瞬变电磁探测地下洞体的可行性分析

针对工程建设中常见的地下洞体,从理论和实际应用两方面分析了用瞬变电磁法进行洞体探测的有效性及地下洞体瞬变电磁响应的物理过程和响应特征,给出了地下洞体的数学模型以及球坐标下地下洞体在阶跃电流激励下的瞬变电磁响应表达式。利用瞬变电磁法,对某煤矿的地下采空区进行了探测,其解释结果与钻探资料吻合得很好,证明了在工程勘察中利用该方法探测地下洞体的可行性和有效性。     

基于航空物探方法的地下人工洞体勘察初探

为了解决地面物探工作在特殊地形条件下以及高植被覆被区难以进行地下人工洞体探测的问题,在分析地下人工洞体电磁特征及前人研究的基础上,总结出当前航空物探方法的优缺点和适用性,并提出了利用时间域航空电磁法探测地下人工洞体的设想,并初步拟定了技术路线和工作方法,为高效探测地下人工洞体提供了参考依据。     

地面瞬变电磁法对采空区赋水情况的应用研究

为了研究地面瞬变电磁法探测煤矿采空区的响应特征及探测效果的可行性,根据测区的地球物理特征以及工程要求,运用TerraTEM瞬变电磁仪在山东甘霖煤矿矿界内探测采空区范围及采空积水性方面进行了应用。根据地面瞬变电磁法对低阻体响应十分敏感的特性,并结合试验选取的工作参数,较准确地查明了采空区的位置及赋水性情况。实践证明,地面瞬变电磁法在施工过程中能够有效避免井下空间限制及周围金属支架等的干扰,对于低阻体位置的圈定及定性解释,地面瞬变电磁法可作为一种有效的探测手段。     

基于电磁场合矢量的陷落柱三维模拟及其探测

为了了解瞬变电磁场在含水陷落柱中的传播过程及电磁场响应特征,为瞬变电磁法超前探测掘进头前方的含水区提供理论支撑。建立矿井全空间含水陷落柱的地球物理模型,采用基于Yee网格的三维时域有限差分算法,模拟了电磁场的扩散过程,分析了在含水陷落柱影响下的全空间瞬变电磁场的时空分布特征,对电磁场某一方向上的分量进行了分析,并首次基于电场合矢量进行了详细描述,分析了电场合矢量的传播规律及响应特征,最后通过数值模型算例以及实际应用来验证瞬变电磁法探测含水陷落柱的有效性和适用性。结果表明：数值模拟采用适合瞬变电磁场计算的CPML(卷积完全匹配层)边界进行求解,可以减弱截断边界对计算结果的影响;模拟过程中含水低阻体能够显著地影响瞬变电磁场扩散过程,随着感应电场向上下空间不断地扩散,由于电场EX、Ey和Ez至少有两个极值的存在,若电场的畸变较小时,变化情况容易被淹没,一定程度上影响了异常体位置的准确判定,说明仅利用单一方向场量不利于分析低阻异常体的确切范围;而用合矢量来描述电磁场的扩散过程,感应电场合矢量仅有一个极大值,位于图形中心,感应电场此时已经到达低阻陷落柱内部,电场的分布受到陷落柱的的显著影响,用合矢量来描述电磁波的扩散情况,可精确分析出异常体的位置,更能体现低阻体的电性、形态、位置等特征;实际应用也表明瞬变电磁法不仅可以探测到掘进头前方的含水陷落柱,还可以确定其方位和距离,说明数值模拟和实际应用都表明瞬变电磁法是探查含水陷落柱的有效方法之一。     

全程瞬变电磁法浅层勘探数据的处理方法

快速、高效的地面勘探技术是解决工程建设中遇到的浅层地质问题的关键.基于半空间瞬变电磁勘探理论,利用多匝重叠小回线装置,通过物理实验模拟全程瞬变电磁勘探技术,探讨剔除法处理后的地质异常体对半空间重叠小回线浅层瞬变电磁的响应特征及变化规律.结果表明：瞬变电磁对浅层高低阻异常体响应明显,等值线响应变化规律性强.纯背景条件下剔除仪器自身因素造成的干扰数据体,并对剔除后得到的新数据体进行反演处理,可准确地反映被测地质体的浅层信息.剔除干扰数据体方法对提高瞬变电磁全程勘探能力行之有效,为相关研究提供了借鉴.     

瞬变电磁探测技术及在潘一矿东区的应用

瞬变电磁探测技术是近年来广泛应用于煤矿井下地质探查工作的物探技术。本文在对瞬变电磁法探测原理的分析研究的基础上,对瞬变电磁探测的工作方法进行了研究。该探测方法对低阻体反映灵敏,尤其是在矿井水文探测时,受全空间影响,信噪比提高,可对井下巷道顶底板及超前水体进行探测;利用YCS40（A）型矿井瞬变电磁仪在潘一矿东区的部分巷道进行赋水性探测,深度-电阻率反演结果的解释与实际基本吻合,探测深度和解释方法可供参考。为巷道掘进提供了及时可靠的理论依据,缩短了巷道工期,在矿井水文地质探测中具有广泛的推广应用前景。     

瞬变电磁测深技术在构造含水体探测中的应用

构造含水体的超前探测是确保煤矿安全开采的主要因素之一。介绍了瞬变电磁法的基本原理及其方法，探讨了瞬变电磁测深技术在构造含水体探测中的应用实践，通过对瞬变电磁法探测含水体能力进行理论研究。得出用瞬变电磁法探测含水体的可行性结论。     

水平层状介质下瞬变电磁成像方法

为提高瞬变电磁法的对地探测精度,从瞬变电磁场的传播特性和电磁响应特性两个角度考虑,提出了瞬变电磁成像方法：由野外实测磁场感应数据,经过反褶和线性数字滤波求出波阻抗;用线性规划法求出每一微层走时所对应的反射系数序列,并以此为参数绘制成像结果图,对理论模型和实例资料的成像处理结果表明,采用瞬变电磁成像方法的成像处理结果比常规的瞬变电磁视电阻率处理剖面清晰,直观,大大增强了由瞬变电磁资料识别地下电性层次分界面的能力。     

工作面底板岩层富水性的综合探测

以河北单候矿6105N工作面瞬变电磁法探测为例，分析了矿井瞬变电磁法在探测工作面底板富水性中的应用，并通过直流电法探测对瞬变电磁法探测结果进行对比验证，探测结果表明两种探测方法的成果较一致。两种方法的对比探测对于寻找工作面底板富水位置和确定富水范围非常有效，能为井下水害预报和防治提供可靠依据。     

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。