JMD—Ⅰ型井中脉冲电磁仪及应用

井中脉冲电磁法又称井中过渡场法,对寻找井旁和井底良导性的块状硫化矿有较好的效果。近几年来,加拿大、澳大利亚、苏联等国在仪器、室内模型试验等方面进行了许多研究,亚应用于野外生产,取得了明显的地质效果。为在我国引进这一先进技术,1981年我国购置了两套澳大利亚的西罗泰姆(SIROTEM)地面脉冲电磁仪。与该仪配套的井中脉冲电磁探头仪因损坏,未能使用。我院为开展脉冲电磁测井的研究与应用,首先利用我院研制成功的DMD—Ⅱ型地面脉冲电磁仪进行测井模型试验。为适应我国地质勘探发展需要,加大电法勘探深度,提高工程利用价值,1983年初冶金部给我们正式下达了井中脉冲电磁法,方法技术及井下探头仪的科研任务。JMD—Ⅰ型脉冲电磁探头仪于1983年10月研制成功。经近两年时间在安徽、江苏、河北等地15个钻孔试用,均取得了较好的地质效果。工作     

斯林格兰姆法

斯林格兰姆法和突拉姆法一样,都属于低频电磁感应法,不过斯林格兰姆法采用偶极的发射线框,是一种动源的感应法,在苏联称作偶极剖面感应法.目前所用的标准仪器有瑞典的探矿枪、电磁枪、有加拿大的SE-600电磁水平(垂直)线框探矿仪.仪器的结构都相同,只是仪器的电子线路和工作频率有少许差别.仪器包括两只轻便的线框.一只是发射线框,另一只是接收线框.两只线框按不同方式排列,构成各种不同的线框系统.其中最常用的是共面的水平线框系统,即两线框相隔一定距离平行地面在同一水平内安放,在此情况下发射线框建立的一次场垂直地.面地下导电矿体中产生的涡流在空间形成二次场.此二次场的垂直分量可以分解成一个与一次场相位相同的分量(即     

井中脉冲电磁法的模型实验研究

井中脉冲电磁法,亦称井中瞬变场法或井中过渡过程法,主要是研究不接地迴线在脉冲间歇产生的非稳磁场,其理论基础是麦克思韦方程.为了推广井中脉冲电磁法在我国的应用,我们于1983年,用本院研制的DMD—Ⅱ型脉冲电磁仪,对不同参数的球、柱、和板状体做了测井模型研究.现取其较为典型的部分模拟曲线(主要以板状体为例)将其结果作简要     

DMD—Ⅱ型地面脉冲电磁仪

前言 我所的地面脉冲电磁仪的设计和研制,最初是由我所研制感应脉冲瞬态航空电磁仪的成员作为航电异常的地面检查和兼顾地面普查,而提出並进行研制工作的。1972年,该仪器的研制任务列入研制地面电法仪器的专题项目进行准备工作。1976年建立了独立的地面脉冲电磁仪研制专题组,並于1979年研制成DMD—Ⅰ型样机。经对原设计方案作了多处补充修改,並在广西、江西、湖南、湖北等地的不同类型金属矿床上进行了多次试验,于1982年中研制成两套DMD—Ⅱ型样机。自1982年底起,DMD—Ⅱ型仪器由有关的野外队在安徽试用。对     

时域航空电磁感应法介绍

早在50年代初期,在加拿大、瑞典等国就开始用航空电磁法来普查金属矿了。二十多年来,技术上经过多次改进,航空电法逐渐成熟,现已成为一种通用的有效找矿工具,航空电法有许多变种,除本文介绍的时域的航空电磁法外,其它航空电磁法都是频率域的。它们的一般工作方法是利用装在飞机上的发射线框,人工连续地发出一种或多种音频的电磁波作为场源(也有利用天然音频电磁场或甚低烦电台发出的电磁波),用装在同一飞机上的或拖在机尾的吊舱中的接收线框来探测地下矿体所产生的二次场。因为发射的波形是连续的,所以需要在有一次场存在的情况下     

瞬变电磁勘探技术在探测采空区中的应用——以阳煤集团氧化铝厂采空区勘探为例

瞬变电磁法(TEM),是利用不接地回线向地下发送一次脉冲瞬变磁场,再测定一次脉冲瞬变磁场引起的二次涡流场的方法。当地下存在电性不均匀体时,会观测到电性不均匀体的涡流异常场,通过对异常场的分析研究,推断矿体、地下水、采空区等地下盲体的存在和部位。华北石炭-二叠煤系地层的电阻率比非煤系地层的电阻率值高,铝土矿层电阻率相对较低,下伏奥陶系灰岩电阻率最高。地下矿体局部被采出后,对应地层的导电性随采空区的塌陷程度及赋水情况不同,表现为相对较高的电阻率或较低的电阻率值,依据此特征成功地利用瞬变电法应用于采空区探测中。     

瞬变电磁法(TEM)和激发极化法在金矿勘探中的应用

本文简述了脉冲瞬变电磁法(TEM)和激发极化法在贵州×××金矿勘探中的综合应用。介绍了TEM瞬变电磁法、激发极化法原理、工作仪器及工作中所采用参数及资料整理中所有分析解释软件,选择了黄泥堡金矿10线TEM剖面、激电剖面作为实例进行异常解释推断并结合电测深及钻孔资料对异常进行了验证。     

基于磁偶极子的频率域电磁系统几何误差分析

基于磁偶极子模型的频率域电磁法仪器在进行大地探测的过程中,由于收发线圈的安装误差、晃动以及材料的几何形变等因素影响,收发线圈的位置及姿态角发生变化,从而产生几何误差,而几何误差的定量分析对频率域电磁法仪器在制作、野外实验操作以及校正方面均具有很强的指导意义。本文根据误差来源的不同,将几何误差分为一次场误差和二次场误差两类;通过引入一次场张量矩阵和二次场张量矩阵,基于均匀大地模型正演得到9种线圈架构接收线圈接收到的一次场及二次场,并以微分的方式定量地分析了9种线圈架构收发线圈位置及姿态角变化引起几何误差的变化特征。对9种线圈架构的几何误差分析可知:在几何形变引入的一次场误差中,仅有PERyz、PERzy线圈架构不包含位置变化的一次项误差,仅有VCA、VCP及HCP线圈架构不包含姿态角变化的一次项误差;在几何形变引入的二次场误差中,PERzx、PERxz线圈架构最大,而VCA、VCP及HCP线圈架构受高度及收发距变化的影响很大,需要实时测量并进行校正,VCP线圈架构受收发距变化以及姿态角变化的影响最小。     

井下瞬变电磁仪硬件对致灾水体分辨能力的评估

井下瞬变电磁随掘探测技术是探测掘进面前方致灾水体的有效方法,从硬件方面评估仪器对致灾水体的分辨能力,是仪器能够在井下正确使用的重要手段。通过比较二次场绝对差和仪器分辨率、叠加后背景噪声之间的大小关系,分析含水致灾体识别的硬件条件和评估依据;提出从硬件方面评估井下瞬变电磁对致灾水体分辨能力的计算方法:根据致灾水体结构建立三维地质模型,推导梯形波关断与负阶跃波关断二次场感应电压的关系,在GPU上采用全空间三维有限差分并行算法计算了致灾水体二次场响应;测量某瞬变电磁仪的关断时间和综合噪声,根据致灾水体的硬件分辨依据,从硬件方面评估井下瞬变电磁仪对导水陷落柱、充水采空区的分辨能力。为井下瞬变电磁探测仪器的研制和现场准确探测提供技术参考,具有重大的研究意义。      

金属矿区井中脉冲瞬变电磁法的应用效果

在苏皖几个矿区开展了井中脉冲瞬变电磁法找矿,发现了400米深处的井旁盲矿异常。通过分析二次场(ε_2)衰减曲线和视时间常数(T_c)推断导体的电性;通过方位测井曲线确定矿体位置和产状。该方法可区分良导矿体与黄铁矿矿化、浸染状贫矿(矿化)。     

电磁法综合探测系统研究

针对地下隐伏资源勘查对大深度、多参量电磁法技术的发展要求,利用天然场音频大地电磁的大深度探测及人工场激电法的多参量探测,在对分布式的场量接收和大功率的发射仪器硬件研制,以及数据处理资料解释研究基础上,成功研制了阵列天然场电磁法探测技术及混场源电磁法探测技术系统。经矿区试验应用表明,阵列天然场电磁法探测技术系统具有轻便高效大深度探测的特点,适宜于不同地貌景观尤其是困难条件下隐伏资源的大深度探测,而混场源电磁法探测技术系统不仅可获取大深度的天然场电阻率信息,还能获取人工场激电信息,可广泛应用于金属矿资源、地下水资源及油气资源的勘查。     

基于实测积累电荷静电场消除静态效应的方法

频域电磁测深法存在的静态效应问题是由地表浅层电性不均匀体在一次天然电场作用下不均匀体界面积累电荷引起的。积累电荷引起的二次静电场与一次天然电场成线性关系,且二次电场与一次电场的比值K只和地下介质的电性有关,地下介质的电性不变,则K值不变。因此,利用人工源供电的方法,在供电时测量测点一次场和二次场的总场Et;断电后测量二次场E_2,然后求取K值,利用各测点的K值和大地电磁法实测电场计算一次电场,进行静态校正。本文采用有限元二维大地电磁正演模拟地下浅层电性不均匀体产生的静态效应,利用K值校正静态效应,获得了成功。结果显示这种方法能有效压制静态效应,达到静态校正的目的。     

目前电磁法用于矿产勘查面临的几个问题的思考

通过对目前电磁法(主要指瞬变电磁法、甚低频电磁法)用于矿产勘查时所面临的仪器灵敏度、解决地质构造、提高工作效率、提高发射功率等几个问题的思考,认为实际工作中的电磁效应是被噪声干扰了的,与理论上的电磁效应的数据也相去很远,从而造成有用异常与噪声混杂,无法区分.克服这一系列问题的关键就是从仪器上下功夫.应尽快开展电磁法用于中浅部地质构造的研究工作.电磁法不是万能的,却又是可利用的,应引起我们更多关注.以进一步推动电磁法在矿产勘查工作中的应用.     

甚低频法在多金属矿产普查中的应用效果

甚低频(VTF)法是利用甚低频电台发射的电磁波作为场源的电磁勘探方法。电磁波在传播过程中,遇到良导或磁性感应体时,将其极化、而产生二次电流,从而引起感应二次场。二次场与一次场合成后的总场与一次场的振幅、方向和相位均不同,即引起一次场的畸变。通过测量某些参数的畸变,即可发现地下良导或磁性感应体的存在。     

基于两层含水采空区瞬变电磁场数值模拟的拟地震偏移成像

瞬变电磁法是探测煤田采空区的一种有效方法。瞬变电磁拟地震处理解释方法研究日渐成为电磁勘探领域的热点并且取得了突破性进展,所以可以把瞬变电磁拟地震处理解释运用到煤田采空区的探测中来提高勘探精度。文中在瞬变电磁三维时域有限差分数值模拟两层含水采空区模型的基础上,运用预条件正则化共轭梯度算法实现了瞬变电磁扩散场到虚拟波场的稳定转化,并对虚拟波场进行了脉冲压缩处理;最后通过克希霍夫积分解,对虚拟波场进行延拓成像,实现了两层含水采空区模型的三维解释。     

澳大利亚的过渡场法

大多数电磁系统在频域工作,连续发射一个固定频率,最近发展的瞬变电磁法系统在时域工作,发射脉冲,并在脉冲间隔期间,记录产生的任何二次场瞬变衰减,因此,对电磁法勘探来说,瞬变电磁法(TEM)的优点大大地超过了固定频率系统.在澳大利亚的不同地区进行了瞬变电磁法试验性勘探,以对该方法进行评价.该试验性勘探是在澳大利亚北部领土的鲁姆丛林、马丽河和特南特河地区进行的.总的说来,瞬变电磁法的观测结果与其它电磁法的观测结果是一致的,并与地质观测结果有良好的相关性,在澳大利亚导电盖层条件下,该方法本身在理论方面的优点是值得注意的,而野外试验结果也证明了这些优点.可以断定,TEM装置可用于地形条件或高导电表层条件严格地限制了其它物探方法效果的那些地区.应用边长100～150米大的回线,使得能够进行大面积的快速勘探,同时,也证明了用小回线可以准确地圈定异常.应用不同尺寸的回线和回线交迭有助于定量解释.总之,电磁法在澳大利亚获得了不同程度的成功.通     

基于等值反磁通瞬变电磁法的岩溶探测分析

瞬变电磁法早期二次场是浅层地质信息的反应,一次场关断产生的自感电场会与早期二次场进行叠加形成一个浅层盲区,造成探测结果不能真实反映浅层地层信息。对早期纯二次场的探测能够从根本上消除浅层盲区。文中首先介绍了等值反磁通瞬变电磁法的线圈装置,通过零磁通面积感应电压规律的分析,对该方法如何实现早期二次场采集进行了说明。以某水电站公路边坡岩溶探测为研究背景,通过对测试数据的反演结果进行分析,得到了不同深度地层电阻率信息,圈定了岩溶的空间位置分布。事实证明等值反磁通瞬变电磁法能有效避免一次场关断对二次场的影响,基本消除了浅层盲区,实现了浅层地层的准确探测。     

基于SQMR方法的三维CSAMT有限差分法数值模拟

在三维可控源音频大地电磁(CSAMT)正演中,为消除源点处场值的奇异性,将电场分为一次场和二次场分别进行计算。一次场通过解析方法进行求解,二次场的二阶偏微分方程通过Yee氏交错网格进行有限差分离散。为节省内存空间,最终形成的稀疏对称复系数线性方程组采用行压缩格式(CSR)进行存储,并使用对称拟最小残差法(SQMR)求解。最后通过几个算例验证了程序在求解方程时,计算速度快、收敛稳定的特点。     

瞬变电磁B场参数测试效果

传统的瞬变电磁信息获取方式大多采用空芯线圈和磁芯线圈形式,用以测量磁场随时间变化率,但是晚期信号往往较弱,不利于分辨异常。笔者开展了直接测量瞬变电磁法磁场参数的模拟和实测效果分析研究。首先通过对B场和d B/dt参数的响应特性分析,认为B场参数在晚期探测方面具有一定的优越性;分别采用澳大利亚产SM24瞬变电磁系统(磁通门磁探头,直接测量B场)和GDP-32仪器(感应线圈,测量感应电压)进行了实测数据的对比,在同样瞬变电磁观测装置情况下,发现采用磁通门传感器所测量B场数据比采用感应线圈测量的二次感应电压数据效果较好,即:磁通门传感器的特征频率相对较低(往往小于1 k Hz),衰减速度慢,磁场B数据与磁场变化率d B/dt场数据的幅值范围较大,受低阻覆盖层影响程度小,有利于晚期测量。研究结果表明开发和使用磁通门传感器是解决瞬变电磁精细探测的突破方向之一。     

建场法多测站探测系统的研究

建场法多测站探测系统是解决水文地质、煤田地质、环境与工程地质问题的一种行之有效的方法。本文论述了FDK-1分布式多功能电磁法勘探仪中的分布式数据采集的组成结构、高分辨率数据采集技术、IGBT大功率脉冲发送及双向吸收回路技术。