本文關(guān)鍵詞：煤礦多層采空區(qū)的瞬變電磁響應(yīng)特征　出處：《太原理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：煤炭是我國能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分,隨著資源需求量的增加[1],煤礦在開采深度、開采強(qiáng)度、開采速度、開采規(guī)模上都有所提升,為此出現(xiàn)了單層或雙層等復(fù)雜采空區(qū),及時(shí)探明各種采空區(qū)分布位置和存在形式具有重要意義。通過對(duì)本采空區(qū)電性規(guī)律的研究,建立了固定埋深和固定電阻率值的單層低阻、單層高阻、雙層低阻、雙層高阻、雙層低高阻(低阻在上部,高阻在下部)、雙層高低阻(高阻在上部,低阻在下部)六種一維采空區(qū)層狀地電模型。通過在模型正上方布置不同大小的線框,并運(yùn)用Maxwell軟件進(jìn)行正演計(jì)算,通過對(duì)不同線框大小下不同模型的電壓衰減曲線和均勻半空間的對(duì)比得出,單層模型在固定埋深下最佳的發(fā)射線框?yàn)?20m×120m,雙層模型最佳發(fā)射線框?yàn)?50m×150m。分析不同模型的電壓衰減曲線,可以看出初始響應(yīng)的歸一化電壓值大小分別為單層低阻體雙層低高阻雙層低阻雙層高低阻單層高阻雙層高阻,單層低阻的初始響應(yīng)電壓值最大,雙層高阻的初始響應(yīng)電壓值最小。為了研究復(fù)雜采空區(qū)瞬變電磁響應(yīng)的影響范圍,分別建立了單層采空區(qū)和雙層采空區(qū)三維模型,重點(diǎn)研究了單層低阻、雙層低阻、雙層低高阻、雙層高低阻瞬變電磁響應(yīng)特征,得出單層低阻模型在沿著異常體走向方向,異常體影響的范圍最遠(yuǎn)距離可以達(dá)到異常體邊界80m,垂直于異常體的走向方向,影響范圍最遠(yuǎn)距離可到達(dá)離異常體邊界60m。雙層低阻和雙層低高阻模型,沿著異常體走向方向,異常體影響范圍的最遠(yuǎn)距離可以達(dá)到異常體邊界的80m,垂直于異常體的走向方向,影響范圍最遠(yuǎn)距離可到達(dá)離異常體邊界80m。當(dāng)模型為雙層高低阻時(shí),異常體正上方測線的電壓值變化不明顯,但相對(duì)于均勻半空間響應(yīng)電壓值較高,沿著異常體走向方向異常體影響的范圍可以達(dá)到異常體邊界的40m,平行于異常體的走向方向,離異常體邊界的影響范圍不能很好的確定。通過長治某煤礦進(jìn)行瞬變電磁的探測實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)煤層埋深為100m單層低阻采空區(qū)在地表對(duì)瞬變電磁勘探結(jié)果的影響范圍可達(dá)60m,結(jié)果顯示實(shí)際情況與模擬結(jié)果吻合較好,證明了模擬的正確性。
[Abstract]:Coal is an important part of China's energy structure, with the increasing demand for [1] resources, coal mine in the mining depth, mining intensity, speed of mining, mining scale have been improved, so the single or double complex goaf, timely proved a variety of goaf distribution and existence form has important significance through the study of the mining laws. Electric goaf, establish a fixed depth and fixed resistivity of low resistivity and high resistance monolayer, monolayer, double low resistance, high resistance layer, double low (low resistance and high resistance in the upper and lower layer in high resistance), high and low resistance (high resistance in the upper part. The low resistivity in the lower goaf) six kinds of one-dimensional layered model. Through the model is arranged above depending on the size of the wire frame, and use Maxwell software for calculation, through the comparison of different wire frame model size under different voltage decay curves and uniform half space The emission line at a fixed depth optimal monolayer model under the frame of 120m * 120m, double model best emission line frame for voltage 150m * 150m. analysis model of different attenuation curve can be seen, the initial value of normalized voltage response were single low resistance body double low and high resistance double layer double low resistance high and low resistance layer double high resistance high resistance and low resistance, the initial single response maximum voltage, initial double high resistance response voltage minimum. In order to study the complex mining influence scope of goaf of transient electromagnetic response, respectively establish a single goaf and double gob area three dimensional model, focusing on the single low resistance layer low resistance, high resistance and low double, double low resistance transient electromagnetic response characteristics of the single model in the low resistance abnormal body along the direction, range from the impact of abnormal body can reach the boundary of 80m anomaly, perpendicular to the abnormal body go To the direction, the distance can reach the influence range of body boundary 60m. often divorced double low resistance and high resistance of double low model, along the direction of the distance of abnormal body, abnormal body influence range can reach abnormal boundary 80m direction perpendicular to the anomalous body, the impact range of the distance can reach the body boundary often divorced when the 80m. model for the double level of resistance, voltage abnormal body just above the line values did not change significantly, but compared to the higher value of voltage response in homogeneous half space, the range along the direction of abnormal body abnormal body effect can reach abnormal boundary 40m direction parallel to the anomalous body, can not determine the influence scope of divorce often the boundaries of good. The transient electromagnetic detection experiment through a coal mine in Changzhi, found that the buried depth of coal seam is 100m single low impedance gob ring range in the surface on the transient electromagnetic exploration results. Up to 60m, the results show that the actual situation is in good agreement with the simulation results, which proves the correctness of the simulation.

【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD325.3;P631.325

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