【摘要】煤层附近的富水区及煤层采空区积水严重威胁着煤矿的安全生产，查明岩层富水区及煤层采空积水区对煤矿防治水害意义重大。本文介绍了瞬变电磁工作的基本原理，并通过实例阐述了瞬变电磁勘探在水文物探工作中实用性及有效性。
【关键词】富水区；煤层采空区积水；顺层切片
煤层附近的富水区及煤层采空区积水严重威胁着煤矿的安全生产，矿井水灾已成为仅次于瓦斯的煤矿第二大灾害。为了保证煤层的安全开采，在煤层开采之前对煤矿的拟开采区进行水文物探勘查工作，查明煤层顶板、底板围岩的富水情况，采空区积水情况和主要断层、陷落柱构造的富水性及导水性具有十分重要的意义。
1.理论基础
1.1瞬变电磁勘探的基本原理。瞬变电磁法也称时间域电磁法（Timedomainelectromagneticmethods），简称TEM，它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。简单地说，瞬变电磁法的基本原理就是电磁感应定律。瞬变电磁法发射的瞬态过程及信号向下传递如图1、图2。磁变电磁衰减过程一般分为早、中和晚期。早期的电磁场相当于频率域中的高频成分，衰减快，趋肤深度小；而晚期成分则相当于频率域中的低频成分，衰减慢，趋肤深度大。通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律，可得到不同深度的地电特征。由于是在没有一次场背景的情形下观测纯二次场异常，因而异常更直接、探测效果更明显、原始数据的保真度更高。
1.2富水区瞬变电磁勘探的理论依据。在探测富水区的位置及其分布范围等方面，瞬变电磁法是目前最有效的方法之一，其物理基础是富水区相对于周围地层存在明显的电性差异。理论上讲，干燥的岩石的电阻率值很大，但实际上地下岩石孔隙、裂隙总是含水的，并且随着岩石的湿度或者含水饱和度的增加电阻率急剧下降，即赋水性的不均匀程度在瞬变电磁参数图件上反映为电阻率的高低变化。当岩层完整时其电阻率值较高，受构造运动或地下水作用的影响，部分地段岩层破碎或裂隙发育，破碎程度及其含水的饱和度越大（砂岩、灰岩的富水性增强），岩石的导电性会显著增强，探测地层电阻率会明显降低，断面图上会有明显的低阻异常反映。正常情况下，各层位电性在横向上是相对均一的，当存在局部低电阻异常体（裂隙带、富水区等）时，在断面上就会出现局部低电阻率异常区，当围岩富水时，其电阻率会降低，和围岩相比形成低阻反映。为以导电性差异、电性感应差异作前提的瞬变电磁法探测技术的运用提供了良好的地球物理前提。
