煤礦井下工作面形成后,需要經(jīng)過電磁法探測工作面頂?shù)装寮八泥彽母缓闆r,以保證回采工作安全進(jìn)行,地空瞬變電磁三維正演研究可以提高探測的精度和效率。研究了地空瞬變電磁三維正演模擬的方法原理及相關(guān)理論,分析了關(guān)斷時(shí)段和關(guān)斷后的電磁響應(yīng)特征,建立了半空間不含異常體、含有高阻異常體和含有低阻異常體的三維模型,對模型進(jìn)行積分方程法和FDTD模擬,驗(yàn)證了積分方程法效率高、針對簡單模型效果好,而FDTD更適用于復(fù)雜地質(zhì)情況的高精度探測。模擬結(jié)果顯示,關(guān)斷時(shí)段的電磁響應(yīng)對高阻異常體反應(yīng)更明顯,關(guān)斷后的電磁響應(yīng)對低阻異常體反應(yīng)更明顯。實(shí)際應(yīng)用表明,全波形時(shí)域地空瞬變電磁響應(yīng)三維有限差分?jǐn)?shù)值模擬適用性強(qiáng),對低阻異常體反應(yīng)靈敏,探測精度和分辨率高,可為煤礦安全生產(chǎn)提供準(zhǔn)確的地質(zhì)資料,推廣應(yīng)用價(jià)值高。 

【文章來源】：能源與環(huán)保. 2020,42(08)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

地空瞬變電磁探測原理

建立的均勻半空間無異常體模型參數(shù)為:電阻率10 Ω·m,發(fā)射電流關(guān)斷時(shí)間300 μs。均勻半空間發(fā)射線圈中心點(diǎn)感應(yīng)電動(dòng)勢衰減曲線如圖2所示。從圖2中可以看出,2條曲線基本重合,說明采用積分方程法和FDTD進(jìn)行正演計(jì)算,對于無異常體的均勻半空間模型而言基本沒有差異,二者計(jì)算誤差小于0.000 1%。3.2 均勻半空間中低阻異常體模型

由于復(fù)雜模型FDTD模擬的效果更加準(zhǔn)確,為了進(jìn)一步說明FDTD對任意復(fù)雜模型電磁響應(yīng)計(jì)算的有效性,建立了均勻半空間中低阻異常體的模型。模型參數(shù)為:低阻異常體電阻率為0.5 Ω·m,長110 m,寬70 m,延伸110 m,上邊界距離地表50 m,半空間地層電阻率為10 Ω·m。均勻半空間中低阻異常體模型發(fā)射線圈中線點(diǎn)感應(yīng)電動(dòng)勢衰減曲線如圖3所示。從圖3中可以看出,無論是在關(guān)斷時(shí)段還是關(guān)斷后,電磁響應(yīng)對低阻異常的反應(yīng)均比較突出。在關(guān)斷后時(shí)段,隨著時(shí)間的增大,衰減曲線對低阻異常的反應(yīng)由小變大,然后變小,最后與均勻半空間無異常模型電磁響應(yīng)曲線相重合。因此,接收機(jī)只有在異常體附近,在關(guān)斷時(shí)段和關(guān)斷后的某一個(gè)時(shí)間段內(nèi)可以分辨出低阻異常。3.3 均勻半空間中高阻異常體模型

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]時(shí)域瞬變電磁三維有限差分正演及廣義逆矩陣反演研究[D]. 余翔.成都理工大學(xué) 2017
[2]隧道含水構(gòu)造三維瞬變電磁場響應(yīng)特征及突水災(zāi)害源預(yù)報(bào)研究[D]. 孫懷鳳.山東大學(xué) 2013

碩士論文
[1]瞬變電磁法矢量有限元三維正演研究[D]. 姚偉華.長安大學(xué) 2015
[2]瞬變電磁地空系統(tǒng)多分量響應(yīng)特征研究[D]. 趙越.長安大學(xué) 2013
[3]矩形回線源瞬變電磁法三維有限差分正演模擬[D]. 趙云威.中南大學(xué) 2012
[4]帶地形的瞬變電磁法三維數(shù)值模擬[D]. 肖懷宇.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2006



本文編號：3092766