瞬变电磁仪研究进展

介绍了瞬变电磁法(TEM)基本原理,通过查阅20多年来国内外瞬变电磁仪的研究动态资料,归纳总结了国内瞬电变磁仪存在的问题,提出了解决问题的方案及今后国内瞬变电磁仪的发展方向.     

瞬变电磁法弱信号检测技术研究

在简要介绍瞬变电磁法原理的基础上，总结了电磁噪声特性；重点研究TEM(Transient Electromagnetic Method)信号同步采集与实时处理算法，将双极性同步叠加平均算法等效为梳状滤波器，经过N个周期的2N次迭加平均，对等精度测量的重复信号不奇变，对加性白噪声，信噪比提高(2N)^1/2倍；适当选择发射周期T和周期数N就可以随意设置梳状滤波器的零传输点，有利于消除某些频率的干扰；依据拉依达准则，剔除测量误差大于3倍标准差的奇异数据并以算术平均值代替，简便易行。     

矿井瞬变电磁法干扰源测试研究

矿井巷道掘进过程中,为了最大限度地剔除各种干扰源的瞬变电磁场的干扰,得到准确的探测结果,针对井下的主要干扰源如大型铁器、电力系统、锚网等进行了瞬变电磁法现场测试,并对不同干扰源的干扰特征进行了详细的分析研究。测试结果表明:顺层探测,大型铁器需退后10m,而顶底板测量6m后已基本没有影响;电力系统干扰只对10μV/A以下探测数据有影响;锚网探测,测试线框要放在距锚网1m左右的距离,锚网主要影响10ms之前的测量结果。本结果可为井巷掘进超前探水提供详细的技术资料。     

矿井勘探中瞬变电磁法的应用

在煤矿的生产和建设中,水害是影响矿井安全生产和建设的重大灾害之一。由于水害造成矿井生产停产,甚至淹没矿井的事故时有发生。如果在采前对采区的地质异常体探测清楚,就可以进行治理钻孔的施工,避免因盲目钻探而造成的损失。瞬变电磁法可以有效的减少灾害的发生。     

瞬变电磁法探测深度研究进展

对当前国内外瞬变电磁法方法研究概况、理论研究、仪器状况以及在应用领域的研究进展情况做出了综述性评价,在此基础上,重点探讨了瞬变电磁法的探测深度问题,提出了该方法当前所存在的困难,为进一步的研究提供了参考。     

瞬变电磁法小线框技术研究及其应用

瞬变电磁法在我国的应用一直是100～200 m线框的装置,在山区和地形复杂的地区勘探或在城镇地区的地面高层建筑和地下工程的基础勘察时,此装置线圈敷设困难,施工难度大,效率低。TEM小线框的出现使得施工快速轻便,与此同时还发现了新的探测隐伏断层的技术方法,断层点定位准确。本文着重分析TEM小线框的特性及利用其探测隐伏断层的原理,并通过工程勘察实例说明TEM小线框的横向分辨率高和效率高的优点。     

探究瞬变电磁法的应用

瞬变电磁法是一种非接触式地球物理探测技术,属时间域电磁法。TEM系统测量精度和灵敏度的不断提高,其应用范围从初始的找矿扩展到构造地质填图以及水文地质等领域。     

瞬变电磁法在探测金属矿床中的应用

通过瞬变电磁法,基本查明了区内矿体赋存情况与矿体赋存有关的断裂构造,对泥盆系地层做了初步了解,进一步控制了勘查区断层。但本次电法解释成果中对于测区中推测矿体的赋存,仅仅是通过电性层的视电阻率值推断的,其结论有待于进一步论证。     

瞬变电磁法在煤矿井下探测中的应用

矿井水害是困扰我国煤矿安全生产的重要问题,不仅造成大量煤炭资源无法正常开采,导致多种环境负效应,而且还威胁着人员伤亡和生产损失。本文通过介绍瞬变电磁法的概念及勘探原理,分析了矿井瞬变电磁法的观测系统应用研究技术,通过应用实例论述瞬变电磁法在煤矿井下探测中的应用。     

电磁暂态仿真中网络等值的方法研究

在进行电磁暂态仿真时,为降低计算规模,需要对电网数据进行等值处理.在利用电力系统综合稳定程序(PSASP)进行Ward等值后,采用基于戴维南定理的多电势等效理论,实现了电磁暂态仿真时系统的网络等值,并开发了相关的等效转换软件.针对某省级电网算例系统,利用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了等值后的系统模型,对算例系统等...     

瞬变电磁波测井三轴感应响应特征

瞬变电磁波测井的关键在于对不同界面的探测与识别,为提高仪器的灵敏度和探测距离,采用时间域瞬变电磁方法,模拟高精度三轴测井装置下的瞬变电磁波响应.结果表明:地层距离接收线圈越远,则异常出现的时间越晚,对异常的探测越不敏感;异常场的响应分析表明时间域远探测距离可达50 m左右;同时,瞬变电磁波测井响应对线圈的收发距并不敏感...     

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。     

瞬变电磁法三分量测量方法研究

在不考虑本征电流之间互感的情况下,研究用本征电流代替涡流计算地表瞬变电磁场的模拟计算方法,计算均匀半空间中定源装置下薄板导体在不同倾角时的X,Y和Z3个分量的响应特征,并与1条已知地质剖面的实测结果进行对比分析。研究结果表明:除板状体直立外,薄板导体X分量的过零点基本上是板状体的中心在地面的投影位置;当板状体水平或直立时,Y分量曲线是对称的,Z分量曲线是反对称的;当板状体倾斜时,Z分量和Y分量曲线都不对称,在倾斜方向曲线平缓,响应范围大,在反方向曲线陡立,响应范围小,因此,用X分量可以确定异常的中心,用Z和Y分量可以定性判断板状体的倾向;实测结果与计算结果一致,说明综合分析X,Y和Z方向3个分量的方法比单分量分析的方法更有助于对异常体的解释。     

基于瞬变电磁法的采空区含水体分布探测

为探明采空区含水体层次结构、展布范围以及富水状况,以黑龙江省鸡东县某矿为例,根据不同赋存状态下岩层、煤层、采空区及其含水层电阻率的差异,采用PROTEM瞬变电磁仪进行地面探测,分析采空区含水体的二次场变化情况,捕捉低阻异常体,进而反演成像。结果表明：测区内局部地段塌陷裂隙、断层发育明显;1、3号异常区为采空区含水体,2号异常区为断层裂隙含水体。瞬变电磁法探测结果与现场钻探结果一致。该方法为煤矿防治水工作、煤矿水害事故应急救援及煤炭资源整合提供了可靠的技术支持。     

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。     

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。     

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。     

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。