采空区全空间瞬变电磁响应特征与应用研究

发布时间：2018-01-06 06:31

  本文关键词：采空区全空间瞬变电磁响应特征与应用研究　出处：《煤炭科学研究总院》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 全空间瞬变电磁法 采空区 三维有限元模拟 干扰试验 探测应用

【摘要】：现阶段,煤炭作为我国主体能源的地位在短期内难以改变,而其开发利用必然会导致各类采空区的产生。采空区具有致灾隐蔽性、多样性、复杂性及突发性等显著特征,采空区水害、有毒有害气体灾害以及由其诱发的不良地质灾害等事故的频发严重威胁着矿井安全高效生产,制约了矿区生态文明建设。为准确探测预报采空区,本文针对全空间瞬变电磁法勘探技术,综合理论研究、数值模拟、现场试验及探测应用等方法,完成如下主要研究工作:(1)基于瞬变电磁法基础理论,阐明了全空间瞬变电磁法应用于探测采空区的基本方法原理。(2)采用三维有限元正演模拟手段开展了均匀导电介质条件下的半空间及全空间瞬变电磁二次场分布及扩散特征对比研究,采空区存在条件下的全空间瞬变电磁场时空演化规律研究,以及采空区围岩介质、充水条件、规模大小、形态特征、距离远近等因素客观差异下的全空间瞬变电磁二次场响应特征研究,并对巷道内存在大型铁器条件下的二次场衰减规律进行了初步模拟研究。(3)在数值模拟研究基础上,补充进行了相对系统化、定量化的井下大型铁器、刮板输送机、锚网及电力等典型干扰下的全空间瞬变电磁响应特征现场试验研究,并总结出了相应条件下的干扰规避措施。(4)结合晋城矿区的采矿地质和水文地质条件进行了探测参数优化现场试验,并提炼出了相应的最优参数。基于上述研究成果,在矿区内进行了含水及不含水采空区的全空间瞬变电磁法现场探测应用研究,取得了良好预测预报效果。
[Abstract]:At this stage of coal as the main energy status is difficult to change in the short term, and its development and utilization will inevitably lead to all kinds of goaf. The goaf disaster has concealment, diversity, complexity and significant features of sudden disaster, mining goaf, toxic and harmful gas and by frequent disasters the induced geological disasters and other accidents are a serious threat to the safe and efficient production of mine, restricts the construction of ecological civilization. For the accurate detection and prediction of mine goaf, the whole space transient electromagnetic exploration technology, numerical simulation, comprehensive theoretical research, field test and application of detection method, complete the main research work are as follows: (1) the transient electromagnetic method based on the basic theory, expounded the basic method and principle of full space transient electromagnetic method in detecting goaf. (2) using three-dimensional finite element numerical simulation method has been carried out in homogeneous medium. Under the condition of half space and the whole space transient electromagnetic field distribution and comparative study of the two characteristics of diffusion, existence under the condition of full space transient electromagnetic field spatial evolution laws of the goaf, and the goaf surrounding rock, water filling condition, size, morphology, spatial distance and other factors of instantaneous objective difference the transient electromagnetic response characteristics of the two field, and the roadway in two field attenuation under the condition of large iron is studied. (3) in the numerical simulation on the basis of the research, supplemented by systematic, quantitative underground large iron, scraper conveyor, full space transient anchor the electric power and the typical interference under the variable field test study on characteristics of electromagnetic response, and summed up the corresponding measures to avoid interference conditions. (4) with the Jincheng mine mining geological and hydrogeological conditions of the detection parameter optimization Based on the above research results, the whole space transient electromagnetic field detection method for water cut and non water cut goaf is applied, and good prediction effect is achieved.

【学位授予单位】：煤炭科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P631.325;TD745

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