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...     

矿井全空间三维主轴各向异性介质瞬变电磁场响应特征研究

研究瞬变电磁场中的电性各向异性问题,可以为各向异性条件下的地下全空间瞬变电磁法资料处理解释工作提供理论指导,对提高瞬变电磁法探测精度具有重要意义。为了研究矿井全空间条件下主轴各向异性介质的瞬变电磁场响应特征,采用改进的交错网格有限差分方法实现了主轴各向异性介质的瞬变电磁场三维正演。将电导率张量加入麦克斯韦方程组,对Yee氏交错网格进行了改进以便于对主轴各向异性介质中的瞬变电磁场进行差分离散处理,形成了全空间三维主轴各向异性有限差分正演算法。在均匀全空间模型中对比各向异性有限差分数值解及均匀全空间解析解,验证了算法的正确性。建立了不同各向异性类型和不同各向异性对称主轴姿态模型,分别计算了其瞬变电磁场响应,最后结合工程探测实例,通过正演模拟分析了不同主轴各向异性介质对瞬变电磁场的影响特征,解释了探测结果存在偏差的原因。研究表明:在矿井超前探测模式下,对于HTI-X介质,各向异性系数的变化对瞬变电磁场的影响不明显,不同各向异性系数条件下的感应电动势曲线差异较小;对于HTI-Y介质和VTI介质,各向异性系数的变化对瞬变电磁场有明显的影响,随着介质各向异性系数增大,介质瞬变电磁场响应不断变小;随着各向异性介质对称主轴方向与探测方向之间夹角的增大,各向异性介质产生的瞬变电磁场响应不断增大,当对称主轴方向与探测方向一致时(HTI-X介质),各向异性介质产生的感应电动势最弱,而对称主轴方向与探测方向垂直时(VTI介质),各向异性介质产生的感应电动势最强;不同类型的主轴各向异性介质具有明显的各向异性瞬变电磁场响应特征。     

矿井采空区瞬变电磁法适用性研究

矿井瞬变电磁法探测以异常体与围岩的电性差异为基础进行异常区探测.文章通过改变采空区规模、含水量、位置和形状等参数构建不同数值模型,采用有限元数值模拟方法分析不同采空区模型的反映特征.模拟结果显示:采空区与围岩电性差异越大,采空区感应特征越明显;采空区规模越大、含水量越多、距离探测位置越近,形状呈"块状"与探测线圈法线越...     

带式输送机影响下矿井瞬变电磁响应特征与校正研究北大核心

为了减小带式输送机对矿井瞬变电磁法探测造成的干扰影响,采用数值模拟与现场试验分析了带式输送机对矿井瞬变电磁法探测的响应特征,探讨采用多项式拟合校正函数进行干扰压制的处理方法。研究表明:带式输送机的干扰对二次场的前、中期的影响大于后期,并存在一定的时移;非干扰数据与干扰数据的比值与采集时间存在一定关系,采用校正函数可有效地剔除带式输送机形成的假异常,大大提高了矿井瞬变电磁法的探测效果。     

矿井瞬变电磁金属干扰响应特征与校正方法

为了消除巷道内金属干扰对矿井瞬变电磁探测的影响,以常见的铁轨干扰源为例,采用井下实验方法系统分析了铁轨影响下不同距离、不同方向和不同探测模式等情况的瞬变电磁响应特征和影响规律,发现铁轨的存在导致感应电动势幅值增大,且不同情况的探测响应差异较大。通过计算有无干扰的归一化感应电动势比值得到各时间窗的校正系数,在其基础上提出拟合函数校正法,并将其应用到某煤矿工作面顶板探测中。实际应用结果表明:基于拟合函数的校正方法能够较好的剔除干扰异常,准确反映煤层顶板含水异常区的范围和赋水程度,明显提高金属干扰下矿井瞬变电磁探测含水异常区的准确性。     

矿井防爆瞬变电磁探测装置试验研究

采用井下试验的方式,研究矿井防爆瞬变电磁探测装置.在以往非防爆瞬变电磁探测装置中,通过改变线圈的匝数和直径来满足井下安全防爆要求.经过海孜、界沟和祁东煤矿的三次井下试验,在发射功率不变且不影响探测距离的条件下满足了井下防爆要求.为将来设计井下防爆瞬变电磁探测装置提供依据.     

矿井瞬变电磁法勘探三维模型建立及成果分析

随着矿井开采深度的增加,地质条件的复杂性也愈发明显,为了更安全、高效、准确地探测矿山资源开采周边地质环境,需要更先进的探测技术和探测方法,来提高矿井地质勘探的准确性及探测的直观性。目前矿井主流的探测方法都是以二维勘探为主,主要是受限于勘探空间狭小等环境影响,无法像地面一样开展有效的三维勘探。利用矿井下方有效的空间,增加多方向性的探测,通过数据的整合,进行三维瞬变电磁探测,增加了矿井下方探测的空间性、立体性,最终结果更具有直观性,使矿井下方的超前预测预报及工作面回采的安全性有了更好的保障。采用矿井下瞬变电磁三维勘探方法,三维模拟结果稳定且真实程度较高,经与地质资料分析、对比,与实际地质情况相符。     

采空区探测数值模拟与电磁响应特征研究

介绍了瞬变电磁法的基本原理及使用瞬变电磁法探测杜儿坪矿采空区的数值模拟与电磁响应特征研究的技术流程,并通过实例验证了该技术可为采空区结构反演提供理论依据,说明该技术对提高资料的解释精度具有较强的实用性和推广应用前景。     

矿井瞬变电磁矩形回线源瞬变电磁响应研究

为研究均匀全空间介质中任意点（除发射框边）处矩形回线源瞬变电磁响应,从全空间磁偶极子的切向电场和水平圆形回线发射框中心磁场出发,采用互易原理和积分法推导了全空间任意点处的瞬变响应。通过对全空间瞬变场磁场Bz及其时间导数?Bz/?t的核函数Y(ω)和Y’(ω)特征的研究,将全程瞬变响应分为早期、中期和晚期。Y(ω)的早期和晚期阶段,其内层误差函数采用渐近展开式,外层积分采用直接多项式积分;中期阶段,内层误差函数采用有理契比雪夫展开式,外层积分采用龙贝格积分。Y’(ω)的晚期和非对角区域的早期采用误差函数渐近展开式;Y’(ω)的中期和对角区域的早期采用龙贝格积分。采用理论模型计算验证了公式的精度。结果表明,该算法求取的数值解,其Bz核函数Y(ω)的相对误差可以控制在1×10-6%以内;而?Bz/?t的核函数Y’(ω)的相对误差可以控制在1×10-4%以内。早期阶段,Bz和?Bz/?t在发射框内部的极值中心沿着与短边呈45°夹角方向向发射框内部移动,并且短边处的两个极值中心先行合并,然后再沿长边方向合并;?Bz/?t极值向发射框内部和发射框外部移动的速度大于Bz相应的移动速度。     

瞬变电磁法在矿井水探查中的应用

矿井瞬变电磁法是目前井下物探的重要手段之一。通过在枣泉煤矿130203工作面回风巷顶板水探查中的应用,对矿井瞬变电磁法的原理和使用特点进行分析,总结探测数据的处理和解读过程。测试结果表明,枣泉煤矿130203工作面回风巷顶部存在2处低阻异常区,均受到顶板上方粗砂岩层位裂隙水影响。瞬变电磁法超前探测在矿井水探测方面效果显著,能为巷道提供详细的地质资料。     

矿井瞬变电磁法在石墨矿中的应用

为了对石墨矿采空区及裂隙带富水性进行评价,开展了瞬变电磁法在矿井中的应用方式探究。结合矿井实际条件,将瞬变电磁技术应用到井下巷道内进行探测,采用多匝数和小回线(边长1 m左右)井下测量装置,对即将掘进的巷道迎头进行不同仰角全方位的数据测量;利用瞬变电磁视电阻率晚期公式计算不同方位的视电阻率,绘制同一仰角不同方位的扇形视电阻率剖面图,从而圈定前方的相对富水异常区。通过钻孔进行抽放水并验证,发现瞬变电磁法探测深度大约60 m左右,该方法可有效地预测巷道掘进迎头前方的含水异常,以及前方采空区的积水情况和裂隙发育区的含水情况,从而达到排查水害的目的。     

井下瞬变电磁法在采区巷道工作面中的应用效果

由于特殊的井下施工环境,矿井瞬变电磁法与地面瞬变电磁法以及其他的矿井物探方法有很大的不同,受井下巷道施工空间所限,只能采用边长小于3 m的多匝小线框。该文通过介绍井下瞬变电磁法勘探技术在采区工作面上覆地层的富水情况的应用效果,说明该种物探方法可以为探放水工作提供科学依据。     

瞬变电磁法在煤矿防治水中的应用

该文阐述了瞬变电磁法的基本工作原理,简单介绍了瞬变电磁法工作的基础地球物理特性,通过介绍瞬变电磁仪在实践工作中的应用,验证了其在煤矿防治水工作中的实效性。     

巷道工作面中井下瞬变电磁法的应用分析

在地面物探效果不佳的情况下,为了防止使用电仪物探的方法引起解释误差,要在条件允许的基础上开展井下物探,要根据水文、地质、钻探等方面的情况,进行全面的分析,从而得到良好的探测结果,达到煤矿生产的基本需求。     

煤矿采空区瞬变电磁法物探应用实例

随着城镇化进程的加快,建筑公路铁路桥梁的建设也逐渐向地质条件较差的采空区推进。为探寻进行采空区物探评价的有效方法,开展了瞬变电磁法在邯郸峰峰矿区某采空区物探的实践应用。在原有地质资料的基础上,详述了瞬变电磁法的基本原理以及测点测线的具体布置方案以及数据处理方法;并对所取得的视电阻断面图进行实例分析,且对视电阻率异常区域进行了钻探验证。实践表明,该方法的应用可以准确反映异常区的位置和深度,而且还展现了异常区的影响范围,是较好并且直观的呈现手段。     

瞬变电磁在煤矿采空区探测中的应用

通过实例介绍了瞬变电磁法技术的原理、工作方法及在采空区探测中的应用效果,结论表明,瞬变电磁在勘查煤矿采空区方面,解释精度高,成果较可靠,地质效果明显。     

瞬变电磁法在乌海地区煤矿水文物探中的应用

介绍了为查清煤矿生产中影响煤矿安全生产的水文地质条件,在乌海地区采用瞬变电磁法进行矿区水文地质勘查;结论表明,瞬变电磁在勘查矿区水文地质方面,解释精度高,成果较可靠,地质效果明显。     

矿井瞬变电磁法在工作面顶板的应用

介绍了瞬变电磁法在井下运用的基本原理和该方法在顶板探测原理、技术、方法及运用。工作面顶板探测及预报对于煤层的安全回采有着重要作用。瞬变电磁法作为一种快速、高效、方便的探测方法,能够满足对工作面顶板水害体预测、预报要求。通过井下探放水钻孔和实际揭露的资料验证,该方法探测采掘工作面顶板水害体位置和范围是非常有效的物探方法之一,能为井下水害体的预报和防治提供可靠的依据。     

基于瞬变电磁法的煤矿积水采空区探测

基于瞬变电磁法在积水采空区探测的实际应用,在对瞬变电磁法探测的机理与装置选择基础上,重点研究了TEM数据处理方法,着重阐述了小波阀值去噪和视电阻率的变化率处理。     

瞬变电磁法在煤矿防治水中的应用

瞬变电磁是一种新型的煤矿井下物探手段,其操作简便、成本低,但也存在一些问题。本文通过瞬变电磁法物探在煤矿井下的实际应用情况,阐述了其对矿井防治水的指导意义,对其推广应用前景及存在的问题提出了意见和建议。