MTEMcell中场的均匀性分析

利用直线法对具有任意宽度芯板的变形横电磁波小室（ＭＴＥＭｃｅｌｌ）进行了分析，得出了电场分布的计算公式。根据数值计算结果，讨论了ＭＴＥＭｃｅｌｌ中场分布的均匀性，并计算了特性阻抗。

多道瞬变电磁法(MTEM)虚拟波场提取技术

多道瞬变电磁法(MTEM)是近年来发展起来的一种新的地球物理勘查技术,其数据采集方式与地震法类似,因此,采用瞬变电磁拟地震解释方法对MTEM数据进行处理解释具有一定的优越性.研究MTEM虚拟波场有效提取方法具有重要意义.在以往奇异值分解法、预条件正则化共轭梯度法两种不同的常规提取方法研究基础上,本文提出采用相关叠加法提取MTEM虚拟波场信息.首先采用预条件正则化共轭梯度法对全时段MTEM数据进行虚拟波场提取,然后采用同种方法对划分的各时间段数据进行虚拟波场提取,最后对全时段提取结果与各个时间段提取结果进行相关性叠加,叠加结果作为最终的提取结果.实测MTEM数据虚拟波场提取结果表明,采用相关叠加法可以得到稳定、光滑的虚拟波场波形曲线,且抗干扰能力强.

矿井瞬变电磁法小线圈装置的电磁场响应特征研究

研究小尺寸且方便在井下安装的瞬变电磁法探测装置,可为掘进巷道随掘随探和预报水害提供新思路。基于全空间瞬变电磁理论,采用三维时域有限元法进行数值模拟,探讨了小线圈激励获得的二次场响应特征和磁芯线圈接收的瞬变电磁响应特征。构建巷道掘进工作面前方含水断层地质-地球物理模型,研究了小线圈装置对含水断层的瞬变电磁响应特征,对比分析小线圈与常规线圈超前探测的效果差异。研究表明:小回线源激励产生的感应电动势衰减规律与常规发射线框对应的感应电动势随时间变化规律相同,磁芯线圈能有效地提高感应信号强度;小线圈装置与常规线圈装置探测应用效果良好,可以有效解释低阻区分布范围,探测结果与巷道掘进验证结果吻合。结合井下现场试验,验证了小线圈装置应用于矿井瞬变电磁法超前探测的适用性和有效性。

全空间条件下矿井瞬变电磁法粒子群优化反演研究

煤矿井下矿井瞬变电磁法(MTEM)探测中,电磁场呈全空间分布,全空间瞬变电磁反演是复杂的非线性问题,目前反演计算中全空间响应主要由半空间响应乘以全空间响应系数来得到,导致反演结果中顶板和底板异常(或前方和后方异常)叠加在一起难以分离,造成分辨率下降.论文提出采用粒子群优化算法(PSO)进行全空间MTEM反演,通过理论分析,在常规的粒子群算法基础上提出了一种新的进化公式改进策略,提高了粒子群算法的寻优能力.基于全空间瞬变电磁场理论,编写了粒子群算法反演程序,进行全空间条件下五层含巷道的复杂模型的反演计算.结合某矿井巷道顶板、底板岩层及断层含水性的探测实例,对实测数据进行反演计算和解释,探测结果得到钻探证实.研究表明,改进的粒子群优化算法对理论模型和实际资料的反演拟合程度较高,实现了矿井顶板、底板视电阻率异常的分离,提高了全空间瞬变电磁勘探资料的解释精度和分辨率.

矿井瞬变电磁法波场变换与数据处理方法研究

矿井瞬变电磁法探测电性界面分层的准确性关系到探测地质效果。探讨了瞬变电磁波场变换理论,提出了矿井瞬变电磁波场变换算法,对实际矿井瞬变电磁数据进行了波场变换,提出了波场变换数据处理及成像方法,实现瞬变电磁剖面到拟地震剖面的转换,达到对电性界面的准确划分。结合矿井顶板岩层富水性探测的工程实例对矿井瞬变电磁波场变换及其数据处理方法的实用性和有效性进行了验证,取得了较好的地质效果。研究表明:矿井瞬变电磁波场变换及数据处理方法能够提取瞬变电磁数据中所包含的电性界面信息,解决矿井瞬变电磁法探测在准确确定电性界面方面的不足,突出弱异常进而提高分辨率。

利用多通道瞬变电磁法识别深部矿体——以内蒙兴安盟铅锌银矿为例

多通道瞬变电磁法由于采用伪随机编码发射、最佳匹配相干解码技术,所以相比于传统时间域电磁方法勘探深度大且抗干扰能力强,是目前地面资源勘查领域的研究热点.针对内蒙兴安盟某铅锌银矿埋藏深度大等特点,首先根据矿区资料建立一维以及二维模型,数值计算脉冲响应并分析其特征,说明多通道瞬变电磁对于大埋深低阻异常体有良好的反映,随后通过多通道瞬变电磁技术对矿区进行实例勘查,数据处理过程中利用了反卷积的方法提取大地脉冲响应,根据轴向大地脉冲响应的峰值时刻计算视电阻率,通过对视电阻率进行全波形反演得到解释剖面,与测区钻孔资料对比分析证明,多通道瞬变电磁法是反映深部低阻异常体的有效手段.

我国深地资源电磁探测新技术研究进展

诸多研究表明我国深部资源潜力巨大,但目前的开发开采深度普遍停留在500m以浅,开展"攻深探盲"是构建国家资源安全体系的有效途径.应用最先进的科学技术手段,提取深部地质信息,已成为我国当前地球物理科学研究的发展方向.作为地球物理学的重要分支,电磁法是矿产资源探查的主体手段之一.在分析我国现阶段航空、地面及海洋电磁探测技术进展的基础上,本文重点说明了极低频电磁法(简称WEM法),多通道瞬变电磁法(简称MTEM)和电性源短偏移瞬变电磁法(简称SOTEM)等电磁探测新技术.WEM法建立一套包括岩石层、大气层和电离层在内的全空间电磁传播理论,通过新研制的观测系统,获取地下10km的地电信息;MTEM方法是地下埋深4km目标体精细勘查的有效手段;SOTEM实现地下1.5km深度范围内目标体的精细探测.通过多种电磁探测技术组合,可实现地下10km深度范围内多尺度探测,达到"望远镜+放大镜+显微镜"探测效果.同时,本文指出进一步研发与新方法配套的装备、资料处理技术和大数据人工智能识别等将是我国电磁法未来的发展方向.

多道瞬变电磁法中m序列抗噪性定量评估及编码参数优选

多道瞬变电磁法(multi-transient electromagnetic,MTEM)通过使用m序列对发射源进行编码,提高了电磁探测的抗噪能力,但不同编码参数的m序列的抗噪能力不尽相同。本文首先对比了不同编码参数m序列的辨识效果,分析其抗噪性能的差异;然后将辨识过程建模为辨识系统,该系统的输入设为大地响应信号,输出设为大地电磁冲激响应;之后通过分析特定频点的辨识系统频响特性,实现不同编码参数m序列抗噪性能的定量评估;在此基础上,通过数值模拟分析了各编码参数对抗噪性能的影响,进而给出m序列编码参数的优选方案;最后对野外试验数据进行处理,结果验证了本文所述编码参数优选方案的可行性。

复杂水文地质条件下致灾因素的超前探测与研究

收集了近5 a来阳煤集团南岭煤矿的50余份矿井瞬变电磁勘探报告,对该方法在地质构造、陷落柱、采空区等方面勘探的响应进行了分析。结果表明:当煤层未受到构造、陷落柱、采空区等因素破坏,电阻率等值线变化较缓和,逐渐递变;当煤层受到上述因素破坏时,电阻率等值线会发生剧烈变化,视电阻率异常界限明显。断裂构造、采空区以及陷落柱等含水时会使电阻率急剧下降。

煤矿综采面突水水源瞬变电磁探测技术及应用

随着煤矿综采机械化程度的提高,在采煤工作面发生突水事故时,准确查明突水水源位置及补给水源方向显得尤为重要。采用矿井瞬变电磁法"扇形扫描"探测技术,在采煤工作面预测突水点靠近的巷道内,距离工作面30~50 m,选择巷道环境较好位置进行数据采集,单个测点设计多角度探测,通过对采集的原始数据进行处理形成扇形图件,结合矿井水文地质资料综合分析,从而可确定采煤工作面突水水源位置和补给水源方向。

多通道瞬变电磁法激励源降噪性能对比研究

对比研究双极性方波与m序列两种激励源在多通道瞬变电磁法(Multi-Transient Electromagnetic,MTEM)中的降噪性能,将大地脉冲响应的提取等效为辨识滤波器输出,通过分析辨识滤波器的谱特性量化评估不同激励源的降噪性能;通过数值模拟讨论两种激励源信号在工频噪声与白噪声环境下的大地脉冲响应辨识精度,模拟结果表明使用m序列替代双极性方波作为激励源能够大幅提高辨识精度,且残留噪声集中在码元频率及其谐频处;设计野外对比试验,采集两种激励源在弱/强干扰下的响应信号进行大地脉冲响应辨识,试验结果表明弱干扰环境下两种激励源的辨识精度相近,强干扰环境下m序列的降噪性能高于双极性方波,且噪声残留特征与数值模拟吻合.