全空间瞬变电磁全区视电阻率优化二分搜索算法

将优化二分搜索算法应用于全区视电阻率计算,以期提高计算精度和运算效率。以均匀全空间回线源中心的瞬变响应为基础,探讨全空间磁感应强度垂向分量Bz及其时间变化率Bz/T核函数曲线特征,推导晚期视电阻率表达式。给出全空间条件下由Bz/T数值积分计算Bz的方法,并通过模拟计算对转换精度进行分析。对瞬变延时T一定时Bz和Bz/T相对于电阻率ρ的单调性进行研究,结果表明Bz为ρ的单值函数,满足对ρ二分搜索的条件,而Bz/T为ρ的双值函数,其二分搜索的前提是辅助参数Z在变量ρ的取值区间内恒满足Z≤1.225,并在此基础上对二分搜索的初始区间和具体流程进行了优化。模型算例和应用实例表明,该优化算法计算速度快、精度高,并可同时获得由Bz和Bz/T定义的全区视电阻率ρall和ρ'all。     

矿井全空间瞬变电磁法应用及其消噪研究

 矿井瞬变电磁法是目前开展井下物探的重要手段之一,井下瞬变电磁场呈全空间分布,接收线圈接收到的信号是来自发射线圈周围全空间岩石电性及相关电磁噪声的综合反映,全空间效应成为矿井瞬变电磁法固有的问题。为降低全空间效应造成的不利噪音干扰,提高信噪比,本文结合矿井全空间瞬变电磁法在临汾某矿巷道超前探水中的实际应用,在相同空间环境下采用多方向对比优化探测方案,建立相应的全空间消噪数学模型,并利用消噪函数对探测数据进行消噪归一化处理。研究结果表明：全空间电磁消噪归一化后,能更加突出探测区域存在的异常差异,进一步提高了探测结果解释的准确性和可靠程度,对井下超前预测及安全生产具有重要的指导意义。     

钻孔瞬变电磁法扫描探测磁芯线圈激励电磁场响应特征

瞬变电磁测井一般采用超小线圈作为发射装置，由于激励产生的瞬变电磁场强度较低，仅能进行钻孔孔壁岩层探测，无法实现钻孔外围径向远距离探测及地质异常体精确定位。基于全空间瞬变电磁场相关理论，提出钻孔瞬变电磁法(BTEM)扫描探测方法，利用磁芯线圈激励电磁场，增强发射磁矩，提高钻孔瞬变电磁法的径向探测距离。同时，通过灵活调整线圈方向，对钻孔孔壁进行360°扫描，实现钻孔径向方向全方位探测，提高钻孔瞬变电磁法对含水地质体的空间分辨率和定位精度。建立钻孔全空间三维地质-地球物理模型，提出优化的网格剖分策略，采用特殊网格结构对钻孔中磁芯线圈进行网格加密及规范化，提高数值模拟精度。采用有限单元法分别计算均匀介质条件下钻孔瞬变电磁法磁芯激励电磁场响应以及含有低阻地质异常体时钻孔瞬变电磁法不同装置探测的瞬变电磁场响应，分析了共面偶极装置及共轴偶极装置以及不同几何参数对应的瞬变电磁场响应特征，采用全空间全区视电阻率计算及时深转换算法进行全空间电阻率成像。研究表明，在钻孔瞬变电磁法超小线圈中加入磁芯可以显著增强电磁场强度，并且增强的幅度与磁芯的直径和长度成正比，相比较而言，增大磁芯长度对电磁场响应的增强作用更...     

瞬变电磁法不同工作装置在强干扰区的综合应用

目前瞬变电磁法勘探广泛运用在煤矿系统,主要解决地下水的问题.随着科技的发展和进步,瞬变电磁法勘探仪器大致分2类,国外仪器一般采用大功率、大线框的大定源框内回装置;国内仪器一般采用小功率小线圈、低电压、高电流的重叠回线装置.在作业过程中,瞬变电磁法发射线框与接收设备受电磁干扰较为严重,不同的工作装置优势不同,抗干扰能力不同.通过对山西潞安集团李村矿的工作研究,证明了采用不同工作装置在高压线附近进行勘探,可起到互补的作用,达到勘探的目的 .     

工作面顶板富水区的矿井瞬变电磁法探测

介绍了矿井瞬变电磁法的工作原理、布置方法和技术特点,给出了全空间条件下晚期视电阻率表达式。结合实例,探讨了资料解释方法。研究表明,矿井瞬变电磁法能有效查明煤层顶板水害体的发育位置,为井下布置探放水钻孔提供依据。     

矿井瞬变电磁全区视电阻率差值补偿算法

基于全空间瞬变电磁理论,研究了不同发射线圈尺寸、不同采样时刻对电阻率求解唯一性的影响。然后将晚期视电阻率值作为求解初值,计算对应的归一化感应电动势,并计算其与实测值的差值,运用此差值对归一化感应电动势计算值进行补偿,提出全区视电阻率差值补偿算法。最后通过1、10、100Ωm电阻率理论模型计算,验证该算法在较少的迭代次数下可较大提高计算精度;实测资料处理结果表明,与半空间晚期计算方法相比,该算法具有较好的应用效果。     

矿井瞬变电磁全区视电阻率差值补偿算法

基于全空间瞬变电磁理论,研究了不同发射线圈尺寸、不同采样时刻对电阻率求解唯一性的影响。然后将晚期视电阻率值作为求解初值,计算对应的归一化感应电动势,并计算其与实测值的差值,运用此差值对归一化感应电动势计算值进行补偿,提出全区视电阻率差值补偿算法。最后通过1、10、100Ωm电阻率理论模型计算,验证该算法在较少的迭代次数下可较大提高计算精度;实测资料处理结果表明,与半空间晚期计算方法相比,该算法具有较好的应用效果。     

矿井老空水超前探测瞬变电磁响应特征

为提升瞬变电磁超前探测矿井老空水的准确性,通过建立掘进工作面前方不同位置的老空水模型,采用基于非均匀网格的三维时域有限差分法进行正演模拟,结合实例分析了全空间条件下老空水的瞬变电磁场响应特征。结果表明:存在老空水的区域瞬变电磁场响应曲线明显畸变,观测信号以老空水影响下的电磁场衰减信息为主;老空水距离发射源越近,磁场响应时间越早,法线方向的磁场分量低阻响应更强;采用多方向多角度的瞬变电磁观测系统有利于定位矿井老空水的空间位置和分布范围。     

矿井瞬变电磁超前探测物理实验

采用盐水充当均匀围岩介质,使用玻璃槽充当巷道空间,建立了含巷道全空间瞬变电磁超前探测的物理模型,根据矿井瞬变电磁超前探测扇面扫描的数据采集方式,对柱状良导体与低阻薄板的超前探测响应特征进行了实验模拟。结果表明：异常体在瞬变电磁超前探测扇面扫描的多测道剖面图上存在异常响应,异常响应特征与异常体的空间位置、空间形态有关;当...     

矿井瞬变电磁法反演方法研究进展与展望

如何通过改进矿井瞬变电磁法反演方法来提高解释精度一直以来都是瞬变电磁研究领域的重要课题。在分析总结目前矿井瞬变电磁法反演方法的基础上,将其分为定性近似反演、基于目标函数迭代反演和联合反演3类,并探讨了不同方法的特点、优势、局限性及改进方法。通过对矿井瞬变电磁法反演发展趋势的分析,提出发展全空间反演理论和方法、进行多方法尤其是非线性方法的联合反演以及多维反演是实现井下精细探测和定量解释的主要发展方向。     

瞬变电磁法在工作面覆岩破坏导水裂隙带高度探测中的应用研究

 在井下全空间条件下,使用用加拿大PROTEM瞬变电磁仪对宁夏某煤矿1121工作面采空区开展了覆岩破坏导水裂隙带高度超前探测的试验研究。结果表明,井中瞬变电磁法具有定向性(方位性)好、探测距离大、探测精度高等突出优点,为煤矿导水裂隙带高度定量探测提供了一种新的有效手段。     

利用综合物探法精准探测弓长岭露天矿采空区

为了对弓长岭露天矿采空区进行精准探测,首先根据高密度电阻率法,利用温纳、偶极、单边三极等装置采集的探测数据划分了各类地质条件下单采空区和双采空区的高、低阻模型,通过对比分析电阻率的差异,实现了对水平方向密集排列和垂向分布采空区的准确探测;然后结合瞬变电磁法,利用重叠回线、中心回线、分离回线、框一回线等装置,建立了同一地质体的地质及地球物理识别模型,通过观测线圈瞬变磁场结构、频率随时间和空间的变化信息,对该采空区的位置和规模进行了精准探测;最后,为了准确测定采空区的位置、规模、顶板厚度等信息,对高密度电阻率法、瞬变电磁法的探测数据进行处理,并结合现场地质实际情况进行综合解译,形成了采空区分布断面图和平面图。探测结果表明：弓长岭露天矿存在3个浅部采空区和2个深部采空区,进一步说明,将高密度电阻率法与瞬变电磁法有机结合,实现了探测技术的优势集成,有助于实现对采空区进行快速、准确探测。     

基于改进果蝇算法的概率积分法预计参数反演

由于概率积分法函数模型的非线性表现形式以及各参数之间的相关性,概率积分法开采沉陷预计参数反演时存在计算复杂、易发散、容易陷入局部最优解等问题。利用参数设置少、计算效率高、算法实现容易、全局寻优能力强且精度较高的果蝇算法进行基于概率积分法的开采沉陷预计参数反演,并对算法进行改进。以实测下沉值为参照,将预计结果与实测值相比较,结果表明,改进的果蝇算法对概率积分法的开采沉陷预计参数反演具有适用性,对于用概率积分法进行开采沉陷预计的精度的提高有一定的积极作用。     

边缘融合的多字典超分辨率图像重建算法

由于煤矿井下特殊的环境导致井下图像一般比较模糊和边缘特征比较弱,而目前基于字典学习的图像超分辨率重建算法通常是将全部图像块利用训练的单一字典进行重建,忽视了各图像块之间的差异性,不利于重建边缘不清晰的矿井图像。结合矿井图像特征提出一种边缘融合的多字典超分辨率图像重建方法,该算法根据各图像块的梯度统计信息将图像块进行分类并训练对应的字典库,重建时将不同字典重建的图像块融合成完整的高分辨率图像;此外为了提高图像的边缘信息,预处理阶段低分辨率图像进行边缘融合以增强边缘特征,重建的高分辨率图像利用学习的先验知识进行边缘融合以修正重建过程中出现的误差。实验表明,该算法的重建效果优于其它基于字典学习的超分辨率图像重建方法,能够很好地重建图像的边缘细节,并抑制重建过程中产生的重影和振铃效应,平均PSNR值提高1.19 d B。     

概率积分法预计模型的某些修正

概率积分法是应用最广泛的地表移动变形预计方法，由于该法基础理论的局限，而导致预计结果与实测结果在某些方面存在不符，为了进一步提高概率积分法的预计精度，在研究许多实测资料的基础上，提出了修正公式。     

Establishment of target and invasive plant species on a reclaimed coal mining dump in relation to their occurrence in the surroundings

The spontaneous establishment of plants on reclaimed spoil heaps and the relationship between their establishment and the occurrence of those same species in the surroundings were studied along the edge of a post-mining site. The study area extended 6.2?km around the perimeter. Study plots 100?×?100?m were situated both inside and outside the edge. Vascular plants considered as target and alien species were recorded in each plot using a semi-quantitative abundance scale. There were 90 target and 16 alien species recorded as spontaneously occurring outside and/or inside the edge. Of this number, 19 (i.e. 21%) target species were recorded outside the mine and four (5%) target species were recorded only on the heaps. Thus, 67 (74%) were common to both the surroundings and the post-mining site, suggesting that about two-thirds of the target species were able to colonise the post-mining site from the surrounding environs within 13–15?years since reclamation. Ordination analysis indicates that vegetation outside and inside the edge does not differ significantly. Colonisation clearly was supported by the fact that the reclamation was not done in a monotonous way, but rather emphasising a mosaic of woodland and grassland patches.     

基于WVD和OEW算法识别矿用栓接电缆电连接松动故障

为深入研究栓接电缆电连接松动故障的典型特征,实现故障识别,以铜-铜电缆接头作为研究对象,利用电缆接头松动故障实验平台开展了不同电流、不同松动程度条件下的松动故障实验。提出了基于Wigner-Ville(WVD)及客观熵权（OEW）的松动故障识别方法。运用WVD对回路电流进行变换,使其具有联合时频特征,然后提取该信号的时间边缘和频率边缘,进而计算回路电流的平均能量和基频能量。以回路电流的极差、平均能量、基频能量作为故障特征参数,采用OEW算法确定特征参数的权值,并构造加权规范化矩阵,结合最优距离准则（ODC）和硬判决规则识别松动故障。实验表明,该方法能够有效识别栓接电缆的电连接松动故障。     

多种工程测量技术在矿井整合中的应用

神华新疆公司三个大型矿井通过技改合并为一个矿井,在此技改项目中,使用了多种精密工程测量技术,并相互比较精度,确定了贯通测量的起算数据,最终完成了"三矿合一"多个大型的贯通测量工程,确保了技改项目的顺利完成。