矿井瞬变电磁空间数据体插值方法技术研究

发布时间：2018-04-16 06:20

本文选题：瞬变电磁 + 三维显示　；参考：《中国矿业大学》2015年硕士论文

【摘要】：矿井瞬变电磁法根据地质任务的不同将分为工作面顶底板探测、巷道迎头超前探。在巷道掘进迎头探测前方底板50m以内、顶板50米以内及前方两侧50米以内所圈定的锥体范围内是否存在富水性地质构造,则采用扇形超前探测技术进行探测。探测工作面顶板80范围内岩层中含水体的的位置、范围。富水性的相对强弱等采用工作面顶板探测方式。工作面底板和侧帮探测类似。若不确定含水体发育在顶板或者底板方向则可以采用全空间探测来确定含水体的的位置、范围。然而针对某一地质任务,都采用多种方向的探测技术,探测数据体在探测范围内呈三维空间分布状态,而目前多采用视电阻率等值线二维平面图进行成果显示,不能充分反应探测范围内电性参数的空间变化规律。本论文针对这一问题,提出对矿井瞬变电磁空间数据体插值技术进行深入研究,并实现了三维空间数据体的显示。在理论上,瞬变电磁探测是指以不接地回线或接地线源向探测目标区域发送一次脉冲场,以激励地层介质感生二次场,在一次脉冲场间歇期间利用同一回线或电偶极接收感应二次场,利用二次场内所包含的地质信息来分析探测区域的地质分布情况。根据这一原理,设计了巷道迎头超前探侧、工作面顶板探测、工作面底板探测和全空间探测四种探测方式。介绍了现有的工作面顶底板的显示方式和巷道迎头超前探测的显示方式。针对空间数据体插值方向,主要研究了四种插值方式,分别为最邻近点插值,线性插值,三次样条插值,克里金插值。根据差值维度的不同,前三种插值方式属于二维插值,克里金插值是直接插值到三维坐标系当中的网格点当中,线性插值和三次样条插值还可以归纳为多项式插值。最邻近点插值作为一种最为简单的插值方式精确度不高,但是拥有计算速度快的优势,线性插值是在两点之间作直线能够大致体现出探测区域的视电阻率分布趋势,并且算法简单运行速度也比较快速。三次样条插值是一种高阶的多项式插值,这种插值方式可能会使得插值点的数值出现极大的偏差,这克里金插值不同于多项式插值是一种空间插值方法,在理论上拥有更为良好的插值效果。最后通过编写了三维显示程序,在程序中主要建立了三大模块,瞬变电磁巷道迎头超前探测模块、瞬变电磁工作面探测模块、视电阻率深度曲线分析模块。每个模块下面又包含了不同的功能,瞬变电磁巷道迎头超前探测模块和瞬变电磁工作面探测模块功能类似,主要分为显示、切片和插值功能。视电阻率深度曲线分析模块主要是对比分析插值方法效果设计的。最后通过实验验证得到了以下结论:高阶多项式插值,例如三次样条插值等高阶插值可能会造成插值数据偏差过大,得数据出现负值,使得插值数据失真,得到了不适用瞬变电磁数据插值;线性插值虽然简单但是满足瞬变电磁数据插值的需要可以有效控制异常区,且不会失真,是比较好的一种插值方法克里金插值在理论上具有更大的优势。
[Abstract]:In this paper , four kinds of detection methods are introduced in this paper . In this paper , four kinds of interpolation methods are used to detect the spatial distribution of the underground water bodies in the range of 50 meters below the top plate and 50 meters in front of the front . In this paper , the interpolation of transient electromagnetic data is not applicable ; linear interpolation is simple , but it can effectively control the abnormal area without distortion , and it is a better interpolation method .

【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P631.325

【参考文献】