基于镜像模型的矿井瞬变电磁全空间反演研究

常规的瞬变电磁反演用半空间响应乘以全空间响应系数来拟合观测数据,具有一定的局限性;直接进行全空间反演,瞬变电磁场的空间不可分性会导致反演结果的不稳定。针对以上问题,提出了基于镜像模型的矿井瞬变电磁全空间反演方法,编制了反演程序。对低阻模型、受巷道后方高阻影响的低阻模型、受巷道后方低阻影响的低阻模型进行了反演试算,结果表明:基于镜像模型的全空间反演方法能够准确反演出掘进工作面前方的低阻地质异常体,巷道后方的高阻体不会影响对前方低阻地质异常体的判断。     

大地电磁二维正演响应特征试算

采用基于有限差分的大地电磁二维正演程序,分别对单个低阻异常体、高低阻复合异常体和断层两侧高阻异常体模型进行了模拟计算,对比TE、TM视电阻率和相位特征以及TP振幅的响应规律进行模拟归纳并且总结出大地电磁二维正演的响应特征,为大地电磁方法的设计和数据解释提供参考与借鉴.通过计算结果表明:在二维大地电磁测深正演响应特征中,TE、TM视电阻率和相位以及TP幅值展现出不同的形态,其中TE模式可以更好地分辨纵向地质体异常,TM模式可以更好地分辨横向地质体异常.     

瞬变电磁法超前预报全空间解释技术研究

瞬变电磁法超前预报技术是预测井下突水构造的有效方法之一,其资料解释方法为地下瞬变电磁法理论体系的重要组成部分.从应用的角度出发对全空间资料解释的理论基础及传统解释方法的精确性进行分析,进而将全空间解释方法应用于井下超前预报实测资料的处理.结果表明,全空间视电阻率和视深度为半空间的某一倍数.半空间晚期视电阻率值在各个采样时刻与真值的相对误差均大于40％,当以精确视电阻率公式和全空间深度公式为标准时,采用半空间深度公式计算误差范围为45.50％ ～50.88％.全空间晚期视电阻率与真值的误差小于8.74％,进而由此计算的深度与标准值的最大相对误差仅为3.97％.将全空间全区视电阻率公式和深度计算公式应用于矿井突水构造的超前探测,取得了令人满意的效果.     

基于八叉树网格的直流电阻率法有限元数值模拟

在VC环境下,使用C语言,实现了基于八叉树网格的三维直流电阻率法有限元数值模拟程序。三个典型模型的算例被用来证明八叉树网格方案适合于复杂地电模型的数值模拟：数值模拟了球体模型,随着网格对球面边界的不断逼近,数值模拟的精度也逐步提高;计算了覆盖层下倾斜板状高阻体模型,在偶极-偶极视电阻率断面上,能清晰地看见高阻体模型的形态、埋深;仿真了联合剖面法测量三维地形下埋藏低阻椭球体的情况,由于地形的影响,在视电阻率曲线上不能发现低阻异常的存在,利用比较法进行地形改正后,低阻异常得到凸显。     

放置翼型的槽道湍流的实验研究

采用有限单元法对隧道电阻率超前探测进行数值模拟,研究冷冻法施工前后,地下水变化导致的电阻率超前探测视电阻率改变。冷冻法未完成时,超前探测视电阻率为低阻异常;冷冻法完成后,超前探测视电阻率为高阻异常。结果表明,电阻率超前探测可以准确监测隧道冷冻法的施工效果。     

不同空间方位异常体的直流电阻率法分析

在运用电流电阻率法进行勘探时,对异常构造的实际位置准确定位以及位置偏差的校准,都能够提高其勘探效果。为了研究直流电阻率法对低阻板状异常体在空间方位上的变化,利用COMSOL软件进行三维半空间的直流电阻率法模拟研究。首先采用点电源对COMSOL软件模拟的数值解与解析解进行误差分析;然后采用单极-偶极和偶极-偶极装置对板状异常体沿不同方向旋转的电阻率变化,以及分析不同旋转方向的横向电阻率变化。正演结果表明低阻板状体绕Y轴旋转其极值两侧双峰的高低与旋转方向有很大关系,但是在沿Z轴旋转时,需旋转角度较大才有明显变化;两种旋转都随着旋转角度的增大,异常幅值也在增大;而在横向上的变化,随着绕Y旋转角度增加,低阻异常位置相对于真实位置有所提前,且异常范围增大;绕Z轴旋转,异常范围变化较小,位置有所提前。     

用边界积分方程法对地下目标体基本定位

利用边界积分方程数值模拟法研究了均匀半空间 (地下 )多个三维体条件下的地表视电阻率响应 .此外 ,在微分测深、温纳尔测深及耦极 耦极测深装置下 ,分析了三维地质体的地表视电阻率响应及异常形态与地质体几何参数的对应关系 .通过数值模拟得出了地面各类装置的测深资料特征与地下 (电性 )不均匀体几何参数的基本对应规律以及进行空间定位的方法 ,为目标体成像奠定了基础     

重叠回线装置地下瞬变电磁法后延改正技术

为了提高重叠回线源地下瞬变电磁法资料解释效果,丰富精细探测理论体系,从均匀全空间介质中重叠回线源产生的感应电动势出发,推导了全空间视电阻率公式,并在地面斜阶跃波后延改正方法的基础上,对全空间关断效应的幅值影响和延时影响进行了分析;选择水文地质资料丰富的矿井开展了井下瞬变电磁超前探测实验,验证了后延改正方法和超前预报技术的效果。结果显示,重叠回线源全空间视电阻率值与中心回线源相同,均为地面瞬变电磁法的(5/2)2/3倍。全空间后延影响系数与半空间相同,因而可将半空间后延改正方法应用于全空间。但与半空间结论不同,全空间延时改正以tk方式最佳。井下实验成果与水文地质资料比较显示,幅值-延时联合改正提高了资料解释的准确性,该实验也验证了瞬变电磁超前探测技术的有效性。     

激电测深在南方某矿床找铀矿中的应用

南方硬岩型铀矿找矿工作开展了多年,前人取得了丰硕的找矿成果,由于受仪器设备较落后及技术手段不足的局限性,前人所找矿体均为中浅部矿体,于是应用适当的物探方法查找深部隐伏铀矿体成为未来的主要找矿方向;南方硬岩型铀矿体大多受断裂构造、层间破碎带及硅化破碎带控制,矿化蚀变发育,铀矿体所处地电异常环境呈现出低阻高极化或高阻高极化电性特征。大功率激电测深通过测量各测点由浅至深的视电阻率和视极化率,综合分析视电阻率和视极化率断面图,查找深部有利铀成矿地电异常环境,为下一步找矿工作的部署提供重要的参考依据。     

井中瞬变电磁全区视电阻率解释方法研究

针对井中瞬变电磁全区视电阻率定义求解和解释方法开展研究。依据均质全空间瞬变电磁场解析式计算不同采样时间或装置条件下感应电压响应,认识到响应值在电阻率取值范围的全区间或部分区间内保持单调性。根据"牛顿-下降"最优化原理,给出一种井中瞬变电磁全区视电阻率求解方法,通过均质全空间瞬变电磁场响应试算结果与介质真电阻率对比验证该方法的精度和适用性。建立典型径向及垂向分层地电介质模型,通过时域有限差分法模拟计算瞬态场感应电压响应,并进行全区视电阻率换算分析。结果表明:视电阻率是不同时刻电磁场作用范围内所有电性体的综合反映,由全时段视电阻率结果识别全空间介质的径向及垂向电性情况具有一定可行性,各时道的视电阻率值可作为推断地电结构等信息的依据。