井下瞬变电磁法在底板富水异常区探测中的应用

介绍了井下瞬变电磁法探测底板富水异常区的原理和视电阻率计算方法及常用回线装置,根据现场地质水文资料,并结合实际巷道工作面操作环境,应用PROTEM EM-47HP系统,采用偶极回线装置,对豫西某矿12031工作面底板进行富水异常区探测,表明了该系统对低阻异常体敏感、定向性好、精度高的特点.利用BETEM后处理软件分析数据,经时间-深度转换,正-反演处理得到底板地层视电阻率断面图,初步确定了存在突水危险的富水异常区域,为下一步钻孔查证提供了依据.     

瞬变电磁法在探测煤矿采空区及其积水区的应用

瞬变电磁法是目前工程勘察中应用较广的物探方法之一。该方法观测纯二次场,故分辨率高,可分辨出地下规模较小的不均匀体,尤其对低阻地质体反应灵敏。在山西七岭煤矿边界老窑采空区探测中,基于采空区及其积水区与完整围岩在视电阻率值上的明显物性差异,利用瞬变电磁法在视电阻率值上的相对低阻异常来圈定采空区及其积水区,为准确划分煤矿采空区及其积水区的位置提供依据。     

反射系数（K）法在红层地下水探测中的应用

地下介质导电性能的差异只能造成电测深ρｓ值的高阻和低阻异常，而反射系数（Ｋ）的异常则能对应地下含水层的存在部位。作者将反射系数（Ｋ）法用于从贫水红层中探测富水区的电测深ρｓ曲线的解释，提高了区分含水层的可靠性，使采用电阻率法探测红层中的地下水成为可能。     

电阻率剖面法对称四极装置视电阻率曲线分析

各向同性均匀半空间中球体异常的电阻率对称四极剖面法视电阻率曲线,当极距较大时,低阻球体正上方会出现一个极小值,高阻球体正上方会出现极大值,前人文献基本上是这样描述的。但是当供电极距减小到2.5倍球体半径以下时,类似偶极装置的视电阻率曲线,低阻球体在球心地面映射点不会出现极小值,而是出现一个局部极大值,视电阻率最小值在球心两侧对称出现;高阻球体在球心地面映射点上不会出现极大值,而是出现一个局部极小值,视电阻率最大值在球心两侧对称出现。     

基于补偿电极的对称四极直流电阻率法数值模拟

首先介绍一种新的基于补偿电极的对称四极直流电阻率探测方法。利用有限元分析软件,对地下存在异常体的二维介质模型进行了数值模拟分析,数值计算出地下不同深度低阻和高阻水平柱体、低阻和高阻垂直板状体的视电阻率剖面曲线。不同深度视电阻率剖面曲线存在如下特征：异常体投影点上方曲线存在明显的异常变化;存在补偿电流的曲线异常幅度大于无补偿电流的异常幅度;浅埋深的异常幅度大于深埋深的异常幅度。     

北京地区浅层采空区高密度电法探测应用分析

高密度电法已广泛应用于煤层采空区探测之中,采空区充填性质的不同造成其在高密度电法数据剖面中的表现特征也不相同。本文主要介绍运用高密度电法进行浅层小煤窑采空区探测的一些经验和案例。采用高密度电法中的温纳装置对门头沟地区未充填、部分充填的小煤窑巷道和石景山区富水充填的小煤窑采空区的探测,取得了很好的效果。探测结果显示,未充填和部分充填的小煤窑巷道表现为高视电阻率异常,位置与测线周边发现的小煤窑窑口位置相对应。而富水充填的小煤窑采空区表现为低视电阻率异常,经钻探验证,采空区内充填有富含水的粉末状的煤灰,含坑木。需注意在山区进行高密度电法测试时,台阶状的地形对高密度电法测试的干扰影响较大,以温纳装置为例,测试数据在台阶地形处表现为高低阻相邻的八字形干扰,且电极距越小,干扰越明显。     

电阻率超前探测监测隧道冷冻法施工效果的可行性分析

采用有限单元法对隧道电阻率超前探测进行数值模拟,研究冷冻法施工前后,地下水变化导致的电阻率超前探测视电阻率改变。冷冻法未完成时,超前探测视电阻率为低阻异常;冷冻法完成后,超前探测视电阻率为高阻异常。结果表明,电阻率超前探测可以准确监测隧道冷冻法的施工效果。     

瞬变电磁法在煤矿富水区探测中的应用

煤层的富水区严重威胁着煤矿的生产安全,探明富水区的赋存和断层、裂隙等导含水构造的发育情况,可以有效地指导煤矿的防治水工作。矿井瞬变电磁法近些年来广泛应用于煤矿富水区的探查,与其它探测方法相比,它具有对低阻地质体反映灵敏,纵横向辨率高,勘探深度大,工作效率高等优势。本文结合在山东某矿瞬变电磁探测的具体工作,证明应用矿井瞬变电磁法探测富水异常区效果良好。     

巷道直流电测深在探测陷落柱中的应用

提出了用不同方位巷道三极直流电测深法探测陷落柱位置及其富水性的技术。根据理论模型的数值模拟结果，总结了地质异常体在不同观测方位巷道电测深视电阻率断面图上的异常特征及电极距与探测距离间的关系。在孔庄煤矿7192工作面进行了陷落柱实际探测，探测结果与实际揭露边界误差小于5m．结果表明，采用巷道顶板、底板及侧帮电测深的全方位测深模式能够查明地质异常体的空间赋存形态、富水性以及与顶板或底板含水层是否存在水力联系等．     

带地形的二维各向异性大地电磁测深数值模拟

以往主要在水平层状地表研究大地电磁二维各向异性系数对观测值的影响。通过有限元数值模拟方法,讨论同时存在起伏地形以及各向异性对二维大地电磁测深法中TM极化模式的响应。首先给出二维各向异性介质中TM极化模式的变分问题;其次用规则矩形单元对研究区域进行剖分,用双线性函插值对变分问题进行求解;最后在地垒、地堑地形下,改变各向异性系数模拟TM极化模式中视电阻率的变化。结果表明:地垒地形对TM极化模式视电阻率曲线表现为低阻异常,地堑地形对TM极化视电阻率曲线呈现高阻异常,两种地形对观测数据的影响要远大于各向异性系数对观测值的影响。     

EH4电磁法在寻找煤矿富水区中的应用

应用EH4电磁法准确寻找煤矿采空区及富水区,以消除矿山安全隐患.EH4电磁测深系统具有轻便、高效率、高分辨率等优点.以河南平顶山新华一矿地层为研究对象,采用EH4电磁测深系统探查矿区内某指定地层的富水情况,通过EH4电阻率等值线断面图在工作区段内发现并圈定了6个弱富水区和6个富水区在地面的投影位置,并确定了其不同埋深,取得了良好的探测效果,为矿区安全生产提供了可靠的依据.     

可控源大地电磁法在地质灾害勘察中的应用研究

基于石膏矿产的物性特征,根据断层（破碎带及含水裂隙）和矿体上覆的淋滤灰岩富含水特性差异,在视电阻率曲线上呈现良导电的低电阻率反映,推断和解译矿体周围岩体含水性分布情况及断层位置,取得了较好的地质效果。实践证明,可控源大地电磁法是一种可靠的、理想的矿山地质灾害勘察物探手段。     

磁性条件下频率域航空电磁法正演研究

直升机频率域电磁系统在磁性地区的视电阻率填图,长期存在争议。以往方法,通常忽略磁性层影响,并把模型中磁导率以真空磁导率代替。但是倘若勘探地层为高磁性区域（铁磁性矿床或基性火成岩）,其磁导率将会导致计算电阻率值升高。为了避免这一影响,必须先确定该地区的磁导率。针对这一问题,从均匀半空间模型出发,推导出电磁响应的理论数值解,采用汉克尔变换,得到不同磁导率,不同感应系数,不同飞行高度以及不同收发距条件下的电磁响应特征,同时分析了磁导率与电磁响应的关系以及飞行高度与电磁响应的关系,为解决磁性地区磁导率反演提供理论基础。     

综合物探方法在湖南某贫水板岩地区找水的应用研究

选取位于“衡邵干旱走廊”上的湖南省邵东县蔼竹村为例,研究和分析利用综合物探方法在贫水板岩地层内找水的可行性。通过采用视电阻率联合剖面法、高密度电阻率法和激电测深法相结合的综合物探方法进行探测,可有效地查明区内赋水相对有利的断层构造等部位,从而实现间接找水的目的。研究结果表明:在板岩地区,先通过视电阻率联合剖面法和高密度电阻率法确定区内异常的大致位置,再结合激电测深,既能查明异常在垂向上发育状况,又可根据极化率参数来分析判断出低阻异常到底是“水”还是“泥”,找水效果良好,为类似地区物探找水提供了实际经验。     

地一井、井一地口有限体积2．5维异常响应分析

采用有限体积法实现了点源二维地电断面地一井、井一地激发极化法数值模拟。从电位满足的边值问题出发,推导出有限体积各控制容积所满足的离散方程式,利用预处理迭代算法对大型稀疏线性方程组进行求解,尔后,通过对比两层大地模型的数值解与解析解验证了所编制程序的正确性,最后采用两种常规观测装置进行视电阻率／视极化率的正演,计算结果表明,联合井一地、地一井装置的激发极化测井对异常体的探测是有效的,视极化率的异常幅度较视电阻率大,并且异常体的垂向分辨率优于水平方向的分辨率。     

斜阶跃场源关断时间对测量结果的影响及校正研究

论文推导了斜阶跃场源激励下,采样延时零时刻在发射电流关断起始点的高阻围岩中导电球体、不导电基底上水平薄板和均匀导电半空间的瞬变响应解析式,分析了发射电流关断时间对三种模型全程瞬变响应的影响。根据均匀半空间瞬变响应解析式,讨论了斜阶跃场源激励下的磁场、感应电压与全程视电阻率的对应关系,提出了一种全程视电阻率直接计算方法。此方法将发射电流关断时间作为系统参数参与视电阻率的计算,无需关断效应校正,可以方便地直接计算出中心回线装置下测量目标的全程视电阻率。理论模型及实例计算数据都证明了这种数值算法的可行性。由于斜阶跃场源技术的成熟,该算法具有一定的实用价值。     

基于高密度电阻率法的露天铁矿采空区探测的研究

露天铁矿开采区地下浅部大量采空区的存在,给矿山的人员及生产安全带来极大的威胁。为保证生产活动的顺利进行,必须对采空区进行精确探测。由于高密度电阻率法较常规电法具有信息丰富、精度高的特点,运用该法对露天铁矿采空区进行探测,结合数据反演断面图,在地下50m的范围内,共划定采空区四处,并精确划定采空区顶底板深度、水平范围和展布方向,为矿山的治理工作提供了可靠依据。并且在分析采集数据的基础上,总结出视电阻率识别模型及其主要特点,为地下采空区的划定提供了理论基础。     

时域激电数据的Cole - Cole模型参数反演与应用

Cole - Cole模型的频谱参数可以用于区分引起激电异常的极化体和寻找深部矿(化)体.Cole - Cole模型参数以往由频谱激电数据求得,但它需要观测多个数据,野外工作效率低,而时间域数据的使用却是十分普遍.据此,提出了一种基于时间域激电数据的Cole - Cole模型参数的最小二乘反演方法.该方法根据频谱激电和时间域激电可以相互转换的理论,在时间域激电中,用几个不同延时段的视充电率计算出Cole - Cole模型参数.实例表明:利用Cole - Cole模型参数极大地丰富了时间域激发极化法的有效信息,可以区分一些常规激电法所不能区分的异常体,提高了时间域激电勘探能力.     

瞬变电磁法在探测煤矿采空积水区中的应用

探测煤矿采空积水区通常较难,但可以充分利用瞬变电磁法对低阻地质体反应灵敏和分辨率高的特点,通过精细处理和分析研究,从而有效地探测采空积水区。本文介绍了瞬变电磁法的基本原理,阐述了瞬变电磁法在探测煤矿采空区中的应用,根据工作区域特有的物性地质条件,结合视电阻率断面图,分析视电阻率断面图,探测出煤矿采空区以及积水区的位置及范围。     

用激发极化法探测煤层采空区积水

将激发极化法探索性地应用于分隔成块的煤层采空区，对晋城古书院煤矿三个测区进行了积水情况的探测。通过视电阻率和激发极化参数的处理和曲线分析，最终确定了测区内３号煤层采空区中的积水范围。