ICS73.100.99 CCSD82 中华人民共和国能源行业标准 NB/T11543—2024 煤矿井下钻孔瞬变电磁探测技术规程 Technicalcoalofpracticeforboreholestransientelectromagneticprospecting technicalofundergroundincoalmine 2024-05-24发布 2024-11-24实施 国家能源局发布 中国标准出版社出版目 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… 1 范围 1 ……………………………………………………………………………………………………… 2 规范性引用文件 1 ………………………………………………………………………………………… 3 术语和定义 1 ……………………………………………………………………………………………… 4 总体要求 2 ………………………………………………………………………………………………… 5 施工设计 3 ………………………………………………………………………………………………… 6 数据采集 4 ………………………………………………………………………………………………… 7 资料处理 5 ………………………………………………………………………………………………… 8 资料解释 6 ………………………………………………………………………………………………… 9 报告编制 7 ………………………………………………………………………………………………… 10 报告评审 8 ………………………………………………………………………………………………… 附录A(资料性) 钻孔瞬变电磁测量班报 9 ……………………………………………………………… ⅠNB/T11543—2024前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国煤炭工业协会提出。 本文件由煤炭行业煤矿专用设备标准化技术委员会归口。 本文件起草单位:中煤科工西安研究院(集团)有限公司、中国矿业大学、陕西陕煤韩城矿业有限 公司。 本文件主要起草人:范涛、李萍、刘磊、王继矿、冯宏、张哲、燕斌、于景邨、王社荣、赵兆、赵睿、李博凡、 王艳波、刘广亮。 ⅢNB/T11543—2024煤矿井下钻孔瞬变电磁探测技术规程 1 范围 本文件规定了煤矿井下钻孔瞬变电磁探测技术在施工设计、数据采集、资料处理、资料解释、报告编 制和报告评审过程中的基本要求和实施程序。 本文件适用于煤矿井下钻孔中进行瞬变电磁探测作业,包括孔中瞬变电磁法、孔间瞬变电磁法和巷 孔瞬变电磁法。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T14499 地球物理勘查技术符号 DZ/T0069 地球物理勘查图图式、图例及用色标准 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 钻孔瞬变电磁法 boreholetransientelectromagneticmethod 钻孔瞬变电磁法是基于煤层、围岩与潜在的地质异常体存在明显电阻率差异而进行的一种非接触 性探测方法,通过发射线圈在钻孔周围空间建立人工电磁场,且在钻孔中测量一次场消失后地层中感应 出的二次磁场来进行地质异常体的探查。凡探测异常体与背景围岩有可分辨的电性差异可使用该 方法。 3.2 钻孔瞬变电磁探测坐标系 boreholetransientelectromagneticdetectioncoordinatesystem 钻孔坐标系由A、U、V三个分量组成,其中A为钻孔轴向分量,向孔底为正,U在过钻孔的铅垂面 上,垂直于A;U、V为互相垂直的钻孔径向分量,按右手法则规定其正向。当钻孔水平且方位角为0° 时,U的正向为竖直向下,V的正向为东向。图1分别显示了钻孔的三分量方向。 图1 钻孔瞬变电磁探测坐标系示意图 1NB/T11543—20244 总体要求 4.1 基本要求 钻孔瞬变电磁法探测仪器设备应取得防爆合格证、矿用产品安全标志证书,应采用本文件规定的作 业要求进行煤矿井下数据采集、处理、解释。对于新仪器、新方法,应探讨其对本文件的适用性。 4.2 应用范围 钻孔瞬变电磁法主要应用于: a) 煤矿积水采空区及隐伏陷落柱、导水断层等潜在含水体的探查; b) 煤矿工作面注浆工程浆液分布范围检测; c) 煤层水力压裂工程裂隙分布范围检测; d) 煤矿其他有电阻率差异的地质探查。 4.3 应用条件 在煤矿井下钻孔中进行瞬变电磁探测施工时应具备以下条件: a) 在施工巷道内应按照通风、瓦斯和煤尘爆炸防治的规定做好相应安全工作,并在探测作业区域 内停止其他生产作业; b) 钻孔应具备推送条件以保证设备顺利送入,测量段应避开金属护壁管; c) 钻孔深度要完全覆盖探测目标区域。 4.4 工作方法 4.4.1 通则 钻孔瞬变电磁工作装置从功能上分为发射和接收两部分,发射部分建立人工磁场、接收部分测量并 记录感应二次磁场。施工时根据现场钻孔分布、巷道条件和地质任务,选择孔中、孔间、巷孔工作方式中 的一种或几种。 4.4.2 孔中瞬变电磁法 当工区范围内仅有一个主钻孔,且钻孔为长度大于200m的定向长钻孔,为探测钻孔周边的电性 变化,一般需要采用发射与接收在同一孔中同步移动的孔中瞬变电磁方法,此时探管由孔口向孔底移 动,逐点测量,如图2所示。 图2 孔中瞬变电磁探测方法示意图 4.4.3 孔间瞬变电磁法 当工区范围内有多个主钻孔,且同时具备对两个钻孔进行推送的环境和设备条件时,为探测钻孔之 2NB/T11543—2024间的电性变化情况,可以采用发射与接收分别置于两个钻孔内部的孔间瞬变电磁方法,如图3所示。发 射接收可同步移动,也可异步移动,同步移动施工效率较高,异步移动时一个发射点对应多个接收点,能 获得更丰富的数据。 图3 孔间瞬变电磁探测方法示意图 4.4.4 巷孔瞬变电磁法 当工区范围内仅有一个主钻孔,且钻孔中施工长度小于200m,孔口具备布设边长2m以上线框的 条件,为探测钻孔周边的电性变化,可以采用发射在孔口固定,接收在孔内逐点移动的巷孔瞬变电磁方 法,如图4所示。 图4 巷孔瞬变电磁探测方法示意图 5 施工设计 5.1 资料收集 根据地质任务与要求,至少应收集以下资料: a) 收集钻孔区域与工作任务有关的地质资料,包括地层分布、岩性、构造、测井、目标体已知信息、 以往勘探资料等; b) 收集钻孔资料,重点了解钻场施工空间、套管信息、孔径、孔深、钻杆型号等信息;巷孔施工 时,应收集孔口周边的金属支架、金属网、电缆情况等; c) 注浆检测时,增加收集注浆资料; d) 压裂检测时,增加收集压裂液电阻率和目标层地下水的电阻率; e) 其他需要的资料。 注:当收集到的资料不能满足技术设计要求时,需进行实地踏勘。 3NB/T11543—20245.2 参数选择 5.2.1 发射/接收装置入孔可采用人工或钻机推送方式。 5.2.2 测量点距根据地质任务确定,距离宜为1m~3m。 5.2.3 在确保采集信号有效的前提下尽可能采用设备最长的观测时窗。 5.2.4 根据孔口试验数据的质量,确定叠加次数。叠加次数应不小于50。 5.3 质量控制 5.3.1 数据测量时,应在孔中探管完全静止后进行,且测量点应避开区域内已有的铁磁性物质如掘进 机、钻机等的影响。 5.3.2 宜采用钻杆计数方式或专门的深度计量工具保证测量点的位置精度。 5.4 施工设计书编制 施工设计书包括但不限于以下内容: a) 煤矿概况、项目来源、目的及工作范围; b) 项目任务要求、勘探区位置; c) 钻孔周边地质信息; d) 拟采取的工作方式、推送方式、试验方法、仪器设备; e) 钻孔内测量点布置及工作量,工程质量要求; f) 工作安排与预计工期; g) 预期成果; h) 安全与质量保障措施。 6 数据采集 6.1 采集设备 6.1.1 仪器应具备瞬变电磁信号发射、采集、孔斜测量、探管姿态测量等功能。 6.1.2 仪器应在检验合格有效期内使用。 6.1.3 施工前后均应该按照仪器说明书对仪器进行系统性检查和校验并保存结果,确认功能正常方可 使用。 6.1.4 不应在井下拆卸、维修仪器。 6.2 采集过程 6.2.1 施工前数据采集人员准备班报(见附录A)和工程施工布置图。 6.2.2 开机后确认仪器自检正常。 6.2.3 观测开始前,核对点号、深度及观测设置参数是否正确。 6.2.4 正式开始测量前应确保测量范围内的用电设施和线路已断电。 6.2.5 对于巷孔瞬变电磁法工作方式,在摆放发射线圈时,线圈中心点与孔口重合,其轴线方向与钻孔 开孔方位一致。 6.2.6 对于可同步查看观测数据的仪器,对测量数据要逐点检查,确认数据有效后方可存储,如有明显 异常点、突变点等,应进行重复观测,必要时加密测量点距,直至测量结束。 6.2.7 孔中探管送入钻孔过程中,间隔6个~10个测量点进行复测,作为数据质量评价依据。 6.2.8 仪器存储数据时同步做好班报记录工作。 4NB/T11543—20246.3 质量检查、评级与验收 6.3.1 数据采集完成后,井下核对采集数据点是否与设计数据点一致。 6.3.2 数据重复性质量评