煤矿采空富水区瞬变电磁快速成像技术
发布时间：2021-08-31 11:42
为快速准确地探测煤矿井下巷道前方的采空富水区,基于MATLAB编程将瞬变电磁仪器获取的二次场感应电压Vz（t）转换为垂直磁场Hz（t）来快速计算全区视电阻率值,根据"烟圈"理论计算视深度,形成视电阻率拟断面图,实现探测过程中的视电阻率快速成像;并通过多层介质地电模型正演和井下掘进工作面的探测实例观察其效果。模型计算和实例应用表明:由感应电压转换为垂直磁场求解全区视电阻率具有计算精度高、速度快的优势;井下现场快速视电阻率成像,可实现对富水异常的初步解释,现场及时复测异常,有利于提高探测的准确性。
【文章来源】：煤矿安全. 2020,51(05)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
矿井瞬变电磁原理示意图
u的核函数z(u）和u的函数关系如图2。可见，z(u）和u为一一映射的函数关系，而z(u）为Hz(t）的2a/I倍，即在某一确定时刻t有唯一的u和Hz(t）对应。这样，已知Hz(t）即可求出u，再通过即可求出视电阻率ρ，此视电阻率适合早、中、晚各时间段，故称为全区视电阻率。
为验证由感应电压转换为垂直磁场计算全区视电阻率的正确性，研究不同地电模型的瞬变电磁响应特征，设计3层地电模型：(1)K型：各层电阻率值：ρ1=100Ω·m、ρ2=200Ω·m、ρ3=100Ω·m，各层厚度：h1=100 m、h2=100 m;(2)H型：各层电阻率值：ρ1=200Ω·m、ρ2=40Ω·m、ρ3=200Ω·m，各层厚度：h1=30 m、h2=50 m。设发射电流:1 A；面积：1 m2；匝数：1匝；时间：t=1×10-6～0.1 s;2种地电模型（K型、H型）的正演全区视电阻率曲线分布如图3、图4。图3、图4的2种地电模型正演的全区视电阻率曲线中，红色实线为由感应电压转换为磁场值计算的全区视电阻率（ρv→hz），蓝色虚线代表由垂直磁场分量计算的全区视电阻率（ρhz）。图4 H型地电模型正演全区视电阻率曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]地-井瞬变电磁法线性导体正演及异常响应特征研究[J]. 刘百祥,孙喆,袁永榜. 煤炭科学技术. 2019(06)
[2]基于矿井瞬变电磁法的侏罗系煤层顶板富水性研究[J]. 赵家宏,程久龙,温来福. 煤炭技术. 2018(12)
[3]矿井瞬变电磁法探测工作面外帮水体技术[J]. 郭艳培,张延博,商岩冬. 煤矿安全. 2018(08)
[4]瞬变电磁法在煤炭领域的研究与应用新进展[J]. 薛国强,于景邨. 地球物理学进展. 2017(01)
[5]煤矿老空水全空间瞬变电磁响应三维数值模拟及应用（英文）[J]. 常江浩,于景邨,刘志新. Applied Geophysics. 2016(03)
[6]隧道瞬变电磁任意点垂直分量全域视电阻率解释方法[J]. 戚志鹏,智庆全,李貅,孙怀凤. 岩石力学与工程学报. 2015(07)
[7]全空间瞬变电磁全区视电阻率优化二分搜索算法[J]. 姜国庆,程久龙,孙晓云,陈丁,王海彦. 煤炭学报. 2014(12)
[8]基于“双烟圈”理论的瞬变电磁全期视电阻率计算[J]. 许洋铖,吴燕清,崔靭,韩双. 物探与化探. 2014(03)
[9]地下瞬变电磁法全区视电阻率核函数算法[J]. 杨海燕,岳建华. 中国矿业大学学报. 2013(01)
[10]电偶源瞬变电磁测深研究（五）——实测感应电压转换成垂直磁场[J]. 陈明生,田小波. 煤田地质与勘探. 1999(05)
硕士论文
[1]中心回线瞬变电磁全期视电阻率的计算研究[D]. 董毅.西安科技大学 2017
本文编号：3374831
【文章来源】：煤矿安全. 2020,51(05)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
矿井瞬变电磁原理示意图
u的核函数z(u）和u的函数关系如图2。可见，z(u）和u为一一映射的函数关系，而z(u）为Hz(t）的2a/I倍，即在某一确定时刻t有唯一的u和Hz(t）对应。这样，已知Hz(t）即可求出u，再通过即可求出视电阻率ρ，此视电阻率适合早、中、晚各时间段，故称为全区视电阻率。
为验证由感应电压转换为垂直磁场计算全区视电阻率的正确性，研究不同地电模型的瞬变电磁响应特征，设计3层地电模型：(1)K型：各层电阻率值：ρ1=100Ω·m、ρ2=200Ω·m、ρ3=100Ω·m，各层厚度：h1=100 m、h2=100 m;(2)H型：各层电阻率值：ρ1=200Ω·m、ρ2=40Ω·m、ρ3=200Ω·m，各层厚度：h1=30 m、h2=50 m。设发射电流:1 A；面积：1 m2；匝数：1匝；时间：t=1×10-6～0.1 s;2种地电模型（K型、H型）的正演全区视电阻率曲线分布如图3、图4。图3、图4的2种地电模型正演的全区视电阻率曲线中，红色实线为由感应电压转换为磁场值计算的全区视电阻率（ρv→hz），蓝色虚线代表由垂直磁场分量计算的全区视电阻率（ρhz）。图4 H型地电模型正演全区视电阻率曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]地-井瞬变电磁法线性导体正演及异常响应特征研究[J]. 刘百祥,孙喆,袁永榜. 煤炭科学技术. 2019(06)
[2]基于矿井瞬变电磁法的侏罗系煤层顶板富水性研究[J]. 赵家宏,程久龙,温来福. 煤炭技术. 2018(12)
[3]矿井瞬变电磁法探测工作面外帮水体技术[J]. 郭艳培,张延博,商岩冬. 煤矿安全. 2018(08)
[4]瞬变电磁法在煤炭领域的研究与应用新进展[J]. 薛国强,于景邨. 地球物理学进展. 2017(01)
[5]煤矿老空水全空间瞬变电磁响应三维数值模拟及应用（英文）[J]. 常江浩,于景邨,刘志新. Applied Geophysics. 2016(03)
[6]隧道瞬变电磁任意点垂直分量全域视电阻率解释方法[J]. 戚志鹏,智庆全,李貅,孙怀凤. 岩石力学与工程学报. 2015(07)
[7]全空间瞬变电磁全区视电阻率优化二分搜索算法[J]. 姜国庆,程久龙,孙晓云,陈丁,王海彦. 煤炭学报. 2014(12)
[8]基于“双烟圈”理论的瞬变电磁全期视电阻率计算[J]. 许洋铖,吴燕清,崔靭,韩双. 物探与化探. 2014(03)
[9]地下瞬变电磁法全区视电阻率核函数算法[J]. 杨海燕,岳建华. 中国矿业大学学报. 2013(01)
[10]电偶源瞬变电磁测深研究（五）——实测感应电压转换成垂直磁场[J]. 陈明生,田小波. 煤田地质与勘探. 1999(05)
硕士论文
[1]中心回线瞬变电磁全期视电阻率的计算研究[D]. 董毅.西安科技大学 2017
本文编号：3374831
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