回線源瞬變電磁法因?qū)Φ妥梵w敏感,現(xiàn)已成為煤礦水文地質(zhì)調(diào)查的首選方法,用于劃分含隔水層,探測(cè)賦水異常體,但是目前有關(guān)其分辨率問(wèn)題仍不明確,導(dǎo)致前期施工設(shè)計(jì)缺乏理論依據(jù),后期資料解釋可靠性不足。針對(duì)于此,本文采用三維數(shù)值模擬的研究方法,計(jì)算了不同地電模型、不同回線邊長(zhǎng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)響應(yīng),以5%相對(duì)異常值為分辨閾值,分析了瞬變電磁法縱、橫向分辨率與回線邊長(zhǎng)的關(guān)系,主要研究成果如下:(1)對(duì)于同一地電模型,在目標(biāo)層地層參數(shù)保持不變的情況下,當(dāng)薄層埋深較淺時(shí),發(fā)射回線邊長(zhǎng)的大小對(duì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)響應(yīng)結(jié)果有一定的影響,但當(dāng)薄層埋深較深時(shí)或?yàn)楦咦璞訒r(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)對(duì)目標(biāo)層的敏感性與發(fā)射回線邊長(zhǎng)的大小基本無(wú)關(guān),表明縱向分辨率此時(shí)也與發(fā)射回線邊長(zhǎng)無(wú)關(guān)。(2)當(dāng)發(fā)射回線邊長(zhǎng)固定時(shí),縱向分辨率主要與目標(biāo)層的地層參數(shù)有關(guān)。如對(duì)于邊長(zhǎng)為100m的發(fā)射回線,其縱向分辨率滿足關(guān)系式:min 0 1(z/h)(28)16.10590809?(?/?)-16.74251672。其中對(duì)于埋深為100m,與圍巖的電性差異為1:2的低阻薄層,當(dāng)薄層厚度大于6.44m時(shí)即可分辨;對(duì)于埋深為100m,與圍巖的電性差異為1:4的低阻薄層,當(dāng)薄層厚度大于2.1m時(shí)即可分辨。(3)對(duì)三維異常體的橫向分辨率不僅與發(fā)射回線邊長(zhǎng)有關(guān),還與含異常體的模型地層參數(shù)有關(guān)。當(dāng)發(fā)射回線邊長(zhǎng)固定為200m,埋深固定為100m時(shí),其橫向分辨率滿足關(guān)系式:0.04520 1 min(/)623.4732L??e-(28)?。其中,對(duì)于與圍巖電性差異比為1:5的低阻異常體,當(dāng)異常體大小大于107m×107m×107m時(shí)即可分辨;對(duì)于與圍巖電性差異比為1:10的低阻異常體,當(dāng)異常體大小大于91m×91m×91m時(shí)即可分辨;對(duì)于與圍巖電性差異比為1:50的低阻異常體,當(dāng)異常體大小大于56m×56m×56m時(shí)即可分辨。(4)對(duì)于大小為50m×50m×50m的兩個(gè)不同間隔同一深度上的雙異常體,其極限分辨率為埋深80m,其間隔為60m;對(duì)于縱向大小相同,電阻率相同的雙異常體,異常分辨結(jié)果為一個(gè)整體。(5)通過(guò)對(duì)比不同地層參數(shù)的薄層的電磁響應(yīng)特征,提出可以代表薄層的埋深的8個(gè)屬性參數(shù)作為自變量,計(jì)算了不同薄層參數(shù)下的樣本庫(kù),共計(jì)3253個(gè)樣本模型,利用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS軟件,采用逐步多元線性回歸方法,建立了薄層埋深的逐步回歸方程,并對(duì)方程進(jìn)行了精度檢驗(yàn),檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷穆裆钕鄬?duì)誤差均分布在模型埋深相對(duì)誤差精度范圍之內(nèi)。
【學(xué)位單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P631.325
【部分圖文】：

圖 2-4 均勻半空間地電模型的響應(yīng)特征 2-4 Response characteristics of a uniform half-space geoelectr接收點(diǎn)在地面發(fā)射回線中心處的垂直方向的感應(yīng)電時(shí)刻的時(shí)候，回線源瞬變電磁法的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為常阻率有關(guān)，此時(shí)電阻率與早期感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)成正相關(guān)關(guān)減時(shí)刻成負(fù)相關(guān)關(guān)系，這是因?yàn)殡姶艌?chǎng)在低阻介質(zhì)中慢的緣故。圖 2-4(b)為接收點(diǎn)在發(fā)射回線中心地下 動(dòng)勢(shì)，隨著均勻半空間的電阻率不斷增大，接收有效于電磁信號(hào)在高阻中擴(kuò)散較快導(dǎo)致的。從不同電阻電阻率越高，接收信號(hào)的幅值越大。狀模型的電磁響應(yīng)特征型的建立，根據(jù)上下電阻率的不同劃分為 D 型和圖 2-5 所示：

圖 2-7 三層層狀電阻率模型Figure 2-7 Three-layer resistivity model(a) K 型 (b) H 型 (c) Q 型 (d) A 型三層模型計(jì)算中所使用的參數(shù)如下：矩形發(fā)射回線邊長(zhǎng) 100m,發(fā)射電流為10A，采樣時(shí)間為 1×10-6~1×10-1s 指數(shù)等分 50 個(gè)時(shí)刻，其中每層的電阻率和厚度如表 2-1 所示：表 2-1 三層層狀模型地層參數(shù)Table 2-1 Stratigraphic parameters of three-layer layered model層狀模型 第一層 第二層 第三層K 型模型ρ1=50Ωm ρ2=500Ωm ρ3=50Ωmh1=100 m h2=100 m ——H 型模型ρ1=500Ωm ρ2=50Ωm ρ3=500Ωmh1=100 m h2=100 m ——Q 型模型ρ1=500Ωm ρ2=50Ωm ρ3=5Ωmh1=100 m h2=100 m ——A 型模型ρ1=5Ωm ρ2=50Ωm ρ3=500Ωmh1=100 m h2=100 m ——

而對(duì)比圖 3-5(a)、 (c)和(e)以及對(duì)比圖3-5(b)、 (d)和(f)可知，在其他條件一定的情況下，圍巖的電阻率越大，出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)差異極值和電阻率差異極值出現(xiàn)的時(shí)刻，向前順延，這是因?yàn)樗沧冸姶判盘?hào)在高阻層中傳播速度更快導(dǎo)致的，但是極值的幅值基本不變，說(shuō)明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)差異極值和電阻率差異極值受?chē)鷰r的電阻率這個(gè)單一因素影響不大，主要與薄層

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本文編號(hào)：2819701