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题名大地电磁单分量精准处理技术与深部致灾水体探测
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作者
李沛涛
武强
李卓融
李文雨
谢建
王玉喜
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机构
中国矿业大学(北京)国家煤矿水害防治工程技术研究中心
北京邮电大学人工智能学院
郑州煤炭工业(集团)有限责任公司
河南景惠科技有限公司
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出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期142-151,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(42027801)
内蒙古自治区科技重大专项项目(2020ZD0020)。
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文摘
为了实现天然源单分量大地电磁技术对水文地质条件的精细探测,系统分析了大地电磁信号采集和处理中存在的问题,研究了地下富水区在大地电磁波上的响应特征;根据大地电磁测深理论和层次分析法,建立了富水性指数模型;在大量实验数据的基础上,拟合波形和岩性的对应关系,从波形上分维提取岩层的介电常数、弹脆性、密度、空隙率等物性信息,按有利于岩层富水的原则赋值和归一化处理,纳入富水性指数模型进行多维度耦合计算,可得到相应深度的富水性指数值。富水性指数包含了丰富的岩层物性信息,增强了富水区在大地电磁波上的响应幅度,减小了天然场源强度变化对信号采集和识别的影响。根据富水性指数模型,利用现代计算机及通信技术,设计了双层阵列扫频式平行板电容传感器和大地电磁探水仪,并开发出了相应的数据处理程序,探测深度分辨率可达0.1 m,能够从庞杂的电磁信号中自动辨识来自深部的微弱信号,实现从时变性场源中采集信号并计算出相对稳定的富水性指数。经现场试验,仪器可清楚划分含水层和隔水层,识别富水区和微小导水通道。该技术在矿井水害防治、废弃采空区修复治理、注浆堵水、深部水文地质条件探测等工程中具有广阔的应用前景。
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关键词
天然源
大地电磁
阵列扫频式
富水性指数模型
分维识别
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Keywords
natural source
magnetotelluric
array-sweep type
water-richness index model
fractal dimension identifica-tion
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分类号
TD741
[矿业工程—矿井通风与安全]
TD173
[矿业工程—矿山地质测量]
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