瞬变电磁法在浅层勘探中的研究及应用*

对瞬变电磁法多匝小回线观测系统的物理实验。实验分为两步;首先,对同一回线装置的不同匝数的发射线框进行实验观测。其次,对发射与接收线框匝数相同的重叠回线装置进行观测试验。将实验数据处理,绘制出两种设备在不同匝数的线框的接收信号与线圈匝数关系图;多测道剖面图、电阻率测深图,对比两者的实验效果,分析两种设备装置的相似性和差异,讨论了同一回线与重叠回线两种装置的优劣;然后选定同一回线的最佳线框匝数的装置进行面积勘探,实验表明瞬变电磁的小回线装置在浅层勘探的效果显著,为瞬变电磁法在浅层勘探时的装置类型的选取提供一定的理论依据。     

均匀半空间中心回线瞬变电磁法正演研究

通过对均匀半空间中心回线装置瞬变电磁法表达式分析,可以为瞬变电磁法的反演提供理论正演数据、可以为瞬变电磁法的反演提供一定的方法,同时还可以为野外生产设计与室内数据筛选与剔除提供一定的参考。通过一个反演实例说明在晚期微小的二次电位误差将对视电阻率的计算会产生很大的影响,并编制了matlab程序计算各种工作装置和视电阻率理论正演二次电位衰减到噪声影响程度高的准确时间,对工程设计、评价视电阻计算的准确度及剔除受噪声影响严重的数据有一定的参考性。     

瞬变电磁法在隐伏断层探测中的应用

瞬变电磁法——小线框大电流的瞬变电磁法,瞬变电磁法技术由于其具有抗干扰能力强、横向分辨率高、勘探深度大,工作方便等特点。除了用于金属矿勘探和地下水的探测外,还可以应用于工程地质勘察。本文以实例说明小线框大电流的瞬变电磁法技术在隐伏断层探测中的成功应用。     

中心回线瞬变电磁法观测二次电位误差对计算全期视电阻率的影响研究

通过对均匀半空间中心回线装置瞬变电磁法核函数的研究,推导了中心回线瞬变电磁法观测二次电位误差对计算全期视电阻率的影响的表达式,发现在晚期微小的二次电位的误差将比早期对视电阻率的计算的影响更大,并介绍了目前对提高早晚期数据采集与处理质量的方法技术。     

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。     

基于ParaView的矿井瞬变电磁超前探测三维可视化研究

巷道掘进迎头前方含水异常超前探测预警一直是矿井防治水工作中的重要环节.文章介绍了利用多匝、小重叠中心回线装置探测迎头前方异常体的技术方法,并基于ParaView三维可视化程序处理超前探测数据,经坐标转换,对三维散点数据合理插值后栅格化,利用定量技术快速构建三维数据体,选择合适的模式进行三维成像,并使用过滤器进行异常区块...     

矿井瞬变电磁法感应探头的研制及其应用

瞬变电磁法已成为电法勘探的一种重要手段,但矿井井下瞬变电磁探测系统由于需符合煤矿井下防爆的要求,其发射功率受到限制;由于井下空间条件的限制,其发射线圈面积较小,因此煤矿井下瞬变电磁法探测系统接收到的二次场信号十分微弱。针对此问题,文中首先对煤矿井下噪声的特点进了分析,在后期数据处理时,可采用正负脉冲关断响应累加、周期响应叠加等方法降低噪声的影响,但这些方法仍无法克服发射电流小导致接收信号十分微弱的不足;其次采用高磁导率磁芯和宽频低噪放大技术研制出可适用于井下电法勘探的感应探头,该感应探头具有对二次场信号增强的作用,并采法拉第屏蔽技术对感应探头进行了屏蔽处理,进一步降低了噪声的影响。标定与对比试验证明:研制出的磁感应探头具有灵敏度高、抗噪性能好等优点。最后将研制的磁探头应用在王庄煤矿的南翼大巷超前探测中,勘探到了3处异常区域,并得到了钻探验证,勘探结果说明,研制的磁探头能满足煤矿井下瞬变电磁法勘探的要求。     

物探技术在矿井水防治中的应用研究

矿井瞬变电磁法以及矿井地震波技术应用到煤矿超前探测中,能有效探测巷道前方地质体的空间特征。彭水矿区芦塘煤矿水文地质条件复杂,岩溶发育,文中针对该矿+510 m水平运输大巷底板揭露的落水洞,采用矿井瞬变电磁法以及矿井地震波技术对其进行区域物性探测,介绍了探测点的具体布置方法,对采集的数据进行处理,根据物性异常特征进行地质解释,有效地查明了落水洞及岩溶裂隙的空间展布情况,并作出富水性评价,为该矿井水害防治提供了依据。     

矿井瞬变电磁法在工作面顶板探测中的应用

瞬变电磁方法对地下水反应敏感,矿井瞬变电磁法具备距离目标体近,分辨率高,施工简便的特点。本文介绍了矿井瞬变电磁法探测技术的原理与方法,并使用YCS40(A)矿用瞬变电磁仪,采用重叠回线装置,对宁夏某煤矿112201工作面顶板赋水性进行了探测,指出巷道顶板存在富水异常区,为工作面安全回采提供了可靠的技术支持。     

浅析平朔安太堡矿区采空区瞬变电磁异常特征

应用瞬变电磁勘探方法对平朔煤矿采空区进行勘查,介绍了瞬变电磁法野外数据采集技术,并对采空区的瞬变电磁法视电阻率异常特征进行了分析,推断了采空区平面分布范围并经钻探验证。通过对瞬变电磁资料、地调资料、钻探资料综合解译,分析了平朔煤矿安太堡矿区不充水采空区瞬变电磁法呈现低电阻率异常特征的原因。     

矿井瞬变电磁场的倍数现象

为了准确计算矿井瞬变电磁场的磁场参数基于瞬变电磁场全空间和半空间研究理论研究矿井瞬变电磁场磁场强度与半空间瞬变电磁场磁场强度的关系提出矿井瞬变电磁场的倍数现象并在矿井中进行探测应用。研究结果表明全空间瞬变电磁场磁场强度与半空间瞬变电磁场磁场强度存在倍数现象即早期存在2倍的关系晚期存在2.5倍的关系延伸矿井瞬变电磁场磁场强度、电场强度、视电阻率计算也存在一定的倍数关系倍数现象的提出对研究矿井瞬变电磁场在理论和实践上具有重要的参考价值。     

瞬变电磁勘探中的人工神经网络反演法

为使瞬变电磁勘探的反演法简单和通用,提出了一种瞬变电磁勘探吵的人工神经网络反演法,基于人工神经网络的BP算法,设计和开发了一个自适应的人工神经网络反演系统,该系统避免了复杂的电磁场计算,只需经过学习训练就能够解决复杂的实际问题,而且具有记忆功能,从而使瞬变电磁法的反演工作具有延续性和可继承性,通过对实际的地质数据进行反演,结果表明,该方法是切实可行的。     

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。     

矿井突水地质构造富水性的探查技术

岩溶陷落柱、断裂、老窑采空区是引起矿井突水的主要地质构造。在对比研究了各种物探方法应用条件的基础上,采用三维地震查明地质构造的类型、大小及分布范围,利用瞬变电磁法和SYT电磁测深技术探查构造的富水性。研究表明,地层的富水性与其视电阻率大小具有一定的相关性,富水的地层视电阻率值较低,反之视电阻率较高。根据横向和纵向电阻率等值线图分析地质构造的富水性,为矿井突水危险评价提供地质依据。淮南矿区突水地质构造探测结果显示:在探测区内发育两个陷落柱,西北部的陷落柱无水,东部陷落柱富水程度高。实际巷道揭露资料与探测结果基本吻合,该物探方法组合不失为探查地质构造富水性的一种有效手段。     

三维时间域激发极化法探测试验研究

本文介绍采用我国自主研制的“大深度三维电磁探测系统”在甘肃柳园花牛山铅锌矿开展的三维时间域激发极化法探测试验研究成果。文章对比了单一方向供电与多方向供电探测结果,并对成果进行了地质解译。研究显示：垂直主构造供电三维数据反演结果较为可信,多方向供电数据联合反演有利于提高探测结果的可靠性;利用三维时间域激发极化法探测结果建立三维电性结构模型,对解构地下三维地质结构效果明显;异常与以往地球物理资料及地质资料吻合。根据试验结果弄清了矿体的容矿层位、矿体与地层的关系,可为深部地质结构推断与矿产资源评价提供依据。     

井下瞬变电磁技术在含水陷落柱治理中的应用

鉴于瞬变电磁法在探测含水地质异常体时优于传统钻探、物探的特点,利用其对东庞矿2903工作面突水陷落柱和范各庄矿10#导水陷落柱进行了监测,结果表明,井下瞬变电磁动态监测技术在含水陷落柱注浆治理过程中是一种有效的动态评价方法。     

三维直流并行高密度电法与瞬变电磁法在某玻璃管拟建场地勘察中的应用

为了查明拟建场地的岩溶空洞详细情况,结合该地区的工程地质水文状况,采用三维直流并行高密度电法与瞬变电磁法两种物探手段相结合的方法,利用上述两种方法的各自优势作出解释和推断,结果与钻探资料揭示吻合程度很高,证明这种联合物探方法在岩溶勘探中有良好的应用效果。     

森林草原浅覆盖区隐伏地质体识别的化探特征因子传递法

针对森林草原浅覆盖区地质填图隐伏地质体识别问题,基于土壤对原岩成分的继承性,提出了化探特征因子传递法。该方法是利用移动窗口将研究区滑动覆盖,每个窗口内进行因子分析并做岩性判断,进而将不同窗口内具有同一类特征因子的样品连接起来即完成对全区的岩性识别。试验表明,相比传统方法,该方法能提高隐伏地质体识别的分辨率,有利于提高填图的精确度和准确度,为化探数据辅助地质填图提供新的思路。     

瞬变电磁法定量评估河流流域开采区富水性技术

为了查明河流下渗对露井联采采空区和回填区影响的范围及程度,采用瞬变电磁法对鄂尔多斯呼和乌素沟与乌兰木伦河附近井工开采采空区及露天开采回填区进行探测试验,根据距离河流的远近不同从"线、面、体"等角度全方位分析电性响应特征情况,并结合物探区域内钻探抽水试验结果,探讨瞬变电磁法定量探测富水性的可行性。结果表明:瞬变电磁法可精确勘查河流流域露井协采煤矿浅埋深地质异常体(埋深不超过150 m)富水范围及强度,河流附近不含水(或弱含水)采空区高阻特征明显,而河流附近含水回填区低阻特征明显;附近河流对回填区影响较大,横向可达500 m,回填区呈现明显的富水"漏斗",横向影响范围随深度增加缩小,富水强度随深度增加也减弱,基本与露天剥离回填空间范围相吻合,而附近河流对采空区及上部岩层影响较小,横向不超过80 m,纵向主要影响采空区上部含水层,对采空区补给较少,采空区基本不含水(或弱含水);尝试建立钻孔单位涌水量与视电阻率之间的关系式,并用瞬变电磁法定量探测区域单位涌水量从而确定富水性等级。