本文關(guān)鍵詞：瞬變電磁法在煤礦采空區(qū)含水性探測中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《成都理工大學(xué)》 2015年

瞬變電磁法在煤礦采空區(qū)含水性探測中的應(yīng)用研究

王偉都  

【摘要】：我國是煤炭消費大國、同時也是煤炭生產(chǎn)大國,隨著煤礦向深層的開采,留下的采空區(qū)也越來越多。而采空區(qū)的含水性問題,一直牽動的安全生產(chǎn)管理人員的心。為了避免煤礦安全事故頻發(fā),必須找到探測此類采空區(qū)含水性的方法,即通過探測來確定采空區(qū)有沒有積水、積水的邊界在哪里劃分。為了消除隱患,四川省安科院在川東地區(qū)某煤礦開展了水患調(diào)查的試點工作,具體工作內(nèi)容包括:1、通過瞬變電磁方法對采空區(qū)進(jìn)行探測研究,具體包括地面(大定源回線裝置)瞬變電磁探測和井中(偶極裝置)瞬變電磁探測,研究采空區(qū)的含水性問題,劃定采空積水區(qū)的范圍礦區(qū);2、煤田地質(zhì)、水文地質(zhì)調(diào)查研究和礦區(qū)地質(zhì)資料甄別、整理、備案;3、三維激光掃描技術(shù)在礦山數(shù)字建模的應(yīng)用,即利用三維激光掃描數(shù)據(jù)建立的礦山高程模型,整合瞬變電磁探測的數(shù)據(jù)成果,并綜合煤田地質(zhì)、水文地質(zhì)資料,形成立體的礦山采空積水區(qū)的構(gòu)架。作為主要內(nèi)容之一,瞬變電磁法探測對本次工作具有重要意義。此次研究正是基于礦山防治水試點工作,重點對地面瞬變電磁的探測工作,即大定源回線裝置瞬變電磁法進(jìn)行研究和分析。本文研究內(nèi)容包括:一維正演,即使用大定源裝置,瞬變電磁場在不同的發(fā)射面積、不同均勻半空間電阻率值、不同二層或三層模型等條件約束下的響應(yīng)特征;同時,利用煙圈反演的方法,對一維正演的結(jié)果進(jìn)行反演,分析各個模型的似電阻率和視深度的相互關(guān)系,研究煙圈反演成果的特點,總結(jié)出,似電阻率的“峰值”與地下異常地層有相互對應(yīng)關(guān)系的規(guī)律,以及驗證煙圈反演的半定量解釋特點,發(fā)現(xiàn)似電阻率曲線在劃分地層方面存在的問題和可以改進(jìn)的方向。根據(jù)煙圈反演得出的結(jié)論,本文還著手研究了提高反演結(jié)果的解釋精度的處理方法。在瞬變電磁法中,除了可以采用電阻率表征地下地質(zhì)體信息以外,還可以使用其他物理參數(shù)。通過研究,本文采用表征介質(zhì)材料的介電性質(zhì)的物理參數(shù)——相對介電常數(shù)進(jìn)行相關(guān)轉(zhuǎn)換處理,即利用水這一低阻介質(zhì),和高阻的圍巖在相對介電常數(shù)方面的巨大差異,求出不同地下地質(zhì)體的相對介電常數(shù)和電阻率之間的對應(yīng)關(guān)系,進(jìn)一步突出水的異常,壓低高阻圍巖的異常。本文根據(jù)線性回歸方程的理論方法,推導(dǎo)出適合理論模型的相對介電常數(shù)與電阻率換算的經(jīng)驗公式,并利用經(jīng)驗公式對反演數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理研究。通過對比原始反演結(jié)果,驗證了經(jīng)驗公式處理反演數(shù)據(jù)的可行性和正確性�？偨Y(jié)出,采用相對介電常數(shù)與電阻率的換算方法,對反演數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,能夠在凸顯低阻異常的特征、壓制高阻響應(yīng)的同時,還能夠保持實際原始數(shù)據(jù)對地下地質(zhì)體的物理特征的反映情況。在實際工作中,利用經(jīng)驗公式對瞬變電磁對采空區(qū)的探測結(jié)果進(jìn)行處理和驗證研究工作,證明了此次試點工作中利用瞬變電磁探測成果劃定采空積水區(qū)界線的正確性。本文最后將瞬變電磁成果與三維激光掃描模型整合,形成了煤礦采空積水區(qū)的立體模型,并綜合煤礦的各種地質(zhì)資料給出了初步的治理方案。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P631.325;TD745
【目錄】：

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本文編號：200571