發(fā)布時(shí)間：2020-08-10 21:40

【摘要】：水害是影響煤礦安全生產(chǎn)的重要因素之一,在煤礦生產(chǎn)掘進(jìn)中常常發(fā)生突水、透水事故,不僅影響到了礦井正常生產(chǎn),甚至可能造成工作人員傷亡。因此研究礦井生產(chǎn)掘進(jìn)過(guò)程中巷道前方水體的分布規(guī)律,對(duì)于指導(dǎo)礦井安全掘進(jìn),保障礦井安全生產(chǎn)有著重要的意義。由于瞬變電磁勘探對(duì)介質(zhì)的電阻率變化比較敏感,與其他勘探方法相比靈敏度更高,因此,瞬變電磁法探測(cè)為掘進(jìn)巷道超前探中重要的物探方法。首先,通過(guò)對(duì)全空間條件下同富新煤礦地層背景地質(zhì)噪音進(jìn)行模擬計(jì)算,得到全空間條件下同富新煤礦的背景響應(yīng)曲線。之后對(duì)中國(guó)山西省臨汾市同富新煤礦10201工作面輔助運(yùn)輸順槽進(jìn)行了三組瞬變電磁探測(cè),通過(guò)同富新煤礦的背景響應(yīng)曲線對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正,并使用校正后的結(jié)果對(duì)瞬變電磁超前探測(cè)進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào),在此基礎(chǔ)上,通過(guò)實(shí)際揭露結(jié)果對(duì)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,事實(shí)證明校驗(yàn)后的數(shù)據(jù)得到的超前預(yù)報(bào)結(jié)果更為準(zhǔn)確。因此,瞬變電磁勘探作為巷道超前探測(cè)中重要的物探方法,采用校正后的物探數(shù)據(jù)可以更為準(zhǔn)確的反演分析含水體分布,通過(guò)驗(yàn)證分析可以對(duì)這個(gè)方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證,這對(duì)于礦井安全生產(chǎn)提供了更有力的保障。
【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】：2017
【分類號(hào)】：P631.325;TD745
【圖文】：

法的原理（Principle of Transient 法勘探基本原理要存在兩種形式的場(chǎng)源[42,43]：第一種是磁源線形式為接地電極。為了表述方便，我們談瞬變電磁場(chǎng)[44-47]。 、電導(dǎo)率為 的地平面上一個(gè)面積為 S 矩形見(jiàn)式(2-1)：的電流斷開(kāi)之前時(shí)（t＞0 時(shí)），回線的周圍場(chǎng)，如圖 2-1 所示：( )( )0( 0)0tI tI t <= ≥

圖 2-2 關(guān)斷后磁場(chǎng)的擴(kuò)散形式Figure 2-2 Diffusion of magnetic field after turn-off如果在瞬變電磁探測(cè)過(guò)程中，當(dāng)?shù)叵乱粋�(gè)良好的導(dǎo)體尺寸增加時(shí)，其導(dǎo)電性也隨之增加，這種情況下就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度較大的瞬變電磁場(chǎng)，同時(shí)電磁場(chǎng)損失也會(huì)相應(yīng)減小，這使電磁波的衰減速度變慢，延遲電壓的速度會(huì)減小。根據(jù)這種情況下電磁場(chǎng)的性質(zhì)，可以通過(guò)特定的儀器對(duì)這一衰減規(guī)律進(jìn)行記錄，通過(guò)這種辦法地底待測(cè)地質(zhì)體的導(dǎo)電性就可以得出，地質(zhì)體的位置、形狀和深度可以通過(guò)瞬變場(chǎng)的傳播特性來(lái)得出，之后我們可以通過(guò)數(shù)據(jù)解釋、成像和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合，判斷地底低阻異常體是否存在[49]。接收機(jī)觀測(cè)到的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) V（t）與磁場(chǎng) B（t）的關(guān)系為：(2-2)其中接收線圈切割的總磁通量為 ，接收線圈的有效面積為 q。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁場(chǎng)的關(guān)系成比例變化，感應(yīng)電壓可表達(dá)為：3213( )k Iqv tσ= (2-3)( )( )d dB tv t qdt dtφ= =

性梯形脈沖系列常常被使用。下面我們會(huì)對(duì)這三種激勵(lì)場(chǎng)波形的波形表達(dá)式和激勵(lì)圖形進(jìn)行介紹[51]：（1）雙極性矩形脈沖。其傅里葉級(jí)數(shù)表達(dá)式為：(2-4)式中：H0為脈沖磁場(chǎng)的幅值；δ=2d/T，T 為脈沖系列的重復(fù)周期，d 為單個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間；ω0=2π/T。（2）雙極性半正弦脈沖。它可表示為：(2-5)其中：Fn=8δcosπδπ(1-4n2δ2)，δ=d/T。（3）雙極性梯形脈沖系列。它可表示為：(2-6)這三種激勵(lì)場(chǎng)的波形圖如下所示：( )n=1,3..0 0.1d / 2H t = 4H cosnw tnsin(npp )∞∑( )1 01,3n 0nH t H F cosnw t∞= …= ∑( )( ) ( )( )1,3,...0 0 01 0002sin / 2 sin / 2 cos/ 22nd dn d n d d n tH t HTn dn d dω ω ωωω∞= = ′ ′′ ′′∑

【參考文獻(xiàn)】

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