臧欢欢

（晋能控股集团山西科学技术研究院有限公司（大同）技术中心 山西大同037003）

0 引言

针对目前煤矿掘进超前物探均受巷道或工作面内的掘进机、底板的铁轨、工字钢支护、锚杆支护、运输皮带支架等金属设施影响较大，探测结果准确率低，同时，现场施工、数据观测及成果分析较为复杂，且探测参数单一，排除多解性能力差，钻探法施工复杂且成本高的特点，研发了随钻钻孔电磁波层析成像超前探测设备[1]。

1 频率域电磁测深的原理

随钻钻孔电磁波层析成像探测是利用电磁感应的趋肤效应（δ）来实现钻孔周围不同半径的探测，钻孔周围的岩石介质的电阻率与电磁激发频率有密切关系，当地下介质的电阻率值一定时，选用不同的频率便可达到不同的勘探半径，高频电磁波衰减快，穿透深度小，只反映钻孔附近岩层的地电断面的特点；低频电磁波衰减慢，穿透深度大，便可反映钻孔较大半径岩层的地质特点[2]。

随钻钻孔电磁波层析成像探测采用电磁偶极剖面法装置，该装置的特点是装置轻便、类型多样、使用灵活、工作效率较高，可选择与地质体有较强耦合关系的发射方式来提高方法的探测能力[3]。根据钻孔探测的特性，设计电磁波发射接收线频带为100 kHz～2 kHz，采用2的倍数关系从高频向低频逐频扫描发射接收。由于随钻探测探头发射与接收线圈的相距较小，约0.8 m，全频率段电磁波的探测距离落在电磁场的过渡场区与近场区之间，其中主要落在电磁场的近场区域进行钻孔周围围岩的探测，随钻钻孔电磁波层析成像探测偶极装置示意图如图1所示。……