多層采空區(qū)地面—巷道瞬變電磁探測(cè)響應(yīng)特征研究
本文關(guān)鍵詞:多層采空區(qū)地面—巷道瞬變電磁探測(cè)響應(yīng)特征研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:采空區(qū)積水是誘發(fā)我國(guó)煤礦特大突水災(zāi)害事故的主要原因之一。隨著煤礦開采深度的增加,許多礦區(qū)面臨著多層采空區(qū)探測(cè)問(wèn)題,綜合地面瞬變電磁與礦井瞬變電磁的優(yōu)點(diǎn),地面-巷道瞬變電磁探測(cè)技術(shù)有望成為探測(cè)多層采空區(qū)的有效方法之一。本文采用理論推導(dǎo)、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)等手段對(duì)地面-巷道瞬變電磁探測(cè)技術(shù)采空區(qū)的可行性進(jìn)行了分析研究。首先簡(jiǎn)要介紹了地面-巷道瞬變電磁法的工作方法,基于一維層狀的理論公式,簡(jiǎn)要分析了地面-巷道瞬變電磁法的數(shù)值模擬方法以及該方法的正演模擬流程;诓煽諈^(qū)的地質(zhì)特征,建立了相應(yīng)的地球物理模型,對(duì)地面觀測(cè)、地面發(fā)射井下巷道中接收兩種方式下不同采空區(qū)的電位響應(yīng)特征進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬結(jié)果顯示:(1)對(duì)于單層采空區(qū),無(wú)論充水與否(高阻與低阻),井下巷道中接收的異常響應(yīng)幅值高于地面探測(cè)的響應(yīng)幅值,表明地面-巷道瞬變電磁探測(cè)對(duì)單層采空區(qū)分辨率優(yōu)于地面瞬變電磁探測(cè)。(2)對(duì)于雙層采空區(qū),與單層采空區(qū)一樣,地面-巷道瞬變電磁探測(cè)對(duì)其分辨率優(yōu)于地面瞬變電磁探測(cè);地面-巷道瞬變電磁法對(duì)雙層高阻采空區(qū)的探測(cè)效果比單層高阻采空區(qū)差,對(duì)雙層低阻采空區(qū)的探測(cè)效果比單層低阻采空區(qū)好;當(dāng)存在上層高阻下層低阻或上層低阻下層高阻采空區(qū)時(shí),地面-巷道瞬變電磁法對(duì)低阻采空區(qū)的探測(cè)效果更好,而對(duì)于高阻采空區(qū)的探測(cè)效果很弱。上述結(jié)果表明地面-巷道瞬變電磁法能夠有效分辨雙層采空區(qū)。(3)隨著采空區(qū)與其圍巖的電性差值逐漸增大,該方法對(duì)采空區(qū)的探測(cè)效果逐漸增強(qiáng);地面-巷道瞬變電磁法對(duì)采空區(qū)的探測(cè)效果隨著厚度的增加而增強(qiáng),當(dāng)高阻采空區(qū)厚度大于20m以及低阻采空區(qū)厚度小于50m時(shí),該方法探測(cè)效果更好;地面-巷道瞬變電磁法對(duì)高阻采空區(qū)的層位置識(shí)別度較低,對(duì)低阻采空區(qū)的層位置具有很高的識(shí)別度。在山西朔州某煤礦進(jìn)行了積水采空區(qū)地面瞬變電磁探測(cè)與地面-巷道瞬變電磁探測(cè)的實(shí)際對(duì)比試驗(yàn),結(jié)果顯示,地面-巷道瞬變電磁法探測(cè)效果好于地面瞬變電磁法,進(jìn)而證實(shí)了該方法的實(shí)際可行性。
【關(guān)鍵詞】:地面-巷道瞬變電磁法 數(shù)值模擬 不同參數(shù) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TD745;P631.325
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-18
- 變量注釋表18-19
- 1 緒論19-25
- 1.1 研究背景與意義19-20
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-24
- 1.3 本文研究的主要內(nèi)容24-25
- 2 地面-巷道瞬變電磁技術(shù)基本原理25-39
- 2.1 地面-巷道瞬變電磁法正演理論25-37
- 2.2 地面-巷道瞬變電磁法工作方法37-38
- 2.3 本章小結(jié)38-39
- 3 采空區(qū)地面-巷道瞬變電磁響應(yīng)正演模擬39-62
- 3.1 正演模擬模型設(shè)置依據(jù)39-40
- 3.2 不同電性特征模型地面-巷道瞬變電磁響應(yīng)特征分析40-61
- 3.3 本章小結(jié)61-62
- 4 不同參數(shù)采空區(qū)地面-巷道瞬變電磁響應(yīng)特征分析62-90
- 4.1 不同參數(shù)單層模型響應(yīng)特征分析62-74
- 4.2 不同參數(shù)雙層模型響應(yīng)特征分析74-88
- 4.3 本章小結(jié)88-90
- 5 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)90-94
- 5.1 試驗(yàn)內(nèi)容90-91
- 5.2 試驗(yàn)結(jié)果91-93
- 5.3 本章小結(jié)93-94
- 6 結(jié)論與展望94-97
- 6.1 研究結(jié)論94-95
- 6.2 展望95-97
- 參考文獻(xiàn)97-100
- 作者簡(jiǎn)歷100-102
- 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集102
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本文編號(hào):466841
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