乌海老窑水磁共振方法探测应用研究

发布时间：2017-04-19 16:05

  本文关键词：乌海老窑水磁共振方法探测应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国的矿井水害是制约我国煤炭生产与发展的关键因素，在一些矿区由于小煤矿不合理的开发、开采，破坏了防水煤柱，形成大量的采空区，进而形成采空区积水，，俗称“老窑水”。由于老窑水给煤田勘探开发带来巨大危害，因此，在矿井防治水害工作中，把老空水的防治作为首要任务。探查水源的方法有地质、物探、钻探、遥感和化探等方法。用磁共振方法是目前国际上直接找水的新方法，能够对突涌水体的含水量、孔隙度、含水层位置等水文地质参数进行直接探测，对于特殊地质条件下的地下水数据的采集具有重要的现实意义。 运用一台磁共振方法仪器寻找地下水时，工作效率不高，在实际探测过程中每一个测点的测量工作需要花费大量的时间。为了提高探测工作效率，本文提出采用两台磁共振仪器共同工作。但任意两台磁共振仪器铺设在地表的线圈之间在一定范围内存在相互干扰，因此如何在某一区域范围内确定两个线圈的距离尤为重要，借此以提高野外工作效率并保证采集到的数据准确和有效。 针对工作中任意两线圈相互之间的干扰问题，本文进行了深入研究。首先，建立磁共振仪器探测地下水的基本模型，分析磁共振信号的影响因素计算得到磁共振仪器探测地下水的有效信号值，其值为46.64nV。其次，建立磁共振天线的模型。根据地球物理方法中的面积等效原理，采用实际的小尺寸测量天线对提出的仿真模型及计算结果进行验证，并运用该模型模拟乌海矿区实际勘探情况，仿真计算出两台磁共振仪器共同工作时两线圈之间的可靠距离，当两工作天线之间的距离为1900m时，其干扰可以忽略不计。最后，通过在乌海测区的数据进行分析，验证了实际勘探工作中采用两台仪器在本文给出的可靠距离内进行同时探测是有效和准确的。
【关键词】：老窑水 MRS 采空区 正演计算 距离
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD745
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 本文研究背景及意义9-12
• 1.1.1 本文研究背景9-11
• 1.1.2 本文研究意义11-12
• 1.2 磁共振找水仪发展现状12-13
• 1.3 本文研究的主要内容13-15
• 第2章 地面磁共振信号与仿真计算15-27
• 2.1 磁共振基本原理15-17
• 2.2 仿真计算的数学模型17-18
• 2.3 数值模拟结果与分析18-26
• 2.3.1 不同含水量的磁共振信号响应18-21
• 2.3.2 不同深度含水层的磁共振信号响应21-23
• 2.3.3 不同厚度含水层的磁共振信号响应23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 磁共振仪器同时探测的相互影响研究27-45
• 3.1 有限元法模拟27-30
• 3.1.1 麦克斯韦方程27-28
• 3.1.2 边界条件28-29
• 3.1.3 四面体矢量有限元单元分析29-30
• 3.3 两组磁共振同时探测的仿真与计算模型建立30-32
• 3.3.1 磁共振天线的模型建立30-31
• 3.3.2 磁共振天线电磁场的模型建立31-32
• 3.4 模型结果验证32-40
• 3.4.1 模型仿真33-36
• 3.4.2 测试结果36-40
• 3.5 基于乌海老窑水实测数据模型分析40-44
• 3.5.1 距离对感应电动势的影响41-42
• 3.5.2 发射电流大小对接收天线两端感应电动势的影响42-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第4章 对乌海数据进行分析验证45-61
• 4.1 综合物探区地质概况及地球物理特征45-47
• 4.1.1 地质概况45-46
• 4.1.2 水文地质特征46-47
• 4.2 地面磁共振勘探过程47-49
• 4.3 地面磁共振勘探结果分析49-59
• 4.4 本章小结59-61
• 第5章 总结与展望61-63
• 5.1 研究成果小结61-62
• 5.2 下一步研究建议62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67

【参考文献】

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本文编号：316616