了一些，但大多為在開采過程中予以積累，2009年1月編制河南省禹州市官山煤業(yè)有限公司生產(chǎn)補(bǔ)充勘查報告》比較系統(tǒng)的收集了區(qū)內(nèi)外地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，完成了對地層、構(gòu)造、煤層、煤質(zhì)、水文地質(zhì)及其它開采技術(shù)條件等方面的工作。

　　3.2區(qū)域地質(zhì)背景

　　礦區(qū)屬禹縣煤田的一部分，位于其西北部。根據(jù)河南省地層區(qū)劃，禹縣煤田屬華北地層區(qū)豫西地層分區(qū)嵩箕地層小區(qū)，地層從老到新發(fā)育有太古界~元古界，古生界寒武系、石炭系、二疊系，中生界三疊系，新生界第四系，其中石炭系、二疊系為本區(qū)主要含煤地層

　　禹縣煤田位于華北板塊南緣嵩箕構(gòu)造區(qū)嵩箕斷隆的薈萃山~風(fēng)后嶺背斜南翼。由于歷經(jīng)了多期構(gòu)造疊加變形，禹縣煤田構(gòu)造格架特征嚴(yán)格受區(qū)域構(gòu)造控制。方山礦區(qū)位于禹縣煤田西端，白沙向斜西南翼。白沙向斜位于華北古板塊南緣，屬板內(nèi)構(gòu)造嵩箕構(gòu)造區(qū)嵩箕斷隆小區(qū)。

　　據(jù)已有資料，區(qū)內(nèi)未見有巖漿巖出露。

　　3.3礦井地質(zhì)概況

　　(一)地層

　　義隆礦區(qū)位于禹縣煤田西北部，根據(jù)地表出露和以往鉆探揭露，區(qū)內(nèi)地層由老至新依次為寒武系上統(tǒng)鳳山組(

　　3f)、奧陶系中統(tǒng)馬家溝組(O2m)、石炭系上統(tǒng)本溪組(C2b)和太原組(C2t)、二疊系下統(tǒng)山西組(P1sh)和下統(tǒng)下石盒子組(P1x)、二疊系上統(tǒng)上石盒子組(P2s)、新生界第四系，現(xiàn)簡述如下： 1、古生界寒武系上統(tǒng)鳳山組(

　　3f)

　　巖性為淺灰色隱晶質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r，含燧石團(tuán)塊及條帶，夾灰質(zhì)白云巖，下部夾薄層泥巖，厚約38.0m。

　　2、奧陶系中統(tǒng)馬家溝組(O2m)

　　巖性為灰色角礫狀灰?guī)r，具裂隙，方解石充填，局部發(fā)育巖溶。與下伏寒武系上統(tǒng)鳳山組地層呈平行不整合接觸。

　　3、石炭系(C)

　　平行不整合于奧陶系中統(tǒng)馬家溝組(O2m)之上，僅有上統(tǒng)本溪組和太原組。

　　(1)上統(tǒng)本溪組(C2b)

　　巖性主要為淺灰色鋁土質(zhì)泥巖和鋁質(zhì)巖，具鮞狀及豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。底部為紫紅色泥巖和褐鐵礦層(山西式鐵礦)，含鮞粒、豆粒，厚約10.00m，為良好隔水層，與下伏奧陶系中統(tǒng)馬家溝組(O2m)地層呈平行不整合接觸。

　　(2)上統(tǒng)太原組(C2t)

　　巖性主要為灰、深灰色石灰?guī)r、泥巖、細(xì)粒砂巖和薄煤層組成，依據(jù)巖性組合可分為三段。

　　下段與中統(tǒng)本溪組呈連續(xù)沉積。底部為中厚層狀長石生物碎屑石灰?guī)rL1—L4夾薄煤層，為二1煤層底板直接充水含水層，該段平均厚13.0m;中部為粉—細(xì)粒石英砂巖，砂質(zhì)泥巖，泥巖，含1~2層煤層均不可采，局部夾有薄層泥灰?guī)r，為隔水層，該段平均厚24.0m;上部主要由5層深灰色泥晶灰?guī)r、泥巖、砂質(zhì)泥巖組成，該段平均厚27.0m，為二1煤層底板間接充水含水層。

　　太原組總厚64.0m，與下伏上統(tǒng)本溪組(C2b)地層呈整合接觸。

　　4、二疊系(P)

　　與太原組呈連續(xù)沉積，分布于背斜的兩翼，為區(qū)內(nèi)主要的含煤地層。

　　(1)下統(tǒng)山西組(P1sh)

　　巖性：底部為中-細(xì)粒，薄-中厚層狀長石石英砂巖，具脈狀層理或透鏡狀層理，層面上含大量的白云母片和動物潛穴，區(qū)域稱為二1煤層底板砂巖，之上為二1煤層，為區(qū)內(nèi)煤礦的主采煤層。二1煤層上部大占砂巖段為灰~淺灰色厚層狀中粒砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖，含二3煤層，厚0.27~0.64m，中粒砂巖層面富含白云母片及巖屑，具緩波狀層理和雙向交錯層理，為主要標(biāo)志層之一。中部以泥巖、砂質(zhì)泥巖夾薄煤層含較多的植物化石。砂巖主要為香炭砂巖;巖性為淺灰色的中厚層狀長石石英砂巖，以層理面上含較多的菱鐵礦碎屑為特征，具雙向交錯和韻律層理，為主要標(biāo)志層之一。上部小紫泥巖段為灰綠~灰色泥巖，砂質(zhì)泥巖，局部見暗斑、紫斑和菱鐵質(zhì)鮞粒，底部砂巖相變?yōu)槟鄮r時，多為炭質(zhì)泥巖。以大占砂巖、香巖砂巖為主，組成二1煤層頂板直接充水含水層。本組平均厚75m。

　　(2)下統(tǒng)下石盒子組(P1x)

　　與山西組呈連續(xù)沉積。

　　本組大致由4個沉積非常相似的四個旋回組成。旋回的底部為具正粒序的細(xì)-中粒長石石英砂巖，向上逐漸過渡為粉砂巖、泥巖，砂質(zhì)泥巖夾薄層細(xì)砂巖，常具有紫色斑塊。中部一般為灰色、灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖夾多層薄煤。上部又過渡為含有紫斑的泥巖，砂質(zhì)泥巖夾灰綠色的細(xì)砂巖透鏡體。每段約厚77-82m左右。全組平均厚約316.00m。

　　(3)上統(tǒng)上石盒子組(P2s)

　　與下伏的(P1x)連續(xù)沉積，呈整合接觸。

　　地層厚度不詳，本區(qū)揭露較少底部巖性為淺灰~灰白色中、粗粒砂巖(俗稱田家溝砂巖)，平均厚7.0m是上、下石盒子組分界的標(biāo)志層。

　　5、第四系(Q)

　　主要由淺黃、棕紅色砂、粘土、亞粘土、亞砂土及礫石組成，厚0-30m，平均厚20m。與下伏的各系地層呈角度不整合接觸。

　　二、構(gòu)造

　　本區(qū)基本構(gòu)造形態(tài)為地層走向NE，傾向SE，傾角19°~29°的單斜構(gòu)造，礦區(qū)內(nèi)無斷裂構(gòu)造和褶曲，綜合評價構(gòu)造復(fù)雜程度為簡單。

　　3.4礦井水文地質(zhì)條件

　　3.4.1含水層特征

　　根據(jù)周邊生產(chǎn)礦井資料證實，本礦區(qū)對二1煤層開采影響最大的含水層為寒武系上統(tǒng)鳳山組(

　　3f)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層，奧陶系中統(tǒng)馬家溝組(O2m)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層、太原組下段石灰?guī)r巖溶裂隙含水層、太原組上段石灰?guī)r巖溶裂隙含水層、二1煤層頂板砂巖裂隙含水層和第四系孔隙裂隙含水層。一、寒武系上統(tǒng)鳳山組(

　　3f)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層

　　主要由白云質(zhì)灰?guī)r組成，平均厚度52.10m,由西北向東南隨埋深增大，巖溶裂隙發(fā)育程度和富水性也隨之減弱。據(jù)補(bǔ)勘1001、2001鉆孔揭露，與二1煤層的距離為70m左右。該含水層含巖溶裂隙承壓水，為二1、一4煤層間接充水含水層，由于其水壓大，富水性強(qiáng)，如遇構(gòu)造破壞對煤層的開采將構(gòu)成極大威脅，開采時需引起重視，防止水害發(fā)生。

　　二、奧陶系中統(tǒng)馬家溝組(O2m)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層

　　巖性為灰色角礫狀灰?guī)r，具裂隙，方解石充填，局部發(fā)育巖溶。與下伏寒武系上統(tǒng)鳳山組地層呈平行不整合接觸。據(jù)補(bǔ)勘1001、2001鉆孔揭露厚度分別為1.04m、0.98m，與一4煤層的距離為16m左右。與二1煤層的距離為70m左右，為二1、一4煤層間接充水含水層，雖然本區(qū)發(fā)育厚度較小，但與下部寒武灰?guī)r含水層聯(lián)系緊密，如遇構(gòu)造破壞對礦井開采影響較大

　　三、太原組下段石灰?guī)r巖溶裂隙含水層

　　該含水層主要由L1-L4石灰?guī)r組成，其中L1、L2、L3灰?guī)r厚度較大且穩(wěn)定，含巖溶裂隙承壓水。L4灰?guī)r局部相變?yōu)橹衺細(xì)粒砂巖。據(jù)補(bǔ)勘1001、2001鉆孔揭露厚度分別為8.09m、11.39m，與二1煤層的距離為50m左右。該含水層巖溶裂隙發(fā)育程度弱，富水性中等，導(dǎo)水性不均一，該層為二1煤層底板間接充水含水層，一4煤層底板直接充水含水層，屬巖溶裂隙承壓水。如遇構(gòu)造破壞或底板隔水層厚度變薄與下部奧灰、寒武水發(fā)生水力聯(lián)系使奧灰、寒武水涌入礦井，對開采煤層影響極大。深部開采時需引起重視，防止水害發(fā)生。

　　四、太原組上段灰?guī)r巖溶裂隙含水層

　　由L7-L11石灰?guī)r組成，平均厚13.34m，其中L7、L9灰?guī)r發(fā)育較好，上距二1煤層為8.0m。該層富水性弱—中等，導(dǎo)水性不均一，屬巖溶裂隙承壓水。該含水層距二1煤層較近，為二1煤層底板直接充水含水層。一4煤層頂板直接充水含水層。在礦區(qū)北部直接與第四系含水層接觸，接受大氣降水的補(bǔ)給，富水性較強(qiáng)。如遇構(gòu)造破壞下部含水層發(fā)生水力聯(lián)系，對開采煤層影響會更大。深部開采時需引起重視，防止水害發(fā)生。

　　五、二1煤層頂板砂巖裂隙含水層

　　由大占砂巖、香炭砂巖和砂鍋窯砂巖組成，巖性主要為淺灰~灰色細(xì)-中粒砂巖組成，厚度7.47-74.39m，裂隙較發(fā)育。該含水層為二1煤層頂板直接充水含水層，含砂巖裂隙承壓水，富水性弱，導(dǎo)水性不佳。

　　煤層采動后礦井以頂板淋水為主，易疏干，對二1煤層開采有一定的影響。在沒有富水性強(qiáng)含水層補(bǔ)給的條件下不會對開采二1煤層構(gòu)成威脅。

　　六、第四系孔隙裂隙含水層

　　該層以鈣質(zhì)結(jié)核層和砂、礫石層為主，厚2.0~10.0m，含水性與大氣降水密切相關(guān)，受大氣降水滲入補(bǔ)給，地下水動態(tài)隨季節(jié)變化，富水性較強(qiáng)，為孔隙潛水。井田范圍內(nèi)厚度較小，排泄條件好，淺部對煤礦生產(chǎn)影響較大，深部影響較小。

　　3.4.2 隔水層特征

　　一、本溪組隔水層

　　位于奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層之上，為灰色~深灰色的鋁質(zhì)巖和鋁質(zhì)泥巖組成，厚5.60m，該隔水層，層位穩(wěn)定，其隔水性能好，一般情況下可隔斷上、下含水 層之間的水力聯(lián)系。但在隔水層厚度變薄或斷層帶附近隔水性能差，可能失去隔水作用。

　　二、太原組中段隔水層

　　主要由太原組中段的砂質(zhì)泥巖、泥巖、粉—細(xì)粒砂巖及煤層組成，一般厚27.2m，為太原組上、下段灰?guī)r含水層之間的隔水層，層位穩(wěn)定，隔水性能良好。但在局部巖層薄弱地段或斷層導(dǎo)通的情況下，有可能失去隔水作用。

　　三、二1煤層底板隔水層

　　指二1煤層底至太原組石灰?guī)r頂之間的泥巖、砂質(zhì)泥巖和細(xì)粒砂巖組成，鉆孔揭露，厚度8.0m。本礦區(qū)該隔水層厚度變化大，穩(wěn)定性差，隔水性能相對減弱，在開采二1煤層條件下，其強(qiáng)度難以抵抗底板含水層中的水壓時，將失去隔水作用。

　　四、二1煤層頂板隔水層

　　指山西組上部砂泥巖隔水層，以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，與各砂巖含水層交互沉積，層位穩(wěn)定，厚度大，裂隙不甚發(fā)育，透水性較差，具一定隔水性，為二1煤層頂板良好隔水層。該隔水層在自然條件下，可隔斷山西組砂巖含水層與上部下石盒子組砂巖含水層之間的水力聯(lián)系，但若遇斷層或在開采二1煤層條件下，冒裂帶達(dá)到此層時，隔水層將失去隔水作用。

　　3.4.3 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件

　　本煤礦西部、北部山區(qū)的奧陶~寒武紀(jì)地層大面積出露，巖溶較發(fā)育，地表溶蝕現(xiàn)象明顯，區(qū)內(nèi)新近系、第四系地層分布區(qū)與基巖裸露區(qū)為地下水的補(bǔ)給區(qū)。大氣降水為主要補(bǔ)給水源?；鶐r地下水的徑流，以向深部徑流為主。地下水的排泄，山西組砂巖含水層中的水由礦井排泄一部分外，一部分為隱伏排泄;太原組石灰?guī)r含水層中的水在本礦南部一帶由人工通過礦井排泄一部分外，其它部分仍為隱伏排泄;奧陶系及寒武系石灰?guī)r含水層中的水，受周邊礦井排水影響外，目前，地下水仍以隱伏排泄為主。

　　3.4.4構(gòu)造對水文地質(zhì)條件的影響

　　本區(qū)基本構(gòu)造形態(tài)為地層走向NE，傾向SE，傾角19°~29°，的單斜構(gòu)造，礦區(qū)未發(fā)育斷裂構(gòu)造和褶曲，故本礦區(qū)水文地質(zhì)條件因構(gòu)造的影響較小。但因本區(qū)域內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜勢必會有小型次生構(gòu)造的存在，采礦中應(yīng)多加注意,發(fā)現(xiàn)有斷層發(fā)育地段時，應(yīng)留足防水煤柱，先探后采，以避免發(fā)生突水事故。

　　3.5 測區(qū)地球物理電性特征

　　利用電法勘探解決地質(zhì)問題的前提條件是目標(biāo)地質(zhì)體和圍巖存在電性差異，理論上講，干燥的巖石的電阻率為無窮大，但實際上巖石孔隙、裂隙總是含水的，并且隨著巖石的濕度或者含水飽和度的增加，電阻率急劇下降。巖層完整時其電阻率較高，受構(gòu)造運(yùn)動等地質(zhì)作用的影響巖層中常發(fā)育有破碎裂隙，破碎程度及其含水的飽和度越大，巖石的導(dǎo)電性會顯著增強(qiáng)，地層電阻率明顯降低。在諸多方法中，瞬變電磁法對探測低阻體最為靈敏，故在本區(qū)采用瞬變電磁法施工。

　　4 數(shù)據(jù)采集方法及工程量

　　瞬變電磁勘探技術(shù)在二十世紀(jì)八十年代末、九十年代初應(yīng)用于煤田地質(zhì)勘探領(lǐng)域，以其獨有的輕便、靈活、分辨率高并且對尋找低阻異常區(qū)效果比較明顯而倍受青睞。

　　4.1 瞬變電磁法的原理

　　瞬變電磁法(簡稱：TEM法)是利用不接地回線或接地電極向地下發(fā)送脈沖式一次電磁場，用線圈或接地電極觀測由該脈沖電磁場感應(yīng)的地下渦流產(chǎn)生的二次電磁場的空間和時間分布，從而來解決有關(guān)地質(zhì)問題的時間域電磁法。

　　瞬變電磁法的激勵場源主要有兩種，一種是載流線圈或回線，另一種是接地電極。目前，使用較多的是回線場源。發(fā)射的電流脈沖波形主要有矩形波、三角波、和半正弦波等，不同波形有不同的頻譜，激發(fā)的二次場頻譜也不相同。

　　多數(shù)儀器使用回線場源階躍脈沖(相當(dāng)于矩形脈沖后沿)激發(fā)的瞬變電磁場進(jìn)行測量。在導(dǎo)電率為σ、導(dǎo)磁率為μ0的均勻各向同性大地表面敷設(shè)面積為S的矩形發(fā)射回線，在回線中供以
 

　　　由上公式可以看出，地下感應(yīng)渦流向下、向外擴(kuò)散的速度與大地導(dǎo)電率有關(guān)，導(dǎo)電性越好，擴(kuò)散速度越慢，這意味著在導(dǎo)電性較好的大地上，能在更長的延時后觀測到大地瞬變電磁場。
　　　從“煙圈效應(yīng)”的觀點看，早期瞬變電磁場是由近地表的感應(yīng)電流產(chǎn)生的，反映淺部電性分布；晚期瞬變地磁場主要是由深部的感應(yīng)電流產(chǎn)生的，反映深部的電性分布。因此，觀測和研究大地瞬變電磁場隨時間的變化規(guī)律，可以探測大地電性的垂向變化，這便是瞬變電磁測深的原理。
　　　從傅立葉變換理論可知，一個脈沖電磁波可視為許多不同頻率的諧變電磁波的組合，而一個脈沖電磁場感應(yīng)產(chǎn)生的二次時變電磁場便是由許多不同頻率的諧變電磁場感應(yīng)產(chǎn)生的二次諧變電磁場的組合。由此可見，TEM與觀測諧變電磁場的頻率域電磁法（FEM）同屬于研究二次渦流場的方法，二者有許多共同點，兩種方法的物性基礎(chǔ)都是電阻率的差異，物理原理都是電磁感應(yīng)定律，可以使用多種同樣的裝置類型。但與FEM相比，TEM可以在沒有一次場背景的情況下觀測純二次場異常，因此，可以使用同點裝置，從而使體積效應(yīng)、旁側(cè)影響大大減小，而分辨率大大增強(qiáng)。TEM沒有FEM中的主要噪聲源——裝置耦合噪聲，一次場不穩(wěn)、地形起伏、收發(fā)點位誤差等影響都大為減小。
　　　由于該方法是純二次場測量，故與直流瞬變電磁勘探相比，具有對低阻地質(zhì)體反映靈敏，縱橫向分辨率高，勘探深度大，不受地表高阻覆蓋層影響，工作效率高等優(yōu)勢。
　　　瞬變電磁法的工作方法多種多樣，依據(jù)目的任務(wù)，本次綜合水文物探選用地面瞬變電磁法的大定源內(nèi)回線裝置，工作裝置見下圖4-3。

　　　TX為供電線框，RX為接收探頭。
4.2 試驗工作
4.2.1儀器
　　　正式施工前，認(rèn)真進(jìn)行試驗工作并提交試驗工作小結(jié)，試驗內(nèi)容：供電線框大小，供電電壓等，確定試驗的施工參數(shù)，確保施工的順利進(jìn)行。設(shè)備采用加拿大產(chǎn)PROTEM 67D瞬變電磁儀。
高質(zhì)量的儀器是地質(zhì)任務(wù)完成的基本要求，結(jié)合本次勘探的地質(zhì)任務(wù)，要求儀器具有以下特點：
1、由于瞬變電磁響應(yīng)隨時間衰減極快，接收機(jī)要在大量的噪聲中接收到有效信號，要求儀器動態(tài)范圍大；
2、測區(qū)內(nèi)有高壓電線、村莊，可能會存在較大的人文噪聲，要求儀器抗干擾能力強(qiáng)，施工方式靈活；
根據(jù)本次勘探所承擔(dān)的地質(zhì)任務(wù)及測區(qū)對儀器指標(biāo)的要求，擬使用多加拿大產(chǎn)PROTEM 67D瞬變電磁勘探系統(tǒng)。本系統(tǒng)是目前國內(nèi)外瞬變電磁勘探中最先進(jìn)的儀器系統(tǒng)之一，與其它瞬變電磁儀器相比，PROTEM儀器具有發(fā)射電流大，抗干擾能力強(qiáng)，采用不同頻率發(fā)射，可針對不同的勘探深度，保證不同時段的采樣精度；采用探頭接收信號，對低阻體反映更為敏感、施工效率高（常規(guī)方法效率3倍以上），施工方式靈活，適用于各種地形工作。
主要性能參數(shù)為：
最大供電電流       25A；
積分時間           0.25~120S
增    益           20～26倍
采樣道數(shù)           20/30
同步方式           石英鐘同步/參考線同步
動態(tài)范圍           29 bits （175db）
輸出電壓           18V～150V連續(xù)可調(diào)
接收線圈           接收探頭（有效面積200㎡；可采用各種裝置，施工靈活、高效）       
4.2.2 試驗點位
　　　選擇勘探區(qū)內(nèi)目鉆孔附近進(jìn)行試驗，詳見瞬變電磁工程布置圖。
4.2.3試驗內(nèi)容
瞬變電磁勘探有多種工作裝置，目前在水文地質(zhì)勘探中一般采用大定回線源裝置或中心回線裝置，兩種工作裝置各有優(yōu)缺點，為高質(zhì)量、高效率地完成地質(zhì)任務(wù)，重點對大定回線源裝置進(jìn)行試驗。在測區(qū)內(nèi)選取10個坐標(biāo)點進(jìn)行試驗，。其它需要試驗內(nèi)容有：
1.發(fā)射線圈（Tx）的大?。涸跐M足勘探深度的前提下選擇較小線圈，以提高工作效率，擬試驗400m×400m的發(fā)射線框。
2.頻  率：為保證對目地層的有效觀測，選取適合于本區(qū)的發(fā)射頻率，試驗2.5 Hz和25Hz。
3.積分時間：選取適合于本區(qū)的積分時間以保證干擾得到有效壓制，觀測數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，選擇范圍15S～60S。
4.增  益：通過試驗選取合適的增益，保證早期數(shù)據(jù)不溢出，晚期數(shù)據(jù)能保證勘探深度，選擇范圍20～26倍。
　　　通過對勘探區(qū)試驗點的試驗結(jié)果進(jìn)行綜合處理分析，選取適合于全區(qū)的工作參數(shù)。
4.3 野外施工技術(shù)及施工質(zhì)量
4.3.1 測網(wǎng)布設(shè)及設(shè)計工作量
結(jié)合地質(zhì)任務(wù)及構(gòu)造走向，全區(qū)布置西北向測線。全區(qū)均勻布設(shè)，網(wǎng)度為40m*20m。共設(shè)計測線73條，坐標(biāo)點1596個，質(zhì)量檢查點80個（按5%計算），試驗點10個，合計物理點1686個（見工程布置圖）。
4.3.2 野外施工技術(shù)
　　　野外數(shù)據(jù)采集是瞬變電磁勘探工作的基礎(chǔ)，它直接關(guān)系到資料的處理效果及成果的可靠性，為保證原始資料的質(zhì)量，整個施工過程中需要采取以下措施：
　　　1. 野外工作的基本任務(wù)是按照設(shè)計和規(guī)范要求，保證安全施工，取全取準(zhǔn)第一性資料。每個測站及線框布設(shè)時，應(yīng)校對測量樁號是否正確。敷設(shè)線框時不得將剩余導(dǎo)線留在繞線架上，應(yīng)將其呈S型鋪于地面。布線時允許在方向線左右有所擺動，但擺動幅度不得大于回線邊長的5%;實際線框角點與線框角點的標(biāo)志(測樁)的點位誤差應(yīng)小于5%。點位誤差應(yīng)小于5%.導(dǎo)線聯(lián)接處應(yīng)接觸良好，嚴(yán)禁漏電。野外用的電線應(yīng)定期檢查絕緣性，絕緣電阻應(yīng)大于2 M歐姆以上;供電導(dǎo)線的總電阻值應(yīng)能保證所敷設(shè)回線的供電電流滿足設(shè)計要求。
　　　2．收集本區(qū)及鄰區(qū)地質(zhì)鉆孔資料及各種巷道資料,充分利用鄰區(qū)的勘探方法，做到心中有數(shù)，有利于對瞬變電磁勘探分辨率的分析，對施工參數(shù)進(jìn)行合理的選擇。數(shù)據(jù)的采集，首先應(yīng)進(jìn)行測量工作，對每個測點的高程進(jìn)行實測，當(dāng)觀測點位置確定后，確定儀器因素，主要試驗工作是儀器的抗工業(yè)電干擾、重復(fù)性及施工參數(shù)試驗，最終選擇適合本次瞬變電磁勘探的施工參數(shù)。
　　　3．施工前對職工進(jìn)行短期培訓(xùn)，使每個人熟悉施工區(qū)的地質(zhì)、地理等施工環(huán)境及施工方案。
4．瞬變電磁法要做到供電線圈鋪放水平、面積準(zhǔn)確，探頭位置擺放在線圈中部三分之一的位置并保持水平，正確選擇供電電流、接受頻率；直流電測深法做到跑極準(zhǔn)確，方向誤差小于3°，極距誤差不超過1%，數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定。
　　　5．項目部技術(shù)人員要深入現(xiàn)場，指導(dǎo)生產(chǎn)，貫徹生產(chǎn)施工的主要思想，進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)異常及畸變點及時布置重復(fù)觀測和檢測，尤其礦區(qū)施工，注意地電干擾的影響，保證原始記錄的質(zhì)量。并檢查野外班報記錄 ，建立正確的空間屬性文件（電子班報）。
　　　6．建立現(xiàn)場資料處理站，及時對各種資料進(jìn)行處理，指導(dǎo)和檢查野外生產(chǎn)，并對各種空間屬性數(shù)據(jù)及時輸入計算機(jī)，以利于資料的處理、解釋。
　　　7．如遇特殊情況或重要技術(shù)問題需調(diào)整設(shè)計時應(yīng)及時提出，由項目組研究后提出合理方案并報甲方及監(jiān)理方，經(jīng)甲方及監(jiān)理方同意后實施。
　　　8．嚴(yán)格執(zhí)行各項安全規(guī)定，建立健全安全生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，落實各項安全措施。要牢固樹立“安全第一”的觀念，供電、測量線通過高壓線時謹(jǐn)防搭并；過路時要注意壓線，以防機(jī)動車掛線及掛傷行人。野外施工應(yīng)注意防雷電、防洪水等自然災(zāi)害的發(fā)生，保證野外施工人員的人身安全。施工中駕車司機(jī)應(yīng)時刻注意路況變化，保證車況良好，文明駕駛，保證行車安全。
4.3.3 施工質(zhì)量
　　　本次施工要嚴(yán)格按《地面瞬變電磁法技術(shù)規(guī)程》（DZ/T 0187—1997）、《煤炭瞬變電磁勘探規(guī)范》（MT/T 898-2000）及《設(shè)計》進(jìn)行，嚴(yán)格按ISO9001：2000質(zhì)量認(rèn)證體系要求施工，全區(qū)瞬變電磁物理點，甲級率達(dá)到85%以上，合格率為95%以上。
4.4 定點定線測量
4.4.1 作業(yè)依據(jù)
　　　1、《禹州神火義隆煤礦瞬變電磁勘探設(shè)計》
　　　2、《煤炭電法勘探規(guī)范》MT/T898—2000
　　　3、《RTK動態(tài)（GPS）測量規(guī)范》
　　　4、《煤炭資源勘探工程測量規(guī)程》1987年版
4.4.2 控制點的布設(shè)
　　　全勘探區(qū)在已知控制點距測區(qū)較近，在該處架設(shè)基準(zhǔn)站，通視條件好可作為GPS控制測量的起算點。根據(jù)地形情況在測區(qū)不同位置分別布設(shè)E級GPS點。在這些點架設(shè)基準(zhǔn)站，再以中繼站的輔助工作，使流動站在全測區(qū)接收信號無盲區(qū)。
4.4.3測量外業(yè)要求和方法
　　　1、利用本區(qū)周邊地區(qū)的三角點，作為基礎(chǔ)控制測量的起算數(shù)據(jù)。施工用圖采用礦方提供的地形圖。
　　　2、一級基線間距離160m，放樣物理點距設(shè)計點位不超過0.2m，并測量該點的坐標(biāo)和高程。
　　　3、內(nèi)插點距設(shè)計點位不超過0.5m，到基線處檢核。如遇高差超過2m、村莊等特殊地段時進(jìn)行實測。
　　　4、測點均采用RTK動態(tài)實時定位并存盤，成果提供線號，樁號，X坐標(biāo)，Y坐標(biāo)，H高程。
　　　5、測點每20m打一個木樁、同時掛上紅色旗幟標(biāo)志，用油性筆寫明線、點號。
　　　6、觀測時衛(wèi)星數(shù)≥5顆，衛(wèi)星截止高度角≥15°，PDOP≤6。
　　　7、測量期間復(fù)測（對先前已放樣的測點），復(fù)測率不得小于測點總量的3%。
　　　8、所有物理點放樣完成后，在全區(qū)范圍內(nèi)隨機(jī)抽查測點總數(shù)的3%以上。即質(zhì)檢率≥3%，并計算其中誤差。中誤差應(yīng)滿足如下要求：Mx≤0.3m，My≤0.3m，Mh≤0.3m。
4.4.4 測量資料內(nèi)業(yè)要求
　　　1、每日野外施工結(jié)束后，內(nèi)業(yè)計算人員及時對野外數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)問題，及時糾正，嚴(yán)格執(zhí)行各項標(biāo)準(zhǔn)。
　　　2、每條線測量及內(nèi)業(yè)完成后，及時檢查測量成果，并確定無誤后，方可提供生產(chǎn)使用。
4.4.5測量成果內(nèi)容
　　　1、GPS測量平差計算資料及成果資料；
　　　2、提交測點坐標(biāo)及高程成果資料（按線整理）；電子記錄數(shù)據(jù)格式符合項目組要求；
　　　3、GPS及測量導(dǎo)線聯(lián)測圖；
　　　4、測量工作總結(jié)報告，原始資料。
5 資料處理及解釋
5.1 資料處理
5.1.1 資料驗收
　　　1、原始資料驗收制度
　　?。?）建立健全的質(zhì)量管理體系，所有資料均要經(jīng)野外組自評、項目部自檢、大隊抽檢驗收后方用于資料的處理解釋。
　　?。?）每個測點觀測完畢后，操作員、記錄員要對記錄和曲線進(jìn)行全面檢查、初評。
　　?。?）項目部專職質(zhì)檢員每日對原始資料進(jìn)行復(fù)評，并及時將復(fù)評結(jié)果反饋給項目部。
　　　（4）大隊質(zhì)量管理部門定期對項目部的生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行檢查及現(xiàn)場驗收。
　　　2、原始資料評級
　　　嚴(yán)格按照《地面瞬變電磁法技術(shù)規(guī)程》和《煤炭瞬變電磁勘探規(guī)范》進(jìn)行原始資料的驗收和評級，全區(qū)瞬變電磁檢測點甲級率不低于85%。
　　　觀測結(jié)果的質(zhì)量取決于儀器設(shè)備狀況、測區(qū)電磁干擾水平及工作方法等因素。為了保證觀測質(zhì)量，需按大于總測點數(shù)3%的數(shù)量布置檢查觀測工作，且檢查點在測區(qū)范圍內(nèi)均勻分布，并對異常地段、可疑點、突變點進(jìn)行了重點檢查。對于觀測質(zhì)量的評價，主要以下列幾個方面為標(biāo)準(zhǔn)：
　　?。?）各個測點原始觀測值與檢查觀測值的時間譜衰減規(guī)律一致；
　　?。?）各個測點上多次重復(fù)觀測值的符號、強(qiáng)度和時間譜衰減規(guī)律一致；
　　?。?）干擾噪聲電平以上各觀測道觀測值的離差較??；
　　?。?）統(tǒng)計全區(qū)檢查點的總均方相對誤差，要求小于5%。
5.1.2資料整理
　　　對野外當(dāng)天采集的原始數(shù)據(jù)，當(dāng)天逐條曲線進(jìn)行驗收；認(rèn)真做好室內(nèi)評級工作，發(fā)現(xiàn)異常及畸變，及時布置檢測。對驗收合格的原始資料，室內(nèi)組要及時進(jìn)行預(yù)處理并通過微機(jī)計算每個測點的視電阻率，繪制《視電阻率斷面圖》，為定性分析和定量解釋提供基本圖件。
　　　視電阻率的計算使用晚期視電阻率的公式：

　　5.2 資料解釋

　　根據(jù)本次瞬變電磁勘探的目的，我們要依據(jù)所測得的瞬變電磁及電測深資料的視電阻率變化規(guī)律，結(jié)合已知資料，從已知到未知，從簡單到復(fù)雜，進(jìn)行綜合對比分析解釋。

　　瞬變電磁資料的處理和解釋工作是同時進(jìn)行的，它們之間存在一種從實踐到認(rèn)識的提升過程。資料解釋是建立在資料處理所得視電阻率斷面圖的基礎(chǔ)上。瞬變電磁資料的解釋主要依據(jù)單點數(shù)據(jù)(視電阻率---反演解釋)結(jié)合整條測線的視電阻率斷面圖對測區(qū)內(nèi)采空區(qū)、斷層及陷落柱進(jìn)行解釋。對導(dǎo)水性和富水性的解釋不僅從定性圖件上進(jìn)行分析，而且要結(jié)合單點數(shù)據(jù)和單支衰減曲線進(jìn)行綜合解釋。首先依據(jù)鉆孔資料參考電測深的電性分層資料，確定目的層所對應(yīng)的瞬變電磁采樣道(深度)，繪制各個目的層位的視電阻率平面圖，進(jìn)而結(jié)合定性圖件和三維地震成果分析采空區(qū)邊界、導(dǎo)水?dāng)鄬雍筒煽諈^(qū)含水區(qū)域的大致范圍，最終依據(jù)加密控制資料，結(jié)合計算的視電阻率和已知鉆孔資料及每一個測點的正反演解釋結(jié)果，使誤差控制在25m之內(nèi)。

　　5.3 報告編制內(nèi)容

　　編制《報告》，所有圖件以AutoCAD制圖。

　　1、報告文字說明書

　　2、擬提交圖件(所有圖件以AutoCAD制圖)

　　　3、電子文件
　　?。?）、《報告》光盤電子版DOC兩套。
　　　
6 施工組織設(shè)計
6.1施工組織
有效的施工組織方法與合理的管理制度是野外施工成功的有力保障，為保證本次勘探取得高質(zhì)量的原始資料，成立以項目經(jīng)理和主編為首的項目指揮部，本次勘探施工行政管理采用項目經(jīng)理制，技術(shù)管理采用項目主編負(fù)責(zé)制的雙重管理模式。項目經(jīng)理與主編均接受指揮部的直接領(lǐng)導(dǎo)，項目經(jīng)理負(fù)責(zé)施工的組織按排，對施工質(zhì)量安全負(fù)責(zé)，項目主編負(fù)責(zé)整個項目的技術(shù)工作與資料質(zhì)量的把關(guān)，對整個項目的質(zhì)量負(fù)責(zé)，兩者即相互團(tuán)結(jié)協(xié)作，又相互制約，在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上努力提高施工效率。

6.2主要施工方法及設(shè)備
6.2.1 主要工程項目的施工方法
　　　1）測量：按《煤炭資源勘探工程測量規(guī)范》（煤炭工業(yè)部1987）和《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》（GB/T18314-2001），先在施工區(qū)域周圍建立勘探區(qū)控制點，然后從勘探控制點按設(shè)計將瞬變電磁測點標(biāo)定到實地位置。
　　　2）定框：由測量人員根據(jù)工程進(jìn)度安排，將發(fā)射線框放樣到實地位置上并作出標(biāo)記。
　　　3）放線：由專業(yè)放線工按測量人員標(biāo)定好的發(fā)射框?qū)l(fā)射線框放置于地表并接于發(fā)射機(jī)上。
　　　4）發(fā)射：檢驗發(fā)射線框合格，按儀器操作步驟，調(diào)試發(fā)射電流到規(guī)定參數(shù)之后發(fā)射電磁波。
　　　5）儀器接收：在各項工作準(zhǔn)備就緒及儀器日檢正常的情況下，將接受機(jī)與發(fā)射機(jī)同步后，接受機(jī)置于測點上依次進(jìn)行接收、記錄。

7 質(zhì)量目標(biāo)及質(zhì)量保證措施
7.1質(zhì)量目標(biāo)
　　　1.保證野外數(shù)據(jù)采集物理點甲級率不低于85%，合格記錄點率不低于95%。
　　　2.測量合格率達(dá)到100%，優(yōu)良級率不低于95%。
　　　3.測點相對誤差不大于0.5m，高程誤差不大于0.5m，一級測線點位置誤差不大于0.2m，高程誤差不大于0.2m。
7.2質(zhì)量保證措施
　　　1、我隊已按ISO9001：2000國際質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)建立了質(zhì)量保障體系，嚴(yán)格按照過程控制程序執(zhí)行。
　　　2、認(rèn)真接受監(jiān)理的監(jiān)督，對存在的問題存時糾正。
　　　3、建立以項目技術(shù)負(fù)責(zé)為首，由項目經(jīng)理、各班組長和項目技術(shù)組成員組成的質(zhì)量監(jiān)控小組；小組根據(jù)生產(chǎn)質(zhì)量情況每隔3-5天召開一次質(zhì)量監(jiān)控小組會，通報施工質(zhì)量情況，分析存在的問題，提出下步工作要求。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　質(zhì)量保障體系圖