一、引言

我國不少煤礦發生過透水事故。重大透水事故造成人員重大傷亡和財產嚴重損失并導致煤礦停產。
煤礦透水事故原因各異，有的是頂板上方老窯積水傾泄至工作面，有的是底板下方承壓水涌入采區，有的是在掘進頭前方迂到了構造破碎帶、裂隙發育區、巖溶、陷落柱等富水區（體）。防止透水事故發生的有效方法，是事先探測出水患源頭或儲水構造的位置然后再注漿處理。

探測地下儲水構造的極佳方法是瞬變電磁法，因為瞬變電磁法在各種電法和電磁法中分辨率極高，對含水低阻體最敏感。當然，在地面也可以探測地下儲水構造，但如果在井下探測則分辨率更高，更準確。因為井下的外界電磁干擾很小，觀測數據質量高，探測裝置離目標體近，準確度高。最近三年來（到2006年底）我國已有13個煤礦和高校購買了TEM47HP井下探水系統，并獲得了成功應用，避免了井下透水事故的發生。

二、TEM47HP井下探水系統的組成

TEM47HP是加拿大Geonics 公司專門生產的井下探水瞬變電磁系統，也叫PROTEM47HP。其組成包括（圖1）

                                  圖1 　TEM47HP井下探水系統的組成

●  PROTEM數字接收機
●  TEM47HP發射機
●  高頻接收線圈
●  可調節角度的井下多匝發射線圈
●  全空間正、反演軟件

其簡單工作原理是，根據探測目標將井下多匝發射線圈安置在合適的位置上，將高頻接收線圈安置在距發射線圈5－10m的位置上，TEM47HP發射機向多匝發射線圈發送脈沖電流（頻率可選）產生一次場。該一次場向探測目標體擴散，當遇到探測目標體時則產生變化的二次場，即瞬變電磁場。該瞬變電磁場在高頻接收線圈中產生感應電壓并由PROTEM數字接收機接收和進行初步處理。
全空間正、反演軟件是對數字接收機接收到的瞬變電磁場數據進行全面處理和反演解釋，以給出探測目標體的位置、形狀和電阻率等參數。

三、井下瞬變電磁法的裝置結構

瞬變電磁法有不同的裝置結構，以適應不同的探測目的。由于井下瞬變電磁法是在巷道內進行，要在有限的施工空間內獲取巷道前方，頂、底板，以及采區下面的儲水構造和儲水體的分布情況，并且探測盲區還要盡量少。因此必須仔細選擇合適的儀器類型和合適的裝置結構。

●  重疊回線裝置：發射線圈與接收線圈重合。此種裝置由于接收線圈和發射線圈重疊，互感大、一次場影響大，所以關斷時間長，盲區大。
●  中心裝置：接收線圈RX位于發射線圈TX的中心處。此種裝置互感大，一次場影響大，盲區大。
●  共面偶極裝置：發射線圈TX與接收線圈RX共平面，兩者相距5－10m，因此一次場對接收線圈的影響可以忽略，盲區小。此裝置適合沿巷道探測其側向采區下方的儲水構造。此時，發射線圈和接收線圈沿巷道布置，傾角45（或大、或�。�，相距5－10m。當探測巷道頂、底時，發射線圈和接收線圈沿巷道水平布置。
●  共軸偶極裝置：發射線圈TX與接收線圈RX分別位于前后平行的兩個平面內，但處于同一軸線上，兩者相距5－10m。此裝置適合巷道掘進頭的超前探測。此時，接收線圈貼近掌子面，發射線圈位于其后5－10m處，兩者軸線指向探測方向。如果接收線圈和發射線圈分別向左、向右轉動不同角度時（例如±30°，±45°），則探測方向也分別指向前方的不同角度，于是便可以探明掘進頭前方扇形區域內的儲水構造。