钻孔瞬变电磁方法探测越界开采采空区的应用

煤矿井下越界开采扰乱煤炭资源开发秩序,同时存在巨大的安全隐患,准确探测越界开采采空区及其边界对安全采掘极为重要。常规的矿井瞬变电磁探测方法容易受到巷道中的金属和电磁信号干扰,探测精度有限,难以满足采空区边界精准解释的需求。为了解决这一问题,提出一种钻孔中收发信号的钻孔瞬变电磁方法和施工工艺,利用其远离巷道和靠近异常体的特点,提高异常信号在实测数据中的占比;并研究可行域约束的OCCAM反演算法,进一步减小体积效应影响,实现了对越界开采采空区的电阻率精细成像。结合山西某煤矿的工程实践,对该方法精准探测邻矿越界开采采空区规模、性质的实用性和有效性进行了检验。结果表明,钻孔瞬变电磁方法是矿井地球物理技术与钻探工艺技术的高效结合和有益补充,基于可行域约束的OCCAM反演算法能够有效应用于越界开采采空区的边界精确成像解释。      

A Preliminary Study of Oceanic Bomb Radiocarbon Inventory in the North Pacific during the Last Two Decades

Radiocarbon and total carbonate data were obtained near the 1973 GEOSECS stations in the North Pacific along 30°N and along 175°E between 1993 and 1994. In these stations, we estimated radiocarbon originating from atomic bomb tests using tritium, trichlorofluoromethane and silicate contents. The average penetration depth of bomb radiocarbon during the two decades has deepened from 900 m to 1300 m. Bomb radiocarbon inventories above the average value for the whole North Pacific were found widely in the western subtropical region around 30°N both in the 1970s and 1990s, and its area in the 1990s was broader than that in the 1970s. In most of the North Pacific, while the bomb radiocarbon has decreased above 25.4, the bomb radiocarbon flux below 25.4 was over 1 × 10¹² atom m^-2yr^-1 in the subtropical region around 30°N. In the tropical area south of 20°N, the bomb radiocarbon inventory below 25.4 increased from zero to over 10 × 10¹² atom m^-2 during the last three decades. These distributions suggest that the bomb radiocarbon removed from the surface is currently accumulated with bomb ¹⁴C flux of over 1 × 10¹² atom m^-2yr^-1 below 25.4 in the subtropical region, mainly by advection from the higher latitude, and that part of the accumulated bomb ¹⁴C gradually spread southward with about 30 years.     

地质基础理念之我见

任-侵位的岩浆体，在结晶分异、固化成岩过程中，一般都可分为：已结晶的固相岩体、正(半)结晶的可塑相岩体及未结晶的熔融相岩浆3部分．此时，若发生了地壳运动，地壳运动的构造作用力。使正(半)结晶的可塑相岩体发生可塑相变形，形成片麻化岩体；地壳运动(包括地震)时的构造作用力为脉动性质的挤压作用力；岩体发生片麻化的地壳运动，又使已结晶的固相岩体和围岩发生断裂活动，形成了断裂带控矿、容矿构造；未结晶的熔融相岩浆再度上升侵位，便形成了小侵入岩体控矿构造．残浆的形成与排出，控矿构造的发生、发展与控矿过程，都是在这次地壳运动过程中完成的．因此，对这次地壳运动可称成矿作用．     

水平长导线源瞬变电磁三维积分方程模拟

以体积分方程法模拟三维电磁正演问题的原理为基础,利用数值滤波方法实现了时间域水平长导线源的瞬变电磁三维问题的模拟,对电阻率、极化率、时间常数和频率相关系数的变化分别进行了三维数值模拟。为了提高计算的精度,变换过程中采用双精度数值滤波方法。利用偶极源的解析解和数值解的对比来检验数值滤波方法的可靠性。数值模拟结果表明,此种数值滤波方法精度高,结果稳定。高精度数值滤波结果为瞬变电磁法在石油、矿产、地热以及其他方面的应用提供了理论指导。     

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。     

基于遗传算法的瞬变电磁法线圈阵列优化设计

为解决瞬变电磁检测技术遇到地底干扰物时在探测精度方面的不足,从载流直导线出发,利用磁场矢量叠加原理,计算单个正三角形空间磁场分布,设计了一种正三角形发射线圈阵列。为得到更好的磁聚焦特性,利用遗传算法对线圈阵列的具体参数进行优化。仿真结果表明:87.5%及以上的磁场能量集中在半径0.113m的特定区域内。说明该线圈阵列在较小目标区域实现了聚焦,具有良好的聚焦性,可以应用在瞬变电磁检测技术发射回线中。     

Forward simulation of coal fire model by transient electromagnetic method with electrical source

Uncontrolled coal fires are natural disasters that may cause mineral loss and environmental damage. The traditional loop source transient electromagnetic method can effectively detect the low-resistivity region of coal fires, but its detection efficiency is not so good for high-resistivity regions. In view of this limitation, a technique based on electrical source transient electromagnetics is proposed in this paper to detect high-resistivity regions in the spontaneous combustion process of coal. Considering the complex geometry of the coal fire area, an unstructured tetrahedral grid is used in this study to realize the spatial discretization of the model, and solve the electromagnetic field based on a vector finite element algorithm. Numerical analysis is used to investigate methods for detecting coal fires and the characteristics of effective anomalies are further examined to provide guidance for practical detection.     

ABCD2评分法结合颅脑DWI及CTA预测TIA后脑梗死风险

目的：在ABCD2评分基础上,评估结合弥散加权成像（DWI）及CTA对短暂性脑缺血（TIA）后短期内发生脑梗死风险的预测价值。方法：连续选取本院2015年1月至2017年6月170例TIA患者（平均年龄62.4岁±5.4岁）,全部患者均行DWI及CTA检查,且随访3个月。分别于7天、3个月记录患者ABCD2评分、DWI阳性结果及CTA诊断大动脉粥样硬化（LAA）,以评估所有患者短期内发生脑梗死风险的预测价值。结果：170例患者中,68例（40%）患者DWI阳性,43例（25%）诊断LAA。DWI阳性患者中单侧肢体无力（OR=2.3;95% CI,1.1~4.8）,TIA症状持续时间≥ 60 min（OR=3.7;95% CI,1.4~9.9）,ABCD2> 5（OR=5.4;95% CI,1.5~18.8）,LAA（OR=2.7;95% CI,1.3至5.5）。随访期间,7天内发生脑梗死1例,7天至3个月内发生脑梗死6例,ABCD2评分> 5（OR=24.4;95% CI,2.5~238.7）,DWI阳性结果（OR=9.8;95% CI,1.1~83.1）,LAA（OR=20.4;95% CI,2.4~175.1）。除1例患者外,3个月内发生脑梗死的DWI均为阳性。ABCD2评分、DWI阳性结果及LAA与7天、3个月脑梗死风险的增加是相关联的。结论：在ABCD2评分基础上引入DWI和CTA检查作为辅助,能提高对TIA后发生脑梗死风险的预测能力。     

对瞬变电磁测深几个问题的思考(一)——瞬变电磁测深中偶极子源及其转换

偶极子源是电磁法研究的基本对象,是构成更复杂探测装置与资料解释的前提,也是电磁法勘探技术开发与创新的理论基础。从偶极子源的概念出发,导出了均匀大地表面上的主要偶极子源瞬变电磁场公式,并指明正垂直阶跃脉冲与负垂直阶跃脉冲激发的瞬变电磁场公式的异同,以加深认识。举例说明了相应于电性源与磁性源的场分量可根据电磁场的互易定理相互转换,便捷推导公式。重点阐述了由偶极子源的场强公式运用叠加原理可衍生更复杂的电磁场公式,诸如大回线源及其任意一点的瞬变电磁场公式,盘活了瞬变场的应用。     

电性源瞬变电磁全区视电阻率定义

电性源瞬变电磁法是目前研究的热点,研究该方法的全区视电阻率定义同样很重要.文中给出了一种快速有效的全区视电阻率定义方法,利用该方法可以快速计算电性源瞬变电磁多分量的全区视电阻率.利用均匀半空间磁场强度响应曲线的平移伸缩特性实现视电阻率定义,该算法无需迭代就可以直接计算,速度快,精度高.最后,对比了水平磁场分量和垂直磁场分量定义的全区视电阻率对地层的分辨能力.结果表明,两种分量定义的全区视电阻率有相同的分辨能力,给电性源瞬变电磁法的多分量综合解释技术奠定了理论基础.