本文關(guān)鍵詞：礦井地面-井下電性源瞬變電磁探測響應規(guī)律分析

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【摘要】：為了避免井下瞬變電磁探測面臨的金屬強干擾、高瓦斯礦井防爆等要求,對礦井地面布置瞬變電磁發(fā)射源,在井下巷道、采場接收的瞬變電磁探測方法進行研究。采用三維時域有限差分法建立電性源瞬變電磁三維正演算法,研究地面電性源發(fā)射,井下巷道接收的瞬變電磁響應規(guī)律。首先采用均勻半空間模型和層狀模型研究地下接收瞬變電磁場的曲線形態(tài)特征以及對地層電阻率變化的敏感性,并考察接收排列的最佳方位角和收發(fā)距。以層狀模型為例設(shè)置均布的5條測線接收排列,計算了不同接收點的瞬變電磁響應響應曲線,對比分析曲線形態(tài),得到電性源瞬變電磁地面發(fā)射、井下接收采集范圍和傳播規(guī)律,即:1電性源磁響應在垂向(broadside)排列方向比在軸向(inline)排列幅值大,井下接收的最佳測線方向為垂直排列方向;2發(fā)射長度為1 km的電性源井下接收有效探測深度可達到1.5 km;3電阻率較高的煤層對接收點響應曲線的影響不大。其次,設(shè)計包含頂板水和底板水的模型,計算得到了不同類型含水層的響應規(guī)律,對比曲線可以發(fā)現(xiàn)明顯的異常差異。最后,設(shè)計一個包含斷層的復雜模型,得出了傾斜充水斷層影響下的瞬變電磁響應曲線。得到地面發(fā)射-井下接收的瞬變電磁方法的采集范圍和傳播規(guī)律,最佳方位角為垂直排列方向;地面發(fā)射-井下接收的瞬變電磁方法對頂板水和底板水有一定的分辨和識別能力;地面發(fā)射-井下接收的瞬變電磁方法能夠初步對傾斜充水斷層的電磁場響應進行識別。該方法僅要求接收機在井下,易于進行本安設(shè)計。
【作者單位】： 山東大學巖土與結(jié)構(gòu)工程研究中心;山東能源集團有限公司博士后科研工作站;
【關(guān)鍵詞】： 電性源 瞬變電磁 地井裝置 千米深井
【基金】：國家自然科學基金資助項目(41404104) 中國博士后基金資助項目(2014M561951) 山東省博士后創(chuàng)新基金資助項目
【分類號】：P631.325;TD745
【正文快照】： 瞬變電磁是一種利用低頻電磁場進行勘探的地球物理方法,利用獲取關(guān)斷后的2次電磁場來反映地下的電性分布情況,已經(jīng)被廣泛應用于地球物理近地表面探測,例如煤礦采空區(qū)的探測或監(jiān)測[1],金屬礦產(chǎn)資源勘查[2-3],監(jiān)測污染物遷移[4-5],地下水調(diào)查[6-8],以及隧道或礦井含水不良地質(zhì)超

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