本文關(guān)鍵詞：地—井高精度電磁法探測煤田積水采空區(qū)研究

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【摘要】：一直以來,礦井的水害事故都是煤田生產(chǎn)中一大重要災(zāi)害,是僅此于瓦斯事故的第二大煤礦事故,其中采空區(qū)積水在水害事故占有很大的比重。同時,采空區(qū)積水具有突發(fā)性強,突水量大,破壞性強等特點,是威脅礦井安全的主要因素之一[2]。因此,做好煤田積水采空區(qū)的探測工作,對礦井水害事故的防治具有積極的意義。探查煤礦采空區(qū),一般采用物探方法,如地震、電磁法等。其中,地震方法雖然對斷層、采空區(qū)、地層等有較好的探測效果,但其施工成本高,產(chǎn)出成果的周期長,而且在管路密布的工區(qū)開展爆破作業(yè)也不適宜。作為無損探測的電磁探測方法以其以其對含水體敏感、分辨能力較強,在煤田水文地質(zhì)勘探中獲得了廣泛的應(yīng)用。探測采空區(qū)常用的地面電磁勘探方法包括：高密度電法、瞬變電磁法、可控源音頻大地電磁測深法、激發(fā)極化法等。這些常規(guī)的勘探方法在普通的地質(zhì)條件下能夠取得不錯的勘探效果,但是對于一些特殊的地電條件,地面電磁方法就會顯現(xiàn)出一定的不足。例如,對于地下結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,目的層埋深較深的情況,地面物探方法會由于探測深度不夠、信號不強、干擾太大等原因,無法采集到高質(zhì)量的物探數(shù)據(jù),給后期的資料處理與解釋造成很大的困難,不能得出精確的結(jié)果。因此,為克服常規(guī)地面物探方法的缺陷,地-井物探方法開始逐漸興起。地-井電磁法是其中最具有代表性的方法之一,該方法是利用工程用套管井,或者采油井、礦井、廢井等金屬井設(shè)施,同時和地面設(shè)備結(jié)合來開展的電磁勘探方法。地-井電磁法由于在井中發(fā)射或者接收電磁信號,更加接近于地下隱伏礦藏等目標(biāo)體,同時避開了地面的一系列電磁干擾,使得觀測到的異常響應(yīng)更加明顯,對確定地下深部異常體的分布狀態(tài)及規(guī)模大小等信息具有更好的表現(xiàn)。在地-井高精度電磁法中,地井瞬變電磁法和井地電位法是其中兩種使用范圍廣、收獲效果好的方法。地井瞬變電磁法,是瞬變電磁法的一個變種。這種觀測方式能比較近地接近目的體,導(dǎo)電覆蓋層影響小,電磁干擾較弱,因此可以得到比常規(guī)的地面瞬變電磁法更強的異常響應(yīng)。國外廣泛的研究與應(yīng)用實踐表明,地井瞬變電磁法具有方位性好、探測精度高、探測范圍大等優(yōu)點,是地-井電磁法中尋找深部隱伏礦體最有效的方法之一[20]。井地電位法也是近幾年發(fā)展起來的一種電磁勘探新方法和新技術(shù)。通過套管井向地下供入大功率電流,在地表測量由于地下介質(zhì)的電性變化引起的電位異常,據(jù)此來分析地下導(dǎo)電體的電性分布情況。相比于傳統(tǒng)的電阻率法,井地電位法具有勘探深度大、探測范圍廣、分辨率高等特點。本論文首先將對地井瞬變電磁法和井地電位法進(jìn)行基本的介紹,分析二者在煤田積水采空區(qū)中的應(yīng)用。論文從二種方法的基礎(chǔ)理論入手,分別闡述地井瞬變電磁法和井地電位法的基本原理及施工方法,研究地井瞬變電磁法在不同地電條件下觀測到的異常響應(yīng)特征。同時利用有限差分算法對三維空間中的井地電位法進(jìn)行正演模擬,最后以內(nèi)蒙古某煤田的實測井地電位法為例,介紹了對實測資料的處理與解釋流程,對煤田內(nèi)的積水采空區(qū)位置以規(guī)模給出了一定的推斷與結(jié)論。通過本文的研究表明,地井瞬變電磁法和井地電位法都是探測地下深部構(gòu)造有效的地球物理勘探方法,對煤田積水采空區(qū)的探測具有較好的地質(zhì)效果和良好的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：地井瞬變電磁法 井地電位法 煤田積水采空區(qū) 有限差分法 三維正演
【學(xué)位授予單位】：長江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P631.325;TD745
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 研究目的與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究方法與內(nèi)容11-13
• 第2章 地-井高精度電磁法的基本理論與方法13-31
• 2.1 地井瞬變電磁法的理論基礎(chǔ)與方法技術(shù)13-20
• 2.2 井地電位法的理論基礎(chǔ)與方法技術(shù)20-31
• 第3章 地井瞬變電磁異常的響應(yīng)特征31-52
• 3.1 地井瞬變電磁異常的靜態(tài)特征與動態(tài)特征31-33
• 3.2 單個導(dǎo)電薄板的地井瞬變電磁異常響應(yīng)規(guī)律33-44
• 3.3 多個導(dǎo)電薄板的地井瞬變電磁異常響應(yīng)規(guī)律44-52
• 第4章 井地電位法的三維有限差分正演模擬及視電阻率成像52-70
• 4.1 有限差分法的基本理論與應(yīng)用方法52-56
• 4.2 點源三維有限差分正演模擬及視電阻率成像56-63
• 4.3 線源三維有限差分正演模擬及視電阻率成像63-70
• 第5章 內(nèi)蒙古某地井地電位法資料處理與解釋70-79
• 5.1 工區(qū)地質(zhì)概況與地球物理特征70-71
• 5.2 井地電位法的施工方法與技術(shù)71-73
• 5.3 資料的處理與解釋73-79
• 第6章 結(jié)論79-80
• 致謝80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 個人簡介85-86

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：514090