电性源电磁法底板突水动态监测技术研究

发布时间：2017-07-04 16:12

  本文关键词：电性源电磁法底板突水动态监测技术研究

  更多相关文章： 固定源三维直流电法 电性源瞬变电磁法 动态监测 多参数预警系统

【摘要】：采空区底板滞后突水因其隐蔽性和突发性,对矿井安全生产危害极大。传统物探方法大都是在开采前的静态探测,且鉴于资料解释精度有限,一些规模较小的隐伏断层、陷落柱等可能无法识别,回采时底板应力平衡遭到破坏,引起裂隙发育,局部隐伏构造可能进一步发育成为导水通道,引发滞后突水。为监测在采动效应影响下底板含水裂隙的实时发育,利用接地线源发射周期性脉冲方波,一个方波周期内利用多通道电磁传感器观测一次电位和二次磁场,并定义为多参数电性源电磁法底板突水动态监测技术。正演计算了底板下相同深度不同位置、不同大小和不同深度异常体引起的一次电位和二次磁场垂直分量的分布规律。供电段对应的三维直流电法观测系统下,分析异常电位的平面分布可知,极值点的位置、大小及变化趋势可直接反映异常体的分布、发育及导升趋势。断电后对应的近区电性源瞬变电磁观测系统下,研究了瞬变场的扩散过程,对影响zH响应的各因素,包括发射波形、接地线源长度、偏移距和地电结构进行了综合分析。计算了各异常体同一时刻的zH平面分布及多测道剖面,二者均能较好地反映异常的分布、发育和导升趋势。定义了固定源三维直流电法突水系数和近区电性源瞬变电磁法突水系数。基于不同深度异常体正演模拟结果,计算了理论地质模型对应的三个级别的突水预警值,即Ⅲ级预警、Ⅱ级预警、Ⅰ级预警。通过观测电位和磁场强度的变化,计算突水系数,获得有效隔水层的厚度,实现实时监测底板的安全性。同时,在某矿井进行三维直流电法的监测试验,结果表明该方法求得的固定源三维直流电法突水系数能有效地衡量底板的安全性,为矿井安全生产提供参考依据。
【关键词】：固定源三维直流电法 电性源瞬变电磁法 动态监测 多参数预警系统
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD745;P631.325
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 变量注释表16-17
• 1 绪论17-21
• 1.1 研究背景与意义17-18
• 1.2 国内外研究现状18-20
• 1.3 研究的主要内容20-21
• 2 电性源电磁法理论基础21-31
• 2.1 固定源三维直流电法理论21-25
• 2.2 近区电性源瞬变电磁法理论25-30
• 2.3 本章小结30-31
• 3 电性源电磁法数值模拟31-66
• 3.1 固定源三维直流电法正演模拟31-42
• 3.2 近区电性源瞬变电磁法正演模拟42-65
• 3.3 本章小结65-66
• 4 底板滞后突水监测系统设计66-72
• 4.1 监测系统组成66-67
• 4.2 突水系数计算67-71
• 4.3 本章小结71-72
• 5 三维电法监测试验72-75
• 5.1 区域水文地质特征72
• 5.2 采场底板地电模型72-73
• 5.3 监测结果73-74
• 5.4 本章小结74-75
• 6 结论与展望75-77
• 6.1 全文总结75-76
• 6.2 展望76-77
• 参考文献77-80
• 作者简历80-82
• 学位论文数据集82

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本文编号：518427