大定源回线装置瞬变电磁法在浅层煤矿采空区勘查中的应用

煤矿采空区土地已成为可持续发展的重要资源,浅层煤矿采空区探测在城市规划中显得日益重要。本文采用大定源回线装置瞬变电磁法对浅层煤矿采空区进行勘查,结合具体工程案例选用合理的施工参数,对野外采集数据进行视电阻率计算并绘制成图,利用视电阻率等值线扰动异常圈定采空区位置,指导钻孔布设,解译成果与地质资料及钻孔揭露地层基本吻合。实践证明,大定源回线装置瞬变电磁法在浅层煤矿采空区探测中具有明显效果,在其他浅层采空区勘查中有着广泛的应用前景。     

地面与井下瞬变电磁法联合探测煤矿富水区域

煤层附近的富水区严重威胁着煤矿的生产安全,在1171工作面巷道采掘过程中,前方出水量明显增大,为避免水害发生,整个工作面开展瞬变电磁测量工作。对比地面与井下瞬变电磁结果,两者对于富水区域结果是相同,联合探测降低了物探资料多解性问题,大大提高了勘探精度,为煤矿防治水构造提高了可靠的水文地质资料。     

积水采空区的电性异常特征分析

随着煤矿的大量开采,越来越多的煤田采空区形成,在地下错综复杂。采空区给人类生活带来诸多不便,采空区的垮落、塌陷,造成地面下沉、塌陷,毁坏土地、建筑设施等,同时对生态环境也造成巨大的破坏。因此,一种探测采空区分布的有效方法对人类社会会产生良好的经济效益与社会效益。当采空区的空隙被水充填,其电阻率呈低阻反映,这些特性成为瞬变电磁法探测地下采空区良好的地球物理勘探前提。文章根据煤层采空区的地质情况,建立采空区的地质模型,分析了深度变化对瞬变电磁探测采空区分辨能力的影响,认为瞬变电磁法探测采空区~([4])随着采空区深度的增加异常反映随之减弱。通过正演结果绘制测道视电阻率断面图,可以更加直观地看出深度变化与瞬变电磁法分辨能力的关系~([5])。最后,通过对瞬变电磁探测采空区的应用成果分析,阐述了瞬变电磁法在煤田采空区勘察中的有效性。     

PROTEM47CM仪器在掘进头探测中的应用

矿井瞬变电磁法是近年来应用较广的一种电法勘探技术,PROTEM47CM仪器对低阻充水破碎带反映特别灵敏,为煤矿井下掌子面掘进处的安全施工提供有效的帮助。文章依据井下瞬变电磁法的的应用发展技术,结合测区的地球物理特征,运用PROTEM47CM仪器对掘进头进行了实测,后期通过数据处理和计算机绘图并结合实际的地质资料分析,能够有效地探测出低阻充水区域,说明矿井瞬变电磁法运用PROTEM47CM仪器探测井下掘进头能取得较好的效果。     

瞬变电磁法探测公路隧道工程中的不良地质构造

为了给公路设计部门提供选线依据,运用瞬变电磁法在山西境内的某两条高速公路隧道工程设计线路段上进行探测,以查明下覆不良地质构造的发育情况.通过对瞬变电磁法的探测能力进行理论上的讨论,对不同地电断面情况下的异常体电磁响应的定性分析,得出用瞬变电磁法探测不良地质体的可行性结论.经过资料处理,查出不良地质构造赋存的位置,解释结果与钻探资料完全吻合.     

瞬变电磁法三维模拟计算研究进展

瞬变电磁法应用于矿产资源、环境工程等领域。目前主流的瞬变电磁三维正演模拟方法包括积分方程法、有限差分法、有限体积法和有限元法。随着观测环境的复杂化以及探测精度要求的提高,有必要研究瞬变电磁法高精度三维模拟计算,以便推动数据处理解释方法的进步。本文系统介绍了瞬变电磁三维正演计算研究进展,分析了准静态差分方程的构建和发射源的加载及边界的处理等有限差分法的关键技术,厘定出空间和时间离散以及大型线性方程组的求解等有限元法的难题。瞬变电磁数值模拟今后的发展方向是深入开展近源情况下受场源效应、复杂地形、极化效应等影响的三维模拟,以及特殊场情况下的多源多分量响应计算,为瞬变电磁法精细探测提供理论支撑。     

综合物探在寿阳煤矿水害探测中的应用

利用瞬变电磁法和环形测深相结合的综合勘探方法,对煤矿富水区域进行探测。瞬变电磁法施工方便,该方法对低阻含水体特别灵敏,受体积效应影响小,分辨率高,从平面上控制富水区域大小。环形测深可以探测不同方向的岩层视电阻率变化情况,对于地下径流方向进行控制。2种方法相结合,即平面控制区域,含水区域延伸变化情况也得到控制。对于富水区域的探测,使用综合勘探,可以减少单一方法多解性问题,使探测结果更符合实际,这2种方法相结合的理论,有助于今后这方面的探测研究。     

国外矿产勘查井中物探技术应用新动态

进入21世纪,国外金属矿产勘查异常活跃,使得井中物探(钻孔地球物理方法)取得了许多新进展。近几年,在井下激发极化法、钻孔电磁法、钻孔磁电阻率(MMR)法、井中磁测技术、井中重力、井下地震成像(DSI)、传感器研制等的研究与应用方面,国外取得了许多新进展,为矿产勘查井中物探技术的有效应用发挥了重要作用。大量资料表明,国外超导量子干涉器件(SQUIDS)、钻孔重力测井技术、钻孔电磁法等,这些方面的研究代表着井中物探技术发展的重点和趋势。在分析国外井中物探技术应用新进展和发展动态基础上,提出了我国井中物探技术今后发展的对策建议。      

用瞬变电磁法探测灰岩溶洞

为了查明高速公路设计段地下灰岩溶洞的发育情况,运用大回线源瞬变电磁法在指定场地进行了探测。采用线性数字滤波技术进行正演模拟,采用改进的阻尼最小二乘可行方向法对资料进行反演计算,经过资料处理,查出地下灰岩溶洞的赋存位置,所解释的结果得到钻孔验证,效果很好。瞬变电磁探测技术的成功应用,很好地解决了高速公路设计中遇到的疑难地质问题。     

关于电法异常正演计算的类磁法公式

本文根据金属矿地球物理勘探中磁法和电法工作的特点,分析归纳了椭球类(包括球、圆柱、椭球柱等形体)矿体磁异常公式,引出了用类磁参数表示的矿体视电阻率异常、时间域和频率城激电异常、低频电磁法异常公式。从而较好地建立了数学模型,在一定的条件下,简化了金属矿电法异常正演计算,加深了电法异常性质和特点的认识和研究,并对文献[1]在椭球体磁场公式和激发极化异常的类磁法公式中的一些笔误作一商榷。     

跨孔视电阻率异常特征的提取和识别

讨论了奇异值向量作为二维数字图象特征的理论依据并用于跨孔条件下视电阻率异常信息剖面图。对位于钻孔剖面内的三维椭球体模型,利用系统正演结果所建立的样本集,进行了视电阻率异常信息剖面图的奇异值特征提取和识别,取得了满意的初步结果。     

三维电阻率概率成像法研究

电阻率概率成像法是利用地表电场的测量值与电场扫描函数进行归一化的相似程度作为概率的成像方法。根据概率论的基本理论,引入幂函数并推导了电阻率异常发生概率函数。通过数值模型实验对此方法进行了验证,对多个孤立异常体和凹陷模型进行了概率成像。通过对浙江某地实测资料概率成像结果与常规最小二乘法反演结果进行比较表明,三维电阻率概率成像法能较好地分辨地下地电结构。     

高密度电法在枣庄某建设场采空区注浆效果检测中的应用

在山东省枣庄市某棚户区改造项目前期的岩土工程勘察和物探勘查中,发现部分建筑物及车库基础下存在采空区及采煤巷道。根据前期工作,对其中一条巷道进行了注浆处理。处理后,利用高密度电阻率法对注浆位置进行了物探勘查,认为该处注浆后视电阻率升高,原低阻异常区明显减小或者消失,注浆采空区与未注浆采空区有明显的电性差异,未注浆区的明显低阻异常为分辨注浆区位置和效果提供了对比参考。但在使用电阻率法对注浆区进行检测时,要保证水泥浆固结,否则无法有效区分原充水采空区及未固结水泥浆引起的视电阻率异常,不利于判断注浆效果。因此,用物探方法检测注浆效果,可为工程顺利施工提供相应的参考依据。     

浅层地下水物探探测方法选择

浅层地下水探测是物探工作重点关注领域之一,本文从地球物理特征出发,结合工作实例,分析电阻率层析成像技术、电测深、大地电磁法、甚低频及浅层地震等方法在地下水探测中的效果,分析各方法探测中优缺点。本文从成本、效率、探测深度、地形条件等不同因素考虑,给出了不同条件下物探方法的选择。文中对不同勘探深度给出了不同的综合勘探手段组合,100m以浅优选层析成像技术、电测深、瞬变电磁法、浅层地震等方法组合,500m以深选择CSAMT法、EH法等组合。     

巴伦台分量钻孔应变在呼图壁MS6.2地震前的短临异常初探

呼图壁地震前巴伦台分量钻孔应变出现显著压性短临异常变化，排除仪器、气象及环境等干扰因素，认为该异常可能为地震前兆异常。利用超限率和S变换时频分析方法提取该异常，结果显示，信号集中在1 440~10 min频段，NS分量最大信号强度为185×10-10，EW分量最大信号强度为140×10-10。探讨此类异常变化特征，并对其原因进行分析。
     

应变-水位相关斜率异常与地震的关系研究

利用回归分析求解乌鲁木齐台同一钻孔内应变和水位的相关斜率,并用筛选法方差判定其异常,研究相关斜率和地震的关系。结果表明： ①４ 个元件同时出现相关斜率异常时有震率高;②相关斜率正异常映震效果好;③相关斜率属短临异常范畴;④相关斜率异常映震能力具有地区差异性。     

煤层底板音频电透视探测成果反映的底板阻水条件

应用音频电透视技术，分析了杨村煤矿2702工作面底板30m和50m深度界面的探测成果，并与井下水文钻孔揭露的煤层底板岩层结构及探水结果对比研究，发现音频电透视探测的煤层底板综合视电导率高异常与岩层的裂隙性及其充水程度具有很强的关联性；岩层裂隙与含水层连通性良好部位明显显现视电导率高值异常，结果表明，音频电透视探测成果能够综合反映底板岩层的阻水条件。     

频率域电磁法中视电阻率全区定义

视电阻率定义在电法勘探中得到广泛的应用。目前在频率域电磁法中常常采用远区视电阻率定义。由于在频率域中收发距并非足够大,以致在低频段远区定义视电阻率往往不能反映地下电阻率值。我们定义全区电阻率及引入校正系数K,经二层三层模型及野外实测资料的计算,证明了方法的有效性。