瞬变电磁大定源回线数据处理软件的实现

针对大定源回线野外实际观测数据,本文采用C++语言在Microsoft Visual 2008平台上设计开发了一个数据资料处理软件,完成了实测数据的转换,实现单通道感应电动势、视电阻率衰减曲线图和多通道感应电动势、视电阻率剖图。这样有利于推断出地下地质体的感应电动势和视电阻率的衰减方向,反映出地质体的异常位置和形态,有利于推测其地质体的走向。     

大定源回线装置磁源瞬变电磁法深部找矿应用与问题探讨

磁源瞬变电磁法常用于金属矿的勘探工作中,为了加大勘探深度和提高工作效率,常采用大定源回线装置进行测量。本文给出了一个在深部找矿工作中大定源回线装置磁源瞬变电磁法应用实例,通过Occam一维反演工作,提出和探讨了一些实际应用问题。     

大定源瞬变电磁法勘探中的野外试验研究

正大定源瞬变电磁法具有工作效率高、信号稳定、探测深度大及信息丰富等特点,其广泛应用与矿产勘查和工程勘察领域。本文以新疆托云盆地油页岩勘查为例,采用加拿大凤凰地球物理有限公司生产的V8多功能电法采集系统,通过完整的野外参数试验,获得了较为准确的深度和地下电性特征,取得了良好应用效果。     

多激励源瞬变电磁探测方法在煤矿采空区的应用

大定源回线是瞬变电磁方法的常用装置,移动发射框需要耗费巨大的人力和时间,极大降低了工作效率;电性源瞬变电磁法具有探测深度大、受地形限制小、工作效率高等优点,但偏移距较大时,采集信号强度衰减强烈,信噪比降低,在一定程度上限制了探测精度。为了解决精细地质探测的实际问题,采用多激励源瞬变电磁方法,通过构建正演模型,以甘肃魏家地煤矿含水采空区探测为例,比较了传统大定源回线、单激励源及多激励源电性源瞬变电磁的勘查效果;经钻孔验证,多激励源瞬变电磁法在研究区勘查效果更好。研究结果为邻区及类似地区煤矿采空区探测提供了技术支撑和可供参考的范例。     

瞬变电磁法寻找铝土矿效果与分析

铝土矿属于风化矿床,覆存于奥陶灰岩风化壳附近的不整合面之上。受沉积环境和剥蚀程度等因素影响,在风化壳低洼部位富集。铝土矿体电性上呈高电阻率特征,与下部灰岩电性较为接近,因此。用电法寻找该类矿床无直接有效的手段。瞬变电磁法是寻找低电阻率金属矿的有效方法之一,对高电阻率目标体分辨能力比较弱,特别是在有低电阻率层覆盖的情况下效果不理想。选择渭北某铝土矿区投入瞬变电磁方法剖面工作,建立适当地电模型,分析瞬变电磁衰减曲线及电阻率断面特征,对灰岩界面进行划分,推断矿体富集部位。经过钻孔验证,取得了较好的找矿效果。     

大定源瞬变电磁法在含水断层构造探测中的应用

针对黄土层及松散砂层覆盖厚度较大地区的三维地震探测断层构造效果欠佳问题,在山西大同煤田右玉矿区进行了瞬变电磁法探测含水断层构造的工程尝试。已知区域的前期试验结果表明:上下两盘存在电性差异或充水断层构造在视电阻率断面图上表现为等值线向下弯曲,电性层错动;不同落差的断层等值线弯曲程度不同,落差越大,等值线弯曲程度越大。基于此,勘探区内推断解释断层49条,目前5条断层在井巷掘进过程中得到验证,揭露结果与推断解释基本一致,方法有效性得到验证。     

浅层不均匀体对大定源瞬变电磁响应的影响

根据瞬变电磁法基本原理,当大定源发射回线下方存在局部不均匀体时,由于不均匀体在接收线圈中产生的二次场方向不同,导致衰减曲线与均匀大地响应曲线偏离。为了分析浅层不均匀体对衰减曲线的影响,采用大定源回线装置发射电流为梯形波,回线面积为150 m×150 m,电流波形为梯形波,幅值为10 A,关断时间为176 μs;对于时间常数分别为1、3、5 ms的浅层不均匀体,利用多匝密绕的闭合线圈（即异常线圈模型）的电磁信号衰减规律,来模拟其响应衰减曲线。研究表明,当异常线圈位于发射回线下方或者是框边下方时,随着发射、异常、接收之间的相对位置的变化,三者之间的互感发生变化,引起异常线圈的响应可能为负值,致使接收到的综合响应衰减曲线出现过0情况。因此,大定源回线结构下存在不均匀体时,产生的负响应值在后续处理时需要引起注意。     

大定源瞬变电磁法在煤田采空积水区探测中的应用

大定源瞬变电磁法目前已成为许多矿区水文地质勘查的首选方法,其施工参数要在试验的基础上确定。本文通过工程实例说明了大定源瞬变电磁法在探测煤矿采空区积水性方面的效果是很显著的。     

瞬变电磁法在复杂构造背景下深部找矿中的应用

大电流大定源回线瞬变电磁法具有装置简单,探测深度大,工作效率高,对低阻目标体分辨力高等优点;通过应用实例,介绍了该方法在云南某高海拔高起伏复杂构造地区的应用,说明了该方法的切实有效性。     

瞬变电磁法在复杂构造背景下深部找矿中的应用

大电流大定源回线瞬变电磁法具有装置简单,探测深度大,工作效率高,对低阻目标体分辨力高等优点;通过应用实例,介绍了该方法在云南某高海拔高起伏复杂构造地区的应用,说明了该方法的切实有效性。     

瞬变电磁法小发射回线探测装置及其应用

瞬变电磁法的探测深度主要与观测时间有关。发射回线的尺寸主要是使信号具有一定的强度,以满足接收机灵敏度和信噪比的要求。当对小发射回线装置供以大电流时,同样可以得到和大发射回线相当的信号强度。大发射回线施工中的边缘效应是目前影响探测精度的原因之一,小发射回线装置避免了这个缺陷。云南、湖南和邢台等地的实际探测结果表明,小发射回线装置最大探测深度达800 m,资料解释结果与工程中的揭露、钻孔资料及地质资料一致。     

瞬变电磁法回线源形态对一次场畸变特征研究

近年来,地面瞬变电磁法在矿产资源、水文地质勘查等领域均取得了良好的勘探效果,而当地表条件较差时,探测结果的可靠性明显降低。究其原因,矩形回线源的布设随地形起伏致使形态变化是重要影响因素之一。根据毕奥—萨法尔定律,对通电矩形回线在空间任意点所产生磁场进行计算。通过对比、分析水平矩形回线源和起伏矩形回线源一次场地下介质不同深度三分量的分布特征,总结得出起伏回线源一次场的畸变与源的形态有明显的相关性,其特征表现为浅部畸变程度严重,随着深度的增加畸变程度明显减弱,以上研究为瞬变电磁法探测中地形影响的认识和校正工作提供了理论指导。     

定源回线TEM数据的约束反演方法及应用效果

为消除TEM定源回线装置增大接收区域后明显的边框效应,且提高TEM的分层能力,达到提高对不同电性地层精细分辨的目的,采用带约束的正则化反演方法。在反演算法中,拉格朗日因子采用CMD正则化因子的自适应调节方案,自主调整。为保证反演过程的高效、稳定且结果收敛性,使反演模型每一层的厚度按照等对数间隔进行离散,减少矩阵方程的病态性;同时对反演电阻率值采用可行的上下限约束,使迭代的结果不至于出现极值或错值,降低反演的多解性。通过对多层理论模型的计算,证明了约束反演算法的正确性和可靠性,将其用于实测瞬变电磁法勘探数据的反演计算中,反演电阻率纵向分布规律与已知地层电性资料吻合,解释的异常区得到了钻探验证,结果可靠。     

大定源回线全区视电阻率平移算法与核函数算法的对比

为了更快、更准确地进行瞬变电磁一维正、反演,研究了中心回线装置计算全区视电阻率的平移算法和核函数算法。研究表明,均匀半空间大定源回线的瞬变响应曲线具有平移伸缩特性和核函数特点,可以运用平移算法和核函数算法计算。推导出全区视电阻率的计算公式,通过三层K型、4层KH型地电模型理论计算,对比分析了平移算法和核函数算法的运算速度和误差,结果表明：平移算法的运算速度为0.140 6 s,均方根误差为1.824×10^-2,核函数算法的运算速度为3.241 8 s,均方根误差为0.728×10^-2,两种方法均能计算大定源回线的全区视电阻率,各有优缺点。     

回线源瞬变电磁测深快速反演方法

回线源瞬变电磁测深法(简称瞬变电磁法或TEM法)是以不接地回线为场源,在回线内、外测量电磁场的一种电磁测深方法,已经广泛用于固体矿产、工程地质和水文地质调查工作之中[1,2]。目前,回线源瞬变电磁法主要采用中心回线和重叠回线两种测量装置,测量回线内垂直磁场产生的感应电动势。“烟圈”反演方法是瞬变电磁反演的主要计算方法,“烟圈”反演利用地表瞬变电磁响应与某时刻电流源镜像等效原理,计算勘探深度和对应电阻率。这里给出了回线源瞬变电磁测深一维“烟圈”反演解释方法的基本原理、计算方法和应用实例。结果表明,一维“烟圈”反演解释结果纵向分辨率较高,能反映出地下电性变化情况,可以用于瞬变电磁测深资料解释工作。     

定源回线水平分量特性及其应用效果

为了有效的利用水平分量信息参与反演解释,通过不同条件下定源回线三分量模拟计算,归纳了水平分量具有指向地下异常体中心位置和判断地下异常体产状的特性.在此基础上,利用水平分量特性对实测数据开展定性解释,并与z分量反演结果进行比较分析,结果表明水平分量的定性解释与z分量定量解释结论相一致,三分量联合解释克服了单一分量的局限性,保证了反演结果的可靠性.     

对瞬变电磁测深几个问题的思考(二)——小回线瞬变场法探测分析与实践

阐述了小回线瞬变场法探测的几个问题：在地电断面一定的情况下,瞬变电磁（TEM）场的理论扩散深度仅取决于时间;模拟不同大小回线发射电流相同时,其激励的地下电场峰值到达某一深度的时间相同,只是强度不同;经过推导与计算,显示小回线中心的感生电动势比预想的大,按大回线公式计算小回线观测结果的转换视电阻率会大大缩小;列举了几个小回线TEM法实际探测结果。从理论与实际结合上展示小中心回线TEM法的探测能力。     

Simulink在瞬变电磁场暂态过程分析中的应用

为了研究瞬变电磁场分布变化规律,在理论上推导了不同阻尼状态下的瞬变电磁暂态响应方程,并采用Simulink对瞬变电磁场暂态过程进行模拟仿真,设计开发了激励电流、发射回线、地质异常体、接收回线等效电路模块和互感关系模块;系统研究了电感、分布电容和电阻对发射和接收回线等效电路的影响。结果表明：发射回线的阻尼状态决定了瞬变电磁场激励波形特点,接收回线的阻尼状态则直接影响瞬变电磁场的衰减特征和观测质量。电路仿真结果对于抑制非地质因素的影响和指导瞬变电磁观测系统设计具有重要意义。     

矿井瞬变电磁法超前探测研究

本文通过实例介绍了矿井瞬变电磁法超前探测的基本原理及井下施工技术。实际应用表明,该方法对解决巷道掘进迎头方向的水害隐患及确保巷道安全是一种快捷、有效的勘查手段,可以为煤矿地质保障系统提供重要的技术依据。