瞬变电磁法在煤田含水层勘察中的应用

煤矿采区的水文地质条件勘察对于煤矿开采意义重大,充分利用瞬变电磁法对低阻良导体反映灵敏的特点,进行含水层的富水性区域划分,配合利用水文钻探资料进行水文地质勘察,可以全面了解采区的水文地质条件。本文论述了运用瞬变电磁法进行含水层富水性探测的原理与设备,探讨和分析了瞬变电磁法的数据处理、资料解释与水文地质成果。实例表明,应用电性资料划分含水层的富水性分区与水文地质资料能够相互佐证。     

瞬变电磁法在煤矿采空区积水探测中的应用

简述了瞬变电磁法的工作原理及其优势,介绍了瞬变电磁仪的特征和使用方法,结合工程实例,论述了瞬变电磁法的具体应用,并分析了瞬变电磁法的实际勘探效果,指出该方法进行采空区积水探测是可行的、有效的,值得推广应用。     

瞬变电磁法在矿井水文地质勘探中的应用

在煤田开采过程中,矿井水害一直威胁着煤矿的开发和安全。要减少和杜绝水害关键在于找到水源,瞬变电磁法是目前寻找水源的最好方法之一。本文阐述了瞬变电磁法的发展概况、原理方法、特点及应用领域。最后通过应用实例,介绍瞬变电磁法在矿井水文地质勘探中的应用效果。     

瞬变电磁法在隧道勘察中的应用

本文将瞬变电磁法应用到某隧道地质勘探中。结果表明,瞬变电磁法可有效确定不同岩性及断裂的影响范围和埋深深度。     

瞬变电磁勘探技术在某采空区探测中的应用

当地下存在电性不均匀体时,通过瞬变电磁法会观测到电性不均匀体的涡流异常场,进而推断矿体、地下水、采空区等地下盲体的存在和部位。应用瞬变电磁勘探方法对大湾锌钼矿采空区进行勘查,介绍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。     

瞬变电磁法及高密度电阻率法综合物探在长大隧道岩土工程勘察中的应用

隧道跨越煤系地层分布区,准确探测隧道围岩影响范围内是否存在煤层采空区及其规模、位置是勘察的重大技术问题,直接影响隧道的投资规模、施工工期及选线。通过对满足工程区地球物理勘探前提的技术方法进行试验研究,最终采用瞬变电磁法及高密度电阻率综合物探探测,成功地在复杂地形地质条件下对隧道岩性构造进行了解译,特别是对隧址围岩影响范围内不存在采空区的探测论断,与开挖实际情况完全吻合,说明了物探技术在城市长大隧道探测中发挥的重要作用。     

地下空穴的瞬变电磁信息反馈特征研究

针对工程建设中常见的地下空穴问题的特殊性,从理论和实践两方面分析了运用瞬变电磁法进行地下空穴探测的有效性及地下空穴瞬变电磁响应的物理过程和信息反馈特征。结合工程实例,介绍了瞬变电磁法探测地下空穴的原理、手段以及地质解译方法,对大型地下空穴这类非层状体系的探测做了全新的尝试,并应用钻探工程验证了探测效果。实践证明,地下空穴的瞬变电磁信息非常典型,能够提供准确的地质灾害预报以指导各种不同的地面施工,对同类复杂工程具有一定的借鉴意义。     

充电瞬变电磁法在官庄水库渗漏勘察中的应用

针对官庄水库渗漏在钻探等常规方法无法查明主要漏水通道的情况下,采用充电瞬变电磁法、瞬变电磁法进行探测,通过对异常的分析、解释及推断,确定了漏水通道异常范围,并布置钻孔对异常带进行验证,为堵漏设计提供可靠的依据。     

瞬变电磁技术在隧道超前地质预报中的应用

介绍了瞬变电磁技术在隧道超前地质预报中的探测原理及方法,结合华蓥山隧道中的应用实例,指出了瞬变电磁法超前地质预报的优势及存在不足,说明了瞬变电磁法应综合应用地震波反射法、电磁波反射法等,才能全方位掌握掌子面前方地质情况,以实现指导施工。     

复杂地形条件下的瞬变电磁法勘察效果

本文简述了复杂地形条件下,在隧道施工前和施工过程中,为了规避施工风险和预防施工过程中可能出现的地质灾害,运用瞬变电磁法勘察含水(泥)的断层及岩溶等水文地质问题的勘察方法。探讨了瞬变电磁法的理论基础、野外工作布置和资料处理过程。研究表明,瞬变电磁法勘探与其它常规电法相比,有许多突出的优点,它可在复杂地形条件下工作,有良好的空间分辨性。并通过实例对瞬变电磁法勘察原理、工程实践和勘察效果作了详细介绍。     

巷道掘进瞬变电磁法跟踪超前预报分析

对于水文地质条件复杂的矿井,巷道掘进过程中要求“有掘必探”,通过跟踪覆盖方式进行连续超前探测与预报,为巷道安全生产提供技术保障。矿井瞬变电磁法为非接触式探测,其多匝小线框发收系统有利于井下掘进工作面连续跟踪超前探测施工与应用。其数据采集时保持每一次探测使用的仪器设备、现场工作技术方法、数据处理与解释方法等过程基本一致,确保探测预报条件的相对稳定,进一步提高对含水异常体预测的可对比性和准确性。淮南及新集矿区煤岩巷道探测结果表明,采用瞬变电磁法连续超前探水,对巷道前方含水异常体的预报效果良好,所判断的含水异常区段为超前钻探及防治水技术措施制定提供依据。     

防渗墙质量TEM检测技术研究及试验结果

防渗墙在堤坝上呈垂向分布,墙体薄,虽具高阻特征,但相对于相对低阻的坝体而言,其比例较小,加之坝体可供检测的工作面狭窄,致使许多电法工作都难以将墙体的电阻率差异信息提取上来,防渗墙的检测因此成为一个难题。我们根据TEM方法的特点,设计研制了适用于防渗墙检测的专用能量聚焦装置,开发了弱信息TEM信号增强处理和反演程序,并在长江大堤典型堤段的快速检测试验中获得良好的应用效果。     

应用自然电场法研究地下水流场

讨论了不同水文地质条件下的自然电场“8”字图特征 ,对评价输水管线等渗漏引起的环境问题具有指导意义。     

承压含水层非稳定流有限层分析

利用伽辽金法,推导了以傅立叶函数为基础的层状非均质各向异性承压含水层非稳定流有限层方程,编制了相应的计算程序。通过算例的有限层解与解析解的对比分析,在验证有限层法正确性的基础上,深入探讨了计算区域、计算项数等因素对计算结果的影响,得到了计算区域尺寸影响有限层解的收敛速度等结论,最后给出了一定精度条件下计算项数选用的近似估算公式。     

隧道瞬变电磁超前预报平行磁场响应探测方法

 通过三维数值试验和模型试验研究,分析平行磁场的响应特征,发现一些新的现象和规律,提出隧道瞬变电磁超前预报平行磁场响应探测方法。数值试验结果表明：(1) 与掌子面平行的磁场响应对于判识掌子面前方的含水构造具有非常明显的响应特征;(2) 对于垂直磁场响应无法识别的含水构造,平行磁场响应仍然具有很明显的响应特征。(3) 当大规模含水构造距离掌子面较近时,平行磁场响应存在2次电动势反向的现象,可直接用于工程中水体的判识。采用数值方法计算TBM开挖隧道进行瞬变电磁超前预报时的响应特征曲线,提出的新探测方法有望应用于TBM开挖隧道的超前预报工作。     

激发极化法和瞬变电磁法在浅覆盖区石墨矿勘查中的应用

近年来,石墨产业已成为支撑高新技术发展的重要战略资源,随着地表矿产勘查开发程度不断加大,寻找更具开发价值的大鳞片晶质石墨逐渐向工作程度相对较低的浅覆盖区转移,由于覆盖区地质构造行迹观察困难,常规、单一的物探方法在勘探深度和精度等方面都无法满足勘查需要,因此提出激发极化法(IP)和瞬变电磁法(TEM)联合勘探与解释的思路,在新疆清河县卡拉先格尔石墨矿勘查中进行了试验,并在覆盖区下20～300 m控制较大规模高品位石墨矿体,为矿区后续工作部署和物探方法组合的选择提供了重要依据。     

坑道掘进瞬变电磁超前探水解释方法的改进研究

瞬变电磁方法已在坑道超前探水中发挥重要作用。因实际测试时存在电流关断时间,激励场不再满足阶跃关断条件。以水平电偶极子瞬变场响应为基础,给出坑道瞬变电磁多匝小回线中心阶跃瞬变场表达式。通过对3种非阶跃关断瞬变场的响应计算,确定了关断时间的影响范围,指出关断时间的影响对于坑道掘进前方浅部含水体的探测不可忽略。推导了全空间线性关断条件下全程视电阻率算法,从而改进坑道超前探水解释方法。物理模型实验和实例应用结果表明,该方法对于坑道掘进前方浅部含水体的空间划分更好,增强了瞬变电磁法对岩层富水特性的判定能力。     

基于场路耦合的隧道瞬变电磁超前探测正演与工程应用

 瞬变电磁正演计算几乎全部采用均匀半空间的解析解作为初始条件加入,这对于存在解析解的情况下是可行的,然而,进行隧道超前探测时,由于处在全空间中并且存在已开挖洞体的影响,使用均匀全空间的解析解作为初始条件并不适用。从麦克斯韦方程组出发,在三维瞬态涡流场方程和电路方程的基础上,建立基于A法(矢量磁位法)的瞬变电磁场路耦合模型。通过节点法进行时间离散,建立迦辽金格式的时间离散方程,实现独立电压源激励下的瞬变电磁三维正演,使瞬变电磁法的三维正演更接近实际的观测过程。应用场路耦合方法进行瞬变电磁“烟圈效应”的数值计算,其结果与解析值对比表明正演结果与实际相符。以青岛胶州湾海底隧道为例分别建立考虑海水影响和不考虑海水影响的瞬变电磁超前探测模型,应用场路耦合的方法进行三维正演模拟,得到隧道上方海水体对瞬变电磁探测的影响。