礦井水害是煤礦生產(chǎn)和建設過程中的主要災害之一,礦井瞬變電磁法是目前普遍采用探測煤礦隱伏富水區(qū)效果較好的地球物理方法。礦井瞬變電磁法的基礎理論研究相對滯后,特別是全空間瞬變電磁場的分布規(guī)律和典型富水區(qū)的全空間瞬變電磁響應規(guī)律。本文采用基于Yee網(wǎng)格的三維時域有限差分法,對全空間瞬變電磁場的擴散規(guī)律和煤礦富水區(qū)的礦井瞬變電磁響應規(guī)律進行了研究,并將結果應用于煤礦隱伏富水區(qū)的探測中。主要研究內容和成果如下:（1）針對井下多方向多角度探測問題,采用了以多組發(fā)射線圈代替實際發(fā)射回線的方式,實現(xiàn)了在直角網(wǎng)格中加載任意方向發(fā)射回線。研究了井下巷道中電磁場方程及處理方法,并對處理效果進行了驗證。針對截斷邊界在晚期的影響問題,采用了卷積完全匹配層吸收邊界（CPML）替代傳統(tǒng)的Dirichlet邊界條件,提高了晚期解的精度。分別采用均勻全空間和水平層狀全空間模型對算法的效果進行了驗證,驗證結果表明本文采用的有限差分算法具有較高的可靠性和精度。（2）研究了發(fā)射回線邊長對全空間瞬變電磁響應的影響,并研究了小回線源激發(fā)的全空間瞬變電磁場的分布規(guī)律,采用水平層狀介質模型,研究了在垂直介質界面激發(fā)、平行介質界面激發(fā)... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圍巖電阻率為10052m時巷道處理方法驗證結果

2 三維全空間瞬變電磁場時域有限差分原理果，兩種方法的感應電動勢曲線非常吻合，且采用準靜態(tài)處理方法得到的感應電動勢相對誤差最大值只有 3%，說明本文采用的準靜態(tài)處理方法對巷道空氣的計算結果具有較高的精度，且能夠節(jié)省大量的計算時間。-510-410-3準靜態(tài)處理直接計算

模型有限差分解與解析解對比 analytical solution of 10Ω m whole-spa模型有限差分解與解析解對比 analytical solution of 100Ω m whole-sp模型有限差分解與解析解對比 analytical solution of 500Ω m whole-sp10-610-510-410-3Time (s)0246810(b) 感應電動勢相對誤差10-610-510-410-3Time (s)0246810(b) 感應電動勢相對誤差10-610-510-410-3Time (s)0246810(b) 感應電動勢相對誤差

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3324518