天然电场选频法在高压线干扰环境下的浅层地下水勘探

在工程地球物理的实践应用中,人文环境因素对勘探的影响常常是无法避免的。主要探讨天然电场选频法(frequency selectionmethod,FSM)在高压输电线附近开展地下水勘探的应用效果。首先,简单介绍静态效应的起因,并通过对天然电磁法二维有限元正演模拟,在以往研究成果的基础上进一步说明当近地表存在相对低阻异常体时,地表沿测线方向的水平电场分量会出现明显的静态效应;其次,将FSM应用于2处地下水勘探,验证FSM在高压输电线干扰下的应用效果,并利用实测结果说明FSM的异常成因主要是静态效应所致。根据理论模拟和实践可知,FSM实测的剖面曲线及拟断面图会出现明显的静态效应现象,且与理论模拟结果类似。同时,在高压线干扰环境下,只要测线方向与输电线方向平行,同样可取得成功的应用效果。这为今后类似环境下的应用提供了一种可供选择的物探方法。

天然电场选频法在充水岩溶勘查中的试验与分析

探讨了天然电场选频法在岩溶水灾害勘查中的地质效果和异常成因。在四川古叙煤田观文煤矿选定4处试验点,共敷设选频法测线11条,通过对各测线上采集结果的处理和分析,结合现场地形地质条件,推测各点地下充水溶洞的分布情况。根据选频法的解释结果与矿山前期地勘成果及后期运输巷道实际开挖情况的对比来看,该方法的解释结果是准确的,可在今后进一步将该方法应用于地下水灾害勘查,以便为矿山排水巷道、排水措施设计和地下水的安全防治提供科学依据。在实践应用的基础上,进一步从麦克斯韦方程组出发,对均匀谐变电磁场中低阻水平圆柱体的感应场进行理论推导和模拟计算,通过感应二次电场水平分量的模拟计算结果与实测曲线的对比,说明天然电场选频法的异常成因主要是由二次感应电场所致。

利用天然电场选频法的动、静态信息确定地下径流通道

运用电磁波的传播理论,详细阐明了天然电场选频法静、动态信息的形成机理和基本特征,其中静态信息反映的是地质体形态变化的综合值,动态信息反映的是地下电磁流体的变化规律及变化范围。石下江煤矿注浆堵水工程实践表明,利用天然电场选频法动态信息确定岩溶矿区地下径流通道位置准确,而用静态信息确定,则误差较大。

岩溶体的天然电场选频法异常成因研究

在实地探测的基础上,主要是从理论模型的角度研究天然电场选频法异常的形成原因。首先在已知的充水岩溶上开展实地探测工作,获取实测异常曲线;从麦克斯韦方程组和边界条件出发,求取均匀垂直谐变一次磁场中良导球体和圆柱体内、外磁场矢量位,推导出球外和圆柱体外感应二次电场的解析计算式;对理论模型的各个参数进行假定,计算获得地表主剖面上良导球体和圆柱体的感应二次电场异常曲线。通过实测曲线与理论模型上的模拟计算结果对比分析可知,二者曲线形态相似、特征相同,由此推知天然电场选频法在含水低阻体上方测得异常的起因之一可能是由天然感应二次电场所致。

天然电场选频法在地下水勘探工程中的应用

简述了天然电场选频法的基本原理;介绍了该方法在找水的工作中的各个技术环节及该方法的仪器研制现状,并以冷水江波月洞景区找水工程为例进行综合解释,说明了该方法良好的应用效果。

天然电场选频法的动态信息在注浆堵水工程中的应用研究

天然电场选频法是以天然大地电磁场作为工作场源 ,测量天然电磁场在地面上产生的电场分量 ,它检测到的信息包括静态信息和动态信息两部分。动态信息反映的是地下电磁能量的载体 (电磁流体 )的变化规律及变化范围。经过对石下江矿区注浆堵水工程实际应用验证 ,利用其方法确定的地下迳流通道位置准确 。

天然电场选频法的响应特性分析与应用

静态效应是频率域电磁法应用中不可避免的一种物理现象,通常通过校正方法进行压制或消除。本文提出一种直接利用天然电磁法的静态效应进行浅部电性异常体勘探的新思路,利用天然电场选频法(FSM)能够测量天然交变电磁场在地表所产生的几个不同频率的水平电场分量来研究地下介质的电性变化。首先采用二维有限单元法对FSM开展正演模拟,模拟结果表明:当近地表存在低阻异常体时,地表沿测线方向的水平电场分量曲线与FSM实测曲线形态相同,在低阻体的上方出现十分明显的低电位异常;当计算的频率点增多时,电场分量剖面曲线及其拟断面图会出现静态偏移现象,发现FSM异常实质上主要是静态效应所致。FSM实践应用成果及钻井验证结果表明,当有地下水存在时,FSM实测的剖面曲线及拟断面图会出现明显的静态效应现象,且与CSAMT的勘探成果一致。通过理论与实践可知,直接利用天然电磁场的电场分量开展浅部电性异常体的勘探具有可行性,今后也可利用频率域电磁法的静态效应现象开展浅层地质勘探。

断层裂隙水的天然电场动态响应特征

流动于断层裂隙中的地下水径流相对较集中,可视为一种运动的导体。在天然电场这一微弱的物理场中可形成明显的动态响应,即在时间和空间上的非稳定运动产生复杂、时变的感应电磁场。试验证明,这种动态响应不仅与地下水埋深、水力坡度有关,而且与观测频率也存在着较密切的关系。

天然电场选频法在煤矿水文地质调查中的应用

主要简述了天然电场选频法的基本原理,探讨天然电场选频法在水文地质调查应用,结合贵州盘县柏果镇老沙田煤矿工程实例进行综合解释,查明矿区内采空区及裂隙富水带分布情况.结合测区的地质、水文地质情况及物性特征,对矿区实测剖面进行推断分析,该方法说明选频法对寻找、确定煤矿采空充水区有一定的借鉴意义.

天然电场选频物探法在煤矿水文地质中的应用——以河南永安煤矿为例

天然电场选频物探法是利用大地电磁场为工作场源,以地下岩矿石电阻率差异为基础,在地面上测量大地电磁场产生的几个(或几十个)不同频率的电场分量的变化规律来研究地下地电断面的电性变化,从而达到解决质地问题的方法。能适应较复杂的场地,与常规物探方法相比,具有快速、省力、独特的地质效果,在工程物探中有着较广泛的应用。本文作者将此法应用于煤矿水文地质工作中,借用该法所得结果分析研究区水文地质特征,为矿区开采提供依据。

天然电场选频法在某铜矿注浆工程中的应用

结合城门山铜矿二期帷幕工程,采用天然电场选频法对地下水过水通道进行探查,并通过注浆试验孔的压水试验加以验证,物探成果与压水试验成果吻合度较高。实践证明天然电场选频法在地下水动力条件下查找地下水过水通道具有很强的实用性,对岩溶地区注浆帷幕工程的设计与施工有较高的指导和借鉴作用。

天然电场选频法在寻找地下水资源中的应用

天然电场选频法能够快速、有效地勘测出地下水信息,对缺水地区的布钻取水有良好的指导作用,提高了成井率。以长沙沙坪镇的找水工程为例,说明天然电场选频法在实际找水中的应用效果。

天然电场选频法在灰岩区找水中的应用

物探方法、装置多种多样,它们在地下水的勘探中都发挥了较大的作用。天然电场选频法作为其中的一种物探方法,它在地下水的勘探中有其独特的优点,与其它常规物探方法相比,它具有快速、方便、资料直观易解释等特点。以一个实际的应用为例,说明天然电场选频法在地下水勘探中的应用效果。

天然电场选频法在水文地质和工程地质中的应用

简述了天然电场选频法探查地质构造和找矿的基本原理 ,介绍了河南省郑州地校研制的天然电场选频仪的性能 ,以及在我国许多省市煤矿和勘探区的应用效果 ,根据对本方法应用效果的分析 ,肯定了这种方法的有效性 ,同时也指出了它的局限性。

天然电场探测方法在竹山唐煤矿水害隐患探测中的应用研究

为了避免煤矿水灾事故的发生,提出了用天然电场探测方法能够比较准确对矿区地下水和采空区的分布情况进行预测。阐述了天然电场探测仪的结构原理及其在矿区探测中的应用,通过对竹山唐煤矿水害隐患探测的实例验证,进一步证实该探测方法的有效性和可靠性。

天然电场选频测深法在地下水勘探中的异常理论分析与实践应用

选频法是音频大地电场法的进一步应用与发展。本文通过实践应用说明选频法在浅层地下水勘探中的有效性,并对选频法测深极距(MN)与地下水埋深之间的关系开展对比分析和初步理论研究。首先,采用水平交变电场、交变磁场共同作用下的均匀半空间中低阻导电球体简化地质地球物理模型,对选频法测深曲线开展正演计算;然后,对选频法在广西“十二五”农村饮水安全工程应用中的131口钻井出水量情况进行统计,并对其中98口钻井的钻探情况开展详细列表统计分析,对比研究测深曲线异常处MN极距大小与实际钻探出水深度之间的关系。理论分析与实践应用表明,选频法在浅层地下水勘探中效果明显,是一种确定浅层地下水井位的有效方法;同时,实践统计结果表明,选频法测深法异常曲线处MN极距的大小与实际钻探出水深度之间存在1∶1的近似关系,验证了理论模拟计算结果的正确性;另外,本文的研究成果表明,在浅层(<200 m)天然电磁法勘探中,天然电场观测值的大小除了与大地的电阻率、信号的频率有关外,还与电极距大小是相关的。

天然电场选频法在工程地质勘察快速评价中的应用

简述了天然电场选频方法的原理、计算公式和仪器使用方法 ,介绍了实测曲线的圆滑和以曲线背景为标准的归一化数据处理。通过在实际工作中的应用例子 ,说明了该方法在高阻覆盖区寻找岩溶洞穴和矿区中浅部采空区 ,评价工程地质状态 ,探查隐伏断裂、富水滑坡边界等方面具有快速、轻便、有效的优点。

银山矿区3#竖井涌水量预测研究中天然电场选频法的应用

天然电场选频法在地下水流的勘探中有抗干扰能力强、方便、快速、资料直观易解释等独特的优点。在分析水文地质条件的基础上,运用天然电场选频的方法,对银山矿区3#竖井进行了探测研究。根据探测的结果结合地质构造特征,初步确立了3#竖井的涌水情况,为3#竖井的井下安全生产提供了重要保障。同时该技术对该区地下流水的探测亦有一定的借鉴意义。

天然电场选频法的浅层地下水勘探效果与异常分析

通过实践应用、理论推导和模拟计算,说明天然电场选频法在浅层地下水勘探中的有效性,并分析其异常形成过程中起主要作用的天然一次场场源分量。将选频法应用于广西农村找水打井项目中,依据其勘探成果共钻井131口,出水量大于1 m3/h的井共114口,约占钻井总量的87%。实践表明选频法在浅层地下水勘探中是实用可行的。在实践应用和以往研究成果的基础上,设计均匀半空间内球形充水岩溶的简单模型,以便解析求解并计算分析地表主剖面上二次电场的大小;计算结果表明,水平交变磁场产生的二次电场是一个相对高电位异常,而水平交变电场才产生相对低电位异常,由此推断天然电场选频法在地下水勘探中异常的形成主要是由于地下天然交变电场分量作用的结果。