一、 簡介

瞬變電磁法或稱時間域電磁法（Transient Electromagnetic Method，簡稱TEM），利用不接地回線（線圈）向被測地質體發射脈沖式電場作為場源（一次場），以激勵被測地質體產生二次場，在發射脈沖的間隙利用接收回線（線圈）接收二次場隨時間變化的響應。從接收的二次場數據中分析出地質體異常導電體的位置，從而達到解決地質問題的目的。

二、 工作原理

瞬變電磁法物理基礎是電磁感應原理，據此理論，在電導率和磁導率均勻的地質體上，敷設輸入階躍電流的回線，當發送回線中電流突然斷開時，在下半空間就要被激勵起感應渦流場以維持在斷開電流前存在的磁場，此瞬間的電流集中在回線附近的地質體表面，并按指數規律衰減。隨后，面電流開始擴散到地質體下半空間中，在切斷電流后的任意晚期時間里，感應渦流呈多個層殼的環帶狀，隨著時間的延長，渦流場將向下及向外擴散。感應渦流場在地質體表面引起的磁場為整個“環帶”各個渦流層的總效應，這種效應可以用一個簡單的電流環等效，表現為一系列與發送線圈同形狀并且向下向外擴散的電流環，通常稱之為“煙圈”。

在發送一次脈沖磁場的間歇期間，觀測由地質體受激勵引起的渦流產生的隨時間變化的感應二次場的強度。

地質體介質被激勵所感應的二次渦流場的強弱決定于地質體介質所耦合的一次脈沖磁場磁力線的多少，即二次場的大小與地下介質的電性有關：

（1）低阻地質體感應二次場衰減速度緩慢，二次場電壓較大；

（2）高阻地質體感應二次場衰減速度較快，二次場電壓較小。

根據二次場衰減曲線的特征，就可以判斷被測地質體的電性、性質、規模和產狀等，由于瞬變電磁儀接收的信號是二次渦流場的電動勢（即二次電位），因此，瞬變電磁作為一種時間域的人工源地球物理電磁感應探測方法，是根據地質構造本身存在的物性差異來間接判斷相關地質現象的一種有效的地質勘探手段。

任一時刻地下渦旋電流在地表產生的磁場可以等效為一個水平環狀線電流的磁場。在發射電流剛關斷時，該環狀線電流緊接發射回線，與發射回線具有相同的形狀。隨著時間的推移，該電流環向下、向外擴散，并逐漸變形為圓電流環。附圖示意了發射電流關斷后不同時刻地下等效電流環的分布。從圖中可以看到，等效電流環很像從發射回線中“吹”出的一系列“煙圈” 。

    從煙圈效應的觀點看，早期瞬變電磁場是由近地表的感應電流產生的，反應淺部電性分布，晚期瞬變電磁場是由深部的感應電磁場產生的，反映深部的電性分布。因此，觀測和研究大地瞬變電磁場隨時間的變化規律，可以探測大地電位的垂向變化，這便是瞬變電磁測深的原理。

三、 技術特點

1.礦井瞬變電磁法由于受儀器煤安條件限制、施工環境限制、測量線圈大小限制等諸多因素，其勘探深度不如地面深，一般深度小于100 m左右，

2.井下為全空間瞬變響應，這種瞬變響應來自于回線平面上下(或前后)地層，井下的支護、軌道等鐵構件屬于良導體，這對確定異常體的位置帶來困難。

3.由于井下測量環境不同于地面，不可能采用地表測量時的大線圈(地面線圈邊長都大于50 m)、大電流裝置，只能采用邊長小于3 m的多匝小線框，因此數據采集勞動強度小，測量設備輕便，工作效率高、成本低。

4.由于采用小線圈測量，點距更密(一般為2 -3 m)，降低了體積效應的影響，提高了勘探分辨率，特別是橫向分辨率

5.由于是小電流、小線圈，就造成一次場強小，所得到的二次感應場也小，二次場容易被人文電磁場噪聲干擾、甚至淹沒。

6.井下測量裝置排除天電干擾，提高了測量信號的信噪比。

可以將線圈置于巷道底板測量，探測巷道底板下一定深度內含水異常體垂向和橫向發育規律

7.可以將線圈直立于巷道內，當線圈面平行巷道掘進前方，可進行超前探測;當線圈面平行于巷道側面煤層，可探測工作面內和頂、底板一定范圍內含水低阻異常體的發育規律

8.由于瞬變電磁法關斷時間、一次場干擾等因素的影響，與其它物探方法相比，無法探測到更淺部的異常體(淺部2-10 m左右）