煤礦井下工作面形成后,需要經(jīng)過電磁法探測工作面頂?shù)装寮八泥彽母缓闆r,以保證回采工作安全進行,地空瞬變電磁三維正演研究可以提高探測的精度和效率。研究了地空瞬變電磁三維正演模擬的方法原理及相關(guān)理論,分析了關(guān)斷時段和關(guān)斷后的電磁響應(yīng)特征,建立了半空間不含異常體、含有高阻異常體和含有低阻異常體的三維模型,對模型進行積分方程法和FDTD模擬,驗證了積分方程法效率高、針對簡單模型效果好,而FDTD更適用于復(fù)雜地質(zhì)情況的高精度探測。模擬結(jié)果顯示,關(guān)斷時段的電磁響應(yīng)對高阻異常體反應(yīng)更明顯,關(guān)斷后的電磁響應(yīng)對低阻異常體反應(yīng)更明顯。實際應(yīng)用表明,全波形時域地空瞬變電磁響應(yīng)三維有限差分數(shù)值模擬適用性強,對低阻異常體反應(yīng)靈敏,探測精度和分辨率高,可為煤礦安全生產(chǎn)提供準確的地質(zhì)資料,推廣應(yīng)用價值高。 

【文章來源】：能源與環(huán)保. 2020,42(08)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

地空瞬變電磁探測原理

建立的均勻半空間無異常體模型參數(shù)為:電阻率10 Ω·m,發(fā)射電流關(guān)斷時間300 μs。均勻半空間發(fā)射線圈中心點感應(yīng)電動勢衰減曲線如圖2所示。從圖2中可以看出,2條曲線基本重合,說明采用積分方程法和FDTD進行正演計算,對于無異常體的均勻半空間模型而言基本沒有差異,二者計算誤差小于0.000 1%。3.2 均勻半空間中低阻異常體模型

由于復(fù)雜模型FDTD模擬的效果更加準確,為了進一步說明FDTD對任意復(fù)雜模型電磁響應(yīng)計算的有效性,建立了均勻半空間中低阻異常體的模型。模型參數(shù)為:低阻異常體電阻率為0.5 Ω·m,長110 m,寬70 m,延伸110 m,上邊界距離地表50 m,半空間地層電阻率為10 Ω·m。均勻半空間中低阻異常體模型發(fā)射線圈中線點感應(yīng)電動勢衰減曲線如圖3所示。從圖3中可以看出,無論是在關(guān)斷時段還是關(guān)斷后,電磁響應(yīng)對低阻異常的反應(yīng)均比較突出。在關(guān)斷后時段,隨著時間的增大,衰減曲線對低阻異常的反應(yīng)由小變大,然后變小,最后與均勻半空間無異常模型電磁響應(yīng)曲線相重合。因此,接收機只有在異常體附近,在關(guān)斷時段和關(guān)斷后的某一個時間段內(nèi)可以分辨出低阻異常。3.3 均勻半空間中高阻異常體模型

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]瞬變電磁地空系統(tǒng)多分量響應(yīng)特征研究[D]. 趙越.長安大學(xué) 2013
[3]矩形回線源瞬變電磁法三維有限差分正演模擬[D]. 趙云威.中南大學(xué) 2012
[4]帶地形的瞬變電磁法三維數(shù)值模擬[D]. 肖懷宇.中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 2006



本文編號：3092766