基于有限体积法的煤矿巷道瞬变电磁响应二维反演与富水区探测应用

瞬变电磁法是煤矿井下巷道水害探测的主要方法,目前实际生产中仍以一维处理解释为主,难以适应复杂目标的探测。为此,本文基于有限体积法和高斯牛顿反演方法,针对井下巷道中的瞬变电磁探测响应及其干扰因素进行模拟分析。首先,利用非均匀网格剖分建立井下巷道模型,将巷道底板的铁轨和周围的铁丝网支护等良导体干扰视为巷道的包裹薄层加入模型之中,分别模拟有干扰和无干扰情况下的瞬变电磁响应,并针对干扰对响应进行校正;其次,在验证正演算法准确性的基础上,用高斯牛顿迭代反演方法对多个模型的模拟数据进行反演测试,考察二维反演算法的可行性,验证了将良导体的响应干扰作为先验信息加入反演初始模型的效果;最后,将良导体干扰校正后的实际数据进行二维反演处理,基于煤层普遍高阻及富水区低阻的特征,圈定了探测煤矿的富水区分布。