1現有電磁法儀器在石油、天然氣、環境地質、shuiwendizhikantandenglingyuzhongdedaoleguangfandeyingyong。danshi
，dangmianduijutidekantanrenwushi，zexiandeyiqibenshendepubianxingyouyu
，zhuanyexingbuqiang。yinci，youbiyaojinyibuyanzhigengjuzhenduixingdeyiqi，yishiyingbutonglingyuzhongdezhuanmenxuyao。zhefangmian，meitankexueyanjiuzongyuanxianfenyuanzaiduoniandegongchengshijianzhongyiyousuorenshi。xianyouyiqideyixiexingnengzhibiaobunengmanzuriyizengchangdedizhirenwudexuyao
，youqishimeitianshuiwendizhikantanzhongdeteshuqingkuang
、特殊問題
，需要有相適應的勘探儀器。

2煤田水文地質勘探的主要任務

電磁法儀器和勘探方法發展的初期，在煤田地質勘探方麵，主要應用於構造、煤層厚度等探測。這方麵
，地震方法取得了長足的進步，電磁法勘探則更擅長煤田水文地質探測（水文探測恰是地震方法的弱項）。另ling一yi方fang麵mian，我wo國guo大da多duo數shu礦kuang區qu
，已yi經jing或huo者zhe將jiang要yao進jin入ru深shen部bu開kai采cai階jie段duan，水shui文wen地di質zhi條tiao件jian會hui更geng加jia複fu雜za和he惡e化hua，特te別bie是shi華hua北bei型xing煤mei田tian，煤mei係xi直zhi接jie坐zuo落luo在zai奧ao陶tao係xi灰hui岩yan上shang

，由you陷xian落luo柱zhu向xiang上shang延yan伸shen導dao致zhi的de突tu水shui事shi故gu時shi有you發fa生sheng。

當開采進行到下組煤時，奧灰水則直接對安全生產構成威脅。為了從淺部到深部全麵、立體地保障安全生產，對整個礦區的水文地質情況有前瞻性的把握，各煤礦的探測任務往往從第四係、新近係、古近係新地層的下部含水層、煤係砂岩含水層、石炭係太原組灰岩
，到奧陶係灰岩進行深達800 1 000 m的探查。在這個深度範圍內，要給出相隔僅幾十
、十幾m的富水情況平麵分布圖；探明測區內斷層發育延展情況、導含水性；直徑不小於幾十m含水陷落柱的分布位置
、形態、富含水性。這些

，都對現有儀器提出了新的要求。

3對瞬變電磁場儀的要求

瞬變電磁場（簡稱TEM）方法由於施工效率高

，對低阻體敏感，對施工場地適應性強等特點，現已成為煤田水文物探的首選方法，也取得了很好的效果。

但現有TEM儀器本身的性能還應進一步提高
，以適應新的地質任務的需要。這些要求主要體現在高采樣率和大功率兩個方麵。

3. 1高采樣率

要分辨相隔十幾、幾十mdizhicengweidedianxingchayi
，shouxian，shiyongdeyiqiyaoyougaodezongxiangfenbianlv。duishijianyuyiqilaishuo，yaoyouzugoudeshijiandao，zaicijichushangcainenghuodekekaodedizhijieshijieguo。ruyimeixiweili，duimeiyimudecengweilixiangzhuangkuangxiayaoyou2 3個時間道控製，目的層位之間的地層也應有同樣數目的時間道控製
，其上下還要有相當的延深以獲得背景資料和深度控製。

這樣算來至少需要50多個時間道才能滿足要求。

現有的儀器一般時間道在20 40道之間。要增加時間道
，先要提高采樣率

，以及和高采樣率相匹配的高速元器件。之所以要這樣做，是和時間域測量性質有關。

我們知道，為抑製噪聲，頻率域儀器可以在每一頻點多次接收信號，通過平均、剔(ti)除(chu)等(deng)統(tong)計(ji)方(fang)法(fa)取(qu)得(de)該(gai)頻(pin)率(lv)的(de)觀(guan)測(ce)值(zhi)。但(dan)是(shi)在(zai)時(shi)間(jian)域(yu)的(de)測(ce)量(liang)中(zhong)，時(shi)間(jian)不(bu)可(ke)能(neng)在(zai)某(mou)一(yi)時(shi)刻(ke)停(ting)止(zhi)
，因(yin)此(ci)隻(zhi)能(neng)對(dui)這(zhe)一(yi)時(shi)刻(ke)前(qian)後(hou)幾(ji)個(ge)時(shi)刻(ke)的(de)接(jie)收(shou)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)統(tong)計(ji)平(ping)均(jun)

，得(de)到(dao)與(yu)頻(pin)率(lv)域(yu)中(zhong)類(lei)似(si)的(de)效(xiao)果(guo)。以(yi)加(jia)拿(na)大(da)風(feng)凰(huang)公(gong)司(si)的(de)V5及其升級換代產品V8多功能電磁法儀器為例，它的采樣率隨觀測時間的長短總保持在3 840個樣，然後從早期到晚期先少後多地合成為20個時間道。顯然， 20道對完成前麵所述的地質任務是遠遠不夠的。要增加時間道，並不是簡單地從這3 840個ge數shu據ju中zhong多duo取qu就jiu行xing的de。因yin為wei，通tong過guo統tong計ji的de方fang法fa壓ya製zhi幹gan擾rao要yao有you一yi定ding的de數shu據ju量liang作zuo為wei基ji礎chu。要yao增zeng加jia道dao數shu就jiu要yao提ti高gao采cai樣yang率lv，以yi滿man足zu在zai統tong計ji規gui律lv前qian提ti下xia給gei出chu盡jin可ke能neng多duo的de道dao數shu。

這方麵
，煤炭科學研究總院西安分院在科技部專項基金項目建場法多測站係統24位A D轉換儀器的研製中，設計采樣間隔10 m，在100 ms的觀測時間中，得到了9 000多個樣
，合成60道，不僅得到了較高的縱向分辨率，也提高了觀測數據的質量。

當然
，縱向分辨率並不是隨著采樣率的提高無限製地增加，這就是地球物理勘探中的適度性原則
，需要注意。

3. 2大功率

TEMfangfashichunercichangguance
，youciyedailailewanqiguancedexinhaojiaoruo。youyuzaidianliuguanduanhoudeguanceshijianneibuzaigongdian
，dixiadiancichangnengliangsuizheshijiandeliushichengzhishushuaijian。dangran，shuaijiandefudubujinyushijianyouguan，haihedicengdedianzulvyouguan。duiyuhuabeixingmeitian，zaidianliuguanduanhou40 ms，地麵觀測信號強度衰減4 5個數量級，歸一化感生電動勢（信號）此時僅有十幾V.當測區地表有較厚的低阻覆蓋層時，需要更長的觀測時間
，信號的衰減將更多。國內已經有人注意到了對大功率TEM儀器的需求，如西安物化探研究所、中國地質大學（武漢）業已生產了在單脈衝發射情況下，供以800 1 000 A電流的儀器。煤炭科學研究總院西安分院在前述科技部專項基金課題中研製了連續脈衝大功率儀器，發射電流100 200 A.實驗結果表明，觀測數據的信噪比得到了很大的改善。

4對可控源音頻大地電磁測深儀器的要求

該方法（簡稱CSAMT）探測深度大
，分層定厚能力強
；可以獲得比較準確的基岩和奧灰界麵，作為各含水層位的深度標識；能夠克服煤層和太原組灰岩等高阻薄層對直流電法造成的屏蔽作用。在華北型煤田水文地質勘探中， CSAMT與TEM方法配合使用，往往能夠取得比直流電法與TEM配合更可靠的地質效果。

4. 1加密頻點

和TEM儀器類似
， CSAMT儀器的觀測頻點也顯得比較稀疏
，不能提供較高的縱向分辨率。以CSAMT兩大主要生產廠家加拿大風凰公司的V5（及V8）和美國Zonge公司的GDP32儀器為例
，前者為30頻點，各頻點均以主頻發射
；後者主頻14個頻點

，加上3次諧波頻率共40個頻點，還有5次
、7次諧波等等，可做更多。但在煤田地質勘探中
，主頻的信噪比最好情況也隻能保持在3 5倍左右。試想一下
，信號減少3倍、5倍後將會是怎樣的情景。

多次的實際勘探工程（包括石油天然氣勘探） ， 3次諧波的信/噪比即已顯得不夠
， 5次以上的高次諧波則完全不能使用了
，實際能用的頻點隻有14個。因此現有CSAMT儀器的頻點需要加密。

pindiandeshezhibujinyaozengduo
，haiyaozhuyipindianfenbuyaoshumidedang。congxiazumeidaoaohuizheyiduanhaiyingyoujiaoduodepindiankongzhi，zheyaoguangfansoujiwoguodaduoshumeikuangdedicengdianxingziliao，dechuguilvxingdedongxi，yibianhelidiquedingpinlvfanwei、頻點加密段，更進一步地研製頻率範圍和頻點設置任意可調的儀器。和TEM時間道類似， CSAMT頻點設置，同樣要遵循適度性原則。

4. 2多測站觀測

CSAMT的施工效率高於直流電法
，但遠低於TEM.如取1 000次迭加
，以主頻發射並觀測30個頻點


，一個測點耗時僅45分鍾，這也是TEM方法近年來迅速推廣的重要原因。但是， CSAMT對地層層位深度的把握、特別是奧灰頂界麵的探測精度都是TEM方法不能替代的。因此CSAMT儀器又有了主頻加諧波方式。主頻加諧波確實提高了效率
，如迭加1 000次，觀測40個頻點隻需完全主頻時間的一半，但信噪比迅速降低。因此，提高CSAMT觀測效率的出路不應采用諧波的方案，最根本的技術路線還應采用多觀測道的方案。

現在國外的兩大CSAMT製造商已經采用了6或8道觀測
，但我們認為還沒有考慮到國內的實際情況
，一是道數較少

，二是有線連接。道數少是因為多道觀測主要是為EMAP施工方法設計的，並未過多地考慮高速施工問題。以8 h野外作業時間計算，連同搬站、布點
，觀測，要達到TEM的觀測效率最多應能同時觀測20道為佳。然而，如果將這20道共40genxianyujieshoujixianglian，zebudianshijianhuidadayanchang
，shenzhidixiaoduodaoguancejieyuedeshijian。yinci，wuxianlianjishibixude。zheyangzuo，jishushangyounandu，danyebingbushibunengshixiande。rufenghuanggongsideV2000，為(wei)大(da)地(di)電(dian)磁(ci)測(ce)深(shen)方(fang)法(fa)製(zhi)造(zao)

，接(jie)收(shou)的(de)信(xin)號(hao)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)通(tong)信(xin)衛(wei)星(xing)直(zhi)接(jie)傳(chuan)給(gei)室(shi)內(nei)解(jie)釋(shi)人(ren)員(yuan)。技(ji)術(shu)上(shang)是(shi)可(ke)以(yi)借(jie)鑒(jian)的(de)，但(dan)更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)
，應(ying)該(gai)有(you)設(she)想(xiang)，有(you)要(yao)求(qiu)，在(zai)儀(yi)器(qi)製(zhi)造(zao)上(shang)有(you)新(xin)的(de)理(li)念(nian)，要(yao)根(gen)據(ju)需(xu)要(yao)去(qu)開(kai)發(fa)研(yan)製(zhi)。

5結束

煤田水文地質勘探的需要
，引發了對普遍適用的電磁法勘探儀器的特殊要求。當前提高煤田水文地質電磁勘探方法
、探測精度的研究正在進行
，如低阻屏蔽層問題、更好的視電阻率定義與計算方法
、陰影和場源複印效應、場(chang)區(qu)和(he)記(ji)錄(lu)點(dian)等(deng)問(wen)題(ti)。理(li)論(lun)的(de)發(fa)展(zhan)離(li)不(bu)開(kai)工(gong)程(cheng)的(de)實(shi)踐(jian)與(yu)檢(jian)驗(yan)，電(dian)磁(ci)法(fa)儀(yi)器(qi)則(ze)構(gou)成(cheng)了(le)實(shi)踐(jian)的(de)基(ji)礎(chu)。從(cong)當(dang)前(qian)及(ji)今(jin)後(hou)很(hen)長(chang)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)的(de)勘(kan)探(tan)重(zhong)點(dian)來(lai)看(kan)， TEM儀器高采樣率
、大功率
，CSAMT儀器加密頻點、多測站觀測將是提高電磁法探測精度的關鍵。

隨著電子技術的發展
，電磁法勘探儀器有了很大的發展，國外的物探儀器在這方麵尤為突出。我國物探儀器的生產
，經曆了仿製
、自主研發，購買
、引yin進jin的de道dao路lu。比bi如ru對dui電dian磁ci法fa儀yi器qi從cong研yan製zhi到dao直zhi接jie購gou買mai，縮suo短duan了le我wo國guo各ge勘kan探tan單dan位wei在zai儀yi器qi裝zhuang備bei上shang與yu世shi界jie先xian進jin水shui平ping的de差cha距ju，增zeng強qiang了le勘kan探tan能neng力li。但dan自zi主zhu研yan發fa要yao立li足zu於yu我wo國guo煤mei田tian的de地di層ceng特te點dian，滿man足zu勘kan探tan任ren務wu的de需xu要yao，提ti出chu對dui電dian磁ci法fa勘kan探tan儀yi器qi的de指zhi標biao要yao求qiu。至zhi於yu技ji術shu上shang的de問wen題ti，可ke以yi分fen兩liang步bu走zou：一是向國外定貨時
，按照我們的需要提出技術指標要求；ershijiajinjishuchubei，zizhuyanfashengchan。zhefangmian，zhiliudianfayiyouyujishushangxiangduijiandan，xianxingleyibu。xianzai，guochanzhiliudianfayiyiwanquanzhanlingleguoneishichang。xiangxindangrenzhunlexuqiuheqieshidegongzuozhihou，woguodediancifayiqishengchanyejianghuizouchuyitiaojuyouzhongguotesededaolu。http://98fo.cn