地—井高精度电磁法探测煤田积水采空区研究

发布时间：2017-07-03 15:05

  本文关键词：地—井高精度电磁法探测煤田积水采空区研究

  更多相关文章： 地井瞬变电磁法 井地电位法 煤田积水采空区 有限差分法 三维正演

【摘要】：一直以来,矿井的水害事故都是煤田生产中一大重要灾害,是仅此于瓦斯事故的第二大煤矿事故,其中采空区积水在水害事故占有很大的比重。同时,采空区积水具有突发性强,突水量大,破坏性强等特点,是威胁矿井安全的主要因素之一[2]。因此,做好煤田积水采空区的探测工作,对矿井水害事故的防治具有积极的意义。探查煤矿采空区,一般采用物探方法,如地震、电磁法等。其中,地震方法虽然对断层、采空区、地层等有较好的探测效果,但其施工成本高,产出成果的周期长,而且在管路密布的工区开展爆破作业也不适宜。作为无损探测的电磁探测方法以其以其对含水体敏感、分辨能力较强,在煤田水文地质勘探中获得了广泛的应用。探测采空区常用的地面电磁勘探方法包括：高密度电法、瞬变电磁法、可控源音频大地电磁测深法、激发极化法等。这些常规的勘探方法在普通的地质条件下能够取得不错的勘探效果,但是对于一些特殊的地电条件,地面电磁方法就会显现出一定的不足。例如,对于地下结构较复杂,目的层埋深较深的情况,地面物探方法会由于探测深度不够、信号不强、干扰太大等原因,无法采集到高质量的物探数据,给后期的资料处理与解释造成很大的困难,不能得出精确的结果。因此,为克服常规地面物探方法的缺陷,地-井物探方法开始逐渐兴起。地-井电磁法是其中最具有代表性的方法之一,该方法是利用工程用套管井,或者采油井、矿井、废井等金属井设施,同时和地面设备结合来开展的电磁勘探方法。地-井电磁法由于在井中发射或者接收电磁信号,更加接近于地下隐伏矿藏等目标体,同时避开了地面的一系列电磁干扰,使得观测到的异常响应更加明显,对确定地下深部异常体的分布状态及规模大小等信息具有更好的表现。在地-井高精度电磁法中,地井瞬变电磁法和井地电位法是其中两种使用范围广、收获效果好的方法。地井瞬变电磁法,是瞬变电磁法的一个变种。这种观测方式能比较近地接近目的体,导电覆盖层影响小,电磁干扰较弱,因此可以得到比常规的地面瞬变电磁法更强的异常响应。国外广泛的研究与应用实践表明,地井瞬变电磁法具有方位性好、探测精度高、探测范围大等优点,是地-井电磁法中寻找深部隐伏矿体最有效的方法之一[20]。井地电位法也是近几年发展起来的一种电磁勘探新方法和新技术。通过套管井向地下供入大功率电流,在地表测量由于地下介质的电性变化引起的电位异常,据此来分析地下导电体的电性分布情况。相比于传统的电阻率法,井地电位法具有勘探深度大、探测范围广、分辨率高等特点。本论文首先将对地井瞬变电磁法和井地电位法进行基本的介绍,分析二者在煤田积水采空区中的应用。论文从二种方法的基础理论入手,分别阐述地井瞬变电磁法和井地电位法的基本原理及施工方法,研究地井瞬变电磁法在不同地电条件下观测到的异常响应特征。同时利用有限差分算法对三维空间中的井地电位法进行正演模拟,最后以内蒙古某煤田的实测井地电位法为例,介绍了对实测资料的处理与解释流程,对煤田内的积水采空区位置以规模给出了一定的推断与结论。通过本文的研究表明,地井瞬变电磁法和井地电位法都是探测地下深部构造有效的地球物理勘探方法,对煤田积水采空区的探测具有较好的地质效果和良好的应用前景。
【关键词】：地井瞬变电磁法 井地电位法 煤田积水采空区 有限差分法 三维正演
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P631.325;TD745
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 研究目的与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 研究方法与内容11-13
• 第2章 地-井高精度电磁法的基本理论与方法13-31
• 2.1 地井瞬变电磁法的理论基础与方法技术13-20
• 2.2 井地电位法的理论基础与方法技术20-31
• 第3章 地井瞬变电磁异常的响应特征31-52
• 3.1 地井瞬变电磁异常的静态特征与动态特征31-33
• 3.2 单个导电薄板的地井瞬变电磁异常响应规律33-44
• 3.3 多个导电薄板的地井瞬变电磁异常响应规律44-52
• 第4章 井地电位法的三维有限差分正演模拟及视电阻率成像52-70
• 4.1 有限差分法的基本理论与应用方法52-56
• 4.2 点源三维有限差分正演模拟及视电阻率成像56-63
• 4.3 线源三维有限差分正演模拟及视电阻率成像63-70
• 第5章 内蒙古某地井地电位法资料处理与解释70-79
• 5.1 工区地质概况与地球物理特征70-71
• 5.2 井地电位法的施工方法与技术71-73
• 5.3 资料的处理与解释73-79
• 第6章 结论79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-85
• 个人简介85-86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 徐凯军;李桐林;;垂直有限线源三维地电场有限差分正演研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2006年01期

2 宋东日;谭湘龙;李杰;;煤矿矿井水害的分析和防治方法[J];科技和产业;2009年04期

3 刘地渊;徐凯军;赵广茂;李桐林;;任意形状线电流源三维地电场研究[J];地球物理学进展;2006年02期

4 韩自豪;魏文博;张文波;;华北煤田瞬变电磁勘探深度研究[J];地球物理学进展;2008年01期

5 张天伦,张伯林;消除直流电阻率三极梯度法中各种干扰的实验与研究[J];石油地球物理勘探;1995年01期

6 王志刚;何展翔;魏文博;刘雪军;唐必晏;;井地电法的准解析近似三维反演研究[J];石油地球物理勘探;2007年02期

7 田培培;冯雪;关珊珊;万玲;尹炳琪;嵇艳鞠;;时域航空中心回线源三维异常体的电磁响应探测分辨率[J];物探与化探;2013年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张东良;起伏地表条件下的直流电场有限差分数值模拟[D];吉林大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 宗志刚;地震勘探方法在探测煤矿采空区中的应用研究[D];中国地质大学（北京）;2006年

2 刘海生;高密度电法在探测煤矿地下采空区中的应用研究[D];太原理工大学;2006年

3 张杰;地—井瞬变电磁异常特征分析及矢量交会解释方法研究[D];中国地质大学（北京）;2009年

4 章钰;三维井—地电位测井技术的正演模拟研究[D];中国海洋大学;2009年

5 王月;电位法在油田剩余油监测中的应用研究[D];吉林大学;2012年

  本文关键词：地—井高精度电磁法探测煤田积水采空区研究

  更多相关文章： 地井瞬变电磁法 井地电位法 煤田积水采空区 有限差分法 三维正演

，

本文编号：514090