矿井时间域激电场响应特征研究
本文关键词: 矿井地质条件 激电场响应 数值模拟 物理模型实验 出处:《中国矿业大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:基于地面激电法相关理论及特点,本文利用数值模拟和物理模型实验的方式对矿井地质条件下异常体的时间域激电响应特征进行了研究,作为矿井物探方法的一个补充。通过数值模拟对比了半空间与全空间背景下,不同深度高低阻球体和不同角度板状体,及矿井地质条件下典型异常体(陷落柱、裂隙带、含水体、采空区)的激电响应特征。模拟结果显示,全空间背景的模拟结果均符合低阻高极化和高阻低极化的总体特征,异常体距供电点和测线越近极化率越大,且板状体的极化率曲线形态和极值大小也与半空间背景的板状体一致。煤层(高阻)和巷道对高、低阻异常体观测有加强效果,尤其是低阻异常体加强效果较明显,并且总结了同一地质异常体在不同位置组合布极观测方式下的激电响应规律:不论顶、底板或巷道侧帮供电,结果主要反映测线布置方向异常体的激电响应;巷道顶板或底板一侧供电,顶、底板同时测量能定性判断顶、底板异常体位置;对于双巷工作面底板异常体,供电和测量不在同一巷道的激电响应大于同巷供电测量;同时,一条巷道底板供电,两条巷道底板同时测量,能够较好地定性判断底板异常的位置。物理模型实验结果的极化率曲线各极大值处能较好的对应模型中主要地质构造和异常体位置,并且与部分正演模拟结果对应一致,印证了时间域激电法在矿井地质条件下对异常体能够进行有效探测。
[Abstract]:Based on the related theories and characteristics of the surface IP method, this paper studies the time domain IP response characteristics of abnormal bodies in the mine geological conditions by means of numerical simulation and physical model experiments. As a supplement to mine geophysical prospecting methods, numerical simulation is used to compare the different depths of high and low resistive sphere and different angle plate bodies in the background of half space and the whole space, and typical abnormal bodies (collapse columns, fracture zones) in mine geological conditions. The simulation results show that the simulation results of the whole space background accord with the general characteristics of low resistivity high polarization and high resistivity low polarization, and the closer the anomalous body is to the power supply point and the measuring line, the greater the polarizability. The polarizability curve and extreme value of the plate body are also consistent with those of the plate body in the half-space background. The observation of the abnormal body with high and low resistivity in coal seam (high resistivity) and roadway has the effect of strengthening, especially the enhancement effect of the abnormal body with low resistivity. The law of induced electric response of the same geological anomaly body under different position combined pole distribution observation mode is summarized: no matter the top, bottom plate or side side of roadway is supplied by power, the result mainly reflects the IP response of abnormal body in the direction of line arrangement; The power supply on one side of the roof or floor of the roadway, the simultaneous measurement of the roof and the floor can determine qualitatively the position of the abnormal body of the roof and the floor; for the abnormal body of the floor of the double-lane working face, the induced electric response of the power supply and measurement is greater than that of the same roadway; at the same time, One roadway floor was powered by electricity, and two roadway floors were measured at the same time, The polarizability curve of the physical model experiment results can better correspond to the main geological structure and abnormal body position in the model, and corresponds to the partial forward simulation results. It is proved that the time domain IP method can effectively detect the abnormal body under the geological conditions of the mine.
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD17;P631.3
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,本文编号:1541233
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