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地空瞬变电磁法在复杂地形隧道勘察中的应用
1
作者 孙乃泉 刘铁华 +3 位作者 李貅 薛敬儒 蒋道君 梅竹 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第3期58-64,共7页
由于传统的地面地球物理探测方法及地质勘察方法受场地及地形限制,无法有效开展隧道地质灾害源的探测任务,地空瞬变电磁法应用到复杂地形条件下的隧道地质灾害勘探可有效解决地形限制。地空瞬变电磁法以旋翼无人机为搭载平台,以地表线... 由于传统的地面地球物理探测方法及地质勘察方法受场地及地形限制,无法有效开展隧道地质灾害源的探测任务,地空瞬变电磁法应用到复杂地形条件下的隧道地质灾害勘探可有效解决地形限制。地空瞬变电磁法以旋翼无人机为搭载平台,以地表线性源为发射源,具有施工快速简便、勘探深度大等优点。根据复杂地形条件下的地空瞬变电磁工作流程,以宜涪高铁孟家垭隧道为例,开展地空瞬变电磁勘查工作,查明待建隧道区域的岩溶发育及安全隐患问题,取得了良好的勘探效果。该方法为隧道设计、评估与灾害预防工作提供了参考,同时验证了地空瞬变电磁法在复杂地形条件下工作的可靠性和优越性。 展开更多
关键词 隧道工程 地空瞬变电磁法 复杂地形 岩溶探测 三维瞬变电磁模拟
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地空瞬变电磁法在复杂地形运营公路隧道岩溶勘查中的应用——以广西河池—百色高速公路为例 被引量：1
2
作者 孙乃泉 李天祥 +2 位作者 戚志鹏 程旺盛 曹华科 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第1期95-105,共11页
针对传统地球物理方法在地形复杂条件下隧道突水突泥地质灾害勘查的局限性,采用结合地面与空中电磁信号的地空瞬变电磁法可以克服供电和负载的限制。以广西河池—百色高速公路金兰隧道为例,结合三维视电阻率成像技术,采用基于反函数原... 针对传统地球物理方法在地形复杂条件下隧道突水突泥地质灾害勘查的局限性,采用结合地面与空中电磁信号的地空瞬变电磁法可以克服供电和负载的限制。以广西河池—百色高速公路金兰隧道为例,结合三维视电阻率成像技术,采用基于反函数原理的全域视电阻率计算方法,分析隧道区域三维视电阻率特征。该方法通过展示地下介质的电性分布,精确识别灾害源及导水通道,相比传统视电阻率计算,基于反函数原理的全域定义提升了探测的精度和深度。结果表明:地空瞬变电磁法结合全域视电阻率成像技术,能够精准定位隧道内的低电阻率区域,为隧道灾害抢险与治理提供了关键技术支持。 展开更多
关键词 地空瞬变电磁法 复杂地形 岩溶勘查 隧道 地质灾害 全域视电阻率
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直升机瞬变电磁法组合波脉冲电流源研究
3
作者 张栋 张一鸣 +2 位作者 王旭红 崔龙飞 李永亮 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第3期43-47,共5页
为了提高直升机瞬变电磁(HTEM)系统的发射频带宽度,基于LC串联谐振原理和高压钳位技术,提出了一种新型组合波脉冲电流源。给出了脉冲电流源的时序控制方法,并对电路模态及参数计算过程进行了详细分析。所提脉冲电流源直接由直升机机载... 为了提高直升机瞬变电磁(HTEM)系统的发射频带宽度,基于LC串联谐振原理和高压钳位技术,提出了一种新型组合波脉冲电流源。给出了脉冲电流源的时序控制方法,并对电路模态及参数计算过程进行了详细分析。所提脉冲电流源直接由直升机机载电源驱动,具有简单可靠、高效节能的特点。搭建实验样机并进行测试,实验结果表明:半正弦波的峰值电流达到890 A;而梯形波的峰值电流为50 A,下降沿时间仅为67μs。该电流源实现了在半个发射周期内先后发射高幅值半正弦波和快关断梯形波,有助于提高HTEM系统的探测深度与浅部分辨率,在航空电磁探测领域具有广阔应用前景。 展开更多
关键词 直升机瞬变电磁法 脉冲电流源 LC串联谐振 高压钳位
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煤矿隐伏地质异常体地孔瞬变电磁法三分量探测技术 被引量：2
4
作者 高小伟 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期237-245,共9页
为了满足煤矿隐伏地质异常体精细探查的需求,实现钻孔周围隐伏水害的精细刻画与解释,提出了煤矿地孔瞬变电磁法三分量孔旁地质异常体定位技术,该方法通过地面大功率发射异常场信号、地面垂直钻孔中接收关断后的二次场三分量信号来探测... 为了满足煤矿隐伏地质异常体精细探查的需求,实现钻孔周围隐伏水害的精细刻画与解释,提出了煤矿地孔瞬变电磁法三分量孔旁地质异常体定位技术,该方法通过地面大功率发射异常场信号、地面垂直钻孔中接收关断后的二次场三分量信号来探测钻孔周围地质异常体。首先采用Max-well软件分别计算了钻孔不同方位异常体的三分量响应,发现地孔瞬变电磁法接收探头离异常体近,三分量异常响应明显,且组合形态不同,可依此定性判断异常体所在钻孔的方位;进一步对煤矿上常见的含导水陷落柱、含水断层和积水采空区模型的异常三分量响应进行数值模拟,发现不同异常体由于规模、异常体姿态不同,其产生的三分量异常响应曲线幅值形态不同,依此可以定性推断异常体类型;然后采用了电流环反演技术对理论含导水陷落柱、含水断层和积水采空区模型进行了异常体空间定位。结果表明:利用地孔瞬变电磁三分量异常响应能实现钻孔周围含导水异常体的空间定位,并能获得异常体的空间位置、规模和姿态等参数。最后在内蒙古某矿针对三维地震圈定的疑似陷落柱开展了地孔瞬变电磁探测,试验采用2个方位的发射源进行了激发,并对采集的数据进行了异常三分量反演,成功实现了疑似陷落柱的空间定位,并获得了疑似陷落柱的规模和姿态,探测结果在后期巷道掘进过程中得到了超前探测钻孔的验证。理论模型与试验数据表明地孔瞬变电磁法三分量异常定位技术可作为煤矿地面垂直钻孔中探查钻孔周围地质异常体的有效手段。 展开更多
关键词 地孔瞬变电磁法 陷落柱 断层 采空区 三分量 异常定位
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航空瞬变电磁法在新疆黄土坡铜锌多金属矿区的应用
5
作者 陈伟 蒲利刚 +5 位作者 孙栋华 程莎莎 张伟盟 祁平 骆燕 王永洋 《地质与勘探》 北大核心 2025年第1期120-127,共8页
为探索航空瞬变电磁测量在新疆黄土坡铜锌多金属矿区的探测效果,基于矿区矿化岩石和围岩间存在明显的电性差异,在该区开展了1∶10000航空瞬变电磁测量,查明了矿区范围内600 m以浅不同电性地质层(体)的空间分布规律,分析了航空瞬变电磁... 为探索航空瞬变电磁测量在新疆黄土坡铜锌多金属矿区的探测效果,基于矿区矿化岩石和围岩间存在明显的电性差异,在该区开展了1∶10000航空瞬变电磁测量,查明了矿区范围内600 m以浅不同电性地质层(体)的空间分布规律,分析了航空瞬变电磁反演电阻率特征与已知矿体之间的关系。结果表明,航空瞬变电磁测量结果与已知矿吻合较好,在已知块状铜矿体位置,反演电阻率表现为明显的低阻特征,矿体最厚处与反演电阻率断面图中电阻率最低值的位置相对应。在已知网脉状、浸染状铜锌矿体位置,反演电阻率表现为中-高阻特征,矿体多位于反演电阻率断面图的电阻率过渡带上。根据已知矿的航空瞬变电磁响应特征,圈定找矿有利区3处,均为寻找火山沉积硫化物型铜锌矿床的有利地段。本次研究为新疆黄土坡地区寻找同类铜锌多金属矿产提供了一种高效的技术方法。 展开更多
关键词 航空瞬变电磁法 反演电阻率 铜锌多金属矿 找矿有利区 黄土坡 新疆
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基于瞬变电磁法的埋体管线探测模型及识别方法
6
作者 曾祥祝 胡城志 +5 位作者 周鹏 吴思宇 布锦钶 孙兴赛 赵青 张文理 《南方农机》 2025年第14期107-111,共5页
【目的】解决管线材质特殊以及地质条件复杂、存在电磁干扰等条件下的埋体管线探测问题。【方法】创新性地提出了利用小回线瞬变电磁法探测埋体管线的策略。通过控制变量法,探讨了在干扰较少、埋藏物品不大、埋藏深度较浅等理想条件下,... 【目的】解决管线材质特殊以及地质条件复杂、存在电磁干扰等条件下的埋体管线探测问题。【方法】创新性地提出了利用小回线瞬变电磁法探测埋体管线的策略。通过控制变量法,探讨了在干扰较少、埋藏物品不大、埋藏深度较浅等理想条件下,TEM传感器的发射线圈和接收线圈对探测深度及分辨率的规律性影响,以期为实际探测提供参考依据。【结果】1)探测深度随发射线圈匝数增加而逐步加深;2)接收线圈匝数存在最优值,125匝时分辨率最佳(0.18%),低于或高于此值均会导致分辨率变差。【结论】小回线瞬变电磁法在复杂地形条件下具有较高的适用性,受地面干扰较小,能够清晰地反映管线的位置和形态。实际应用中,可通过调整发射线圈和接收线圈的匝数,实现探测深度和分辨率的最佳平衡,从而获得理想的探测效果。 展开更多
关键词 瞬变电磁法 管线探测 目标识别 涡流场 电磁感应
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钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法 被引量：8
7
作者 程久龙 姜成麟 +1 位作者 李垚 白仁喜 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期616-627,共12页
利用掘进巷道超前探水钻孔进行钻孔瞬变电磁法探测钻孔孔壁外围远距离含水体,避免了常规测井方法仅能探测钻孔孔壁岩层的“一孔之见”。目前钻孔瞬变电磁法受全空间效应的影响,接收到的单分量响应不能判别异常体方位;多分量响应可以近... 利用掘进巷道超前探水钻孔进行钻孔瞬变电磁法探测钻孔孔壁外围远距离含水体,避免了常规测井方法仅能探测钻孔孔壁岩层的“一孔之见”。目前钻孔瞬变电磁法受全空间效应的影响,接收到的单分量响应不能判别异常体方位;多分量响应可以近似判断异常体的大致方位,但难以通过成像等直观有效的方法对其进行精确定位。基于钻孔瞬变电磁法和方位电磁波测井相关理论,提出了钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法,采用方位线圈作为探测装置,减小线圈互感,增强钻孔瞬变电磁法的探测效果。同时,通过改变线圈旋转角,对钻孔孔壁进行360°扫描,形成钻孔径向全方位探测,旨在对钻孔孔壁外围岩体中的低阻体进行精确定位。首先推导方位线圈的互感解析表达式,探讨方位角对方位线圈互感的影响,通过数值计算确定最佳方位角取值。分别建立均匀介质和含低阻异常体的钻孔全空间三维地质-地球物理模型进行瞬变电磁场数值模拟,分析方位线圈的瞬变电磁法扫描探测多分量响应特征,总结方位线圈扫描探测瞬变电磁响应规律,确定了钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法,即通过钻孔轴向和径向的瞬变电磁响应特征判别钻孔孔壁外围岩体中低阻异常体的位置。最后建立含2个低阻体的地质-地球物理模型,采用最佳方位角的方位线圈进行数值实验,验证了该方法能有效地判别低阻异常体的方位。研究表明:钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测结果可以较好地反映钻孔径向外围岩体中低阻异常体引起的瞬变电磁场异常,全空间视电阻率成像结果分辨率较高。依据钻孔轴向和径向的瞬变电磁响应特征,钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法对钻孔孔壁外围岩体中的低阻异常体具有较高的分辨率及定位精度。研究结果可以为钻孔瞬变电磁法方位线圈扫描探测定位方法的实际应用提供理论依据。 展开更多
关键词 钻孔瞬变电磁法 方位线圈 扫描探测 数值模拟 定位
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钻孔瞬变电磁法扫描探测RCQPSO-LMO组合算法2.5D反演 被引量：5
8
作者 程久龙 焦俊俊 +1 位作者 陈志 董毅 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期781-792,共12页
利用钻孔进行超前探测地质构造及含水体是地下开挖工程中的常规手段,如何利用这些钻孔进行钻孔瞬变电磁法扫描探测,从而实现钻孔孔壁外围地质异常体的精细探测,对实现地下工程地质透明化具有重要的指导意义.本文提出钻孔瞬变电磁法扫描... 利用钻孔进行超前探测地质构造及含水体是地下开挖工程中的常规手段,如何利用这些钻孔进行钻孔瞬变电磁法扫描探测,从而实现钻孔孔壁外围地质异常体的精细探测,对实现地下工程地质透明化具有重要的指导意义.本文提出钻孔瞬变电磁法扫描探测2.5D反演的数据解译方法,首先针对随机性反演算法时效性低,易陷入局部最优解,而确定性反演算法依赖初始模型的问题,提出了组合策略的量子粒子群优化算法用来随机搜索最优初始模型.在此基础上,利用Levenberg-Marquarat方法求解Occam反演的目标函数,形成了RCQPSO-LMO组合算法进行2.5D反演,通过对比组合算法和单一算法,验证了组合算法具有更精确的反演结果.其次结合屏蔽条件下扫描探测,对比分析了有无屏蔽的2.5D反演结果,通过设定屏蔽系数对非探测方向信号进行部分压制,可以较好地解决钻孔径向扫描探测中对非探测方向信号部分屏蔽下的反演及成像.最后建立三组理论模型进行组合算法2.5D反演,结果表明:组合算法反演结果与理论模型的一致性较好,对低阻异常体的反演精度较高,验证了组合算法对钻孔孔壁外围低阻异常体具有较高的反演精度和分辨能力. 展开更多
关键词 钻孔瞬变电磁法 扫描探测 量子粒子群优化算法 组合算法 2.5D反演
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全波形发射电流激发下地面瞬变电磁法磁场特征 被引量：2
9
作者 李建慧 易淯凯 +2 位作者 卢绪山 王垚 章帆 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2472-2486,共15页
在过去四十年,大部分关于瞬变电磁法的三维建模和反演研究都聚焦于磁场时间导数,而对于磁场数据研究并不多见.如今,随着超导量子干涉仪(SQUID)技术日益成熟,基于磁场数据的瞬变电磁法探测案例逐渐增多.基于矢量有限单元法,采用频谱法和... 在过去四十年,大部分关于瞬变电磁法的三维建模和反演研究都聚焦于磁场时间导数,而对于磁场数据研究并不多见.如今,随着超导量子干涉仪(SQUID)技术日益成熟,基于磁场数据的瞬变电磁法探测案例逐渐增多.基于矢量有限单元法,采用频谱法和时步法分别实现了适用于瞬变电磁法磁场数据的三维正演.以低阻覆盖层下的良导体和均匀半空间中板状良导体模型为例,研究了全波形发射电流激发的瞬变电磁法磁场及其时间导数特征,并探讨了二者对深部良导体的探测能力.正演计算结果表明:由于受发射电流全波形效应影响,晚延时磁场随目标体电导率增大而先增强、后减弱,然而即使不考虑全波形效应,磁场时间导数也呈现上述规律;在高阻和低阻围岩情形中,磁场比其时间导数对深部良导体反映更加灵敏,并且晚延时磁场比其时间导数更不易受地磁场背景噪声干扰,说明磁场比其时间导数更适合于深部良导体探测.需要注意的是,发射电流全波形效应降低了瞬变电磁法对深部良导体的识别能力,建议在瞬变电磁法对块状或脉状金属硫化物矿床探测时,尽量采用低基频发射电流波形. 展开更多
关键词 瞬变电磁法 磁场 三维正演 发射电流全波形
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鞍山-本溪地区眼前山铁矿床深(边)部错断隐伏矿体磁法和瞬变电磁法联合定位及预测 被引量：2
10
作者 闫迪 付建飞 +2 位作者 贾三石 程浩 王志猛 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期35-45,共11页
随着地表矿体开采殆尽,找矿需求日益增加,隐伏矿勘探尤其是已有矿山深(边)部的隐伏矿体定位识别成为当前地球物理探测研究的重点和难点问题。鉴于此,本文针对已有矿山深(边)部构造错断隐伏矿体的定位识别,以鞍山—本溪地区(鞍本地区)眼... 随着地表矿体开采殆尽,找矿需求日益增加,隐伏矿勘探尤其是已有矿山深(边)部的隐伏矿体定位识别成为当前地球物理探测研究的重点和难点问题。鉴于此,本文针对已有矿山深(边)部构造错断隐伏矿体的定位识别,以鞍山—本溪地区(鞍本地区)眼前山典型BIF型铁矿深(边)部隐伏铁矿体为研究对象,基于前期地质和地球物理研究成果,采用地面高精度磁法、基于大定源中心回线装置和多匝重叠回线装置的瞬变电磁法进行联合探测应用研究。探测研究成果表明,地面高精度磁法可以圈定隐伏铁矿体的平面边界,从而缩小找矿靶区,在眼前山铁矿东部及西部偏南区圈定了两处成矿预测区;其中东部异常区通过瞬变电磁法进行定位识别隐伏铁矿体的埋深及形态,并经过钻探验证,发现一处埋深320~410 m的厚大隐伏磁铁矿体,表现为向东稳定延伸并有逐渐增厚的趋势;据此推测具有相似异常特征表现的西部偏南异常区具有较大的找矿潜力。本研究为类似金属矿山常见的不同级别构造错断隐伏矿体的高效定位识别提供了理论支撑和应用依据。瞬变电磁法的多匝重叠回线装置比中心回线装置具有更高的分辨率,也更适合对盖层下隐伏金属矿体的探测定位。 展开更多
关键词 隐伏矿体 眼前山铁矿 构造错断 高精度磁法 瞬变电磁法
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地面瞬变电磁法对低阻薄层的分辨能力 被引量：2
11
作者 胡俭 杨帆 +4 位作者 张池 庞少东 姚伟华 张文波 李建慧 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期343-351,共9页
瞬变电磁法现阶段的资料处理解释仍以一维反演为主,因此分析瞬变电磁法对薄层的分辨能力对于更好地发挥瞬变电磁法优势仍具有重要意义。采用基于Occam算法的一维反演,以100 m深度内10 m层厚的低阻薄层为例,开展了地面回线源瞬变电磁法... 瞬变电磁法现阶段的资料处理解释仍以一维反演为主,因此分析瞬变电磁法对薄层的分辨能力对于更好地发挥瞬变电磁法优势仍具有重要意义。采用基于Occam算法的一维反演,以100 m深度内10 m层厚的低阻薄层为例,开展了地面回线源瞬变电磁法对低阻薄层分辨能力的定性和定量研究。数值结果表明:低阻薄层电阻率与背景电阻率差异越大,薄层反演电阻率和层厚越接近于真实值;反演电阻率极小值位置始终对应于薄层位置。低阻薄层电阻率与背景电阻率比值为1∶5,1∶10,1∶20,背景电阻率小于100Ω·m时,瞬变电磁法能够良好探测10 m薄层的最大埋深依次为40,50,80 m;背景电阻率为200Ω·m时,上述3个最大埋深依次为30,30,60 m。上述研究成果有助于优化瞬变电磁法野外工作参数设计和提高资料处理解释精度。 展开更多
关键词 瞬变电磁法 一维反演 低阻薄层 分辨能力
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钻孔瞬变电磁法拟地震全波形反演 被引量：3
12
作者 薛俊杰 程久龙 韩杨春 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3630-3639,共10页
钻孔瞬变电磁法是将发射与接收装置布置于钻孔中,因距离目标体近,探测精度得到提升,有利于煤矿钻孔周围含水体精细探测.常规的钻孔瞬变电磁法通过多分量响应近似判断异常体方向,难以对异常体的边界位置进行刻画,而且因瞬变电磁场的扩散... 钻孔瞬变电磁法是将发射与接收装置布置于钻孔中,因距离目标体近,探测精度得到提升,有利于煤矿钻孔周围含水体精细探测.常规的钻孔瞬变电磁法通过多分量响应近似判断异常体方向,难以对异常体的边界位置进行刻画,而且因瞬变电磁场的扩散特征,常规的反演方法对地质异常体的边界位置分辨率偏低.针对以上问题,结合钻孔瞬变电磁法扫描探测定位方法,通过波场转换将钻孔瞬变电磁法数据转换成虚拟波场数据,然后进行全波形反演与成像.针对虚拟波场直达波能量较强且属于干扰波,采用剪切波变换去除虚拟波场直达波,避免了虚假界面;其次由于波场转换过程中核函数病态性强的特点,引入虚拟电导率,降低了虚拟波场速度,从而降低了波场转换核函数病态性;为了对虚拟波场进行高精度反演与成像,分别采用阻尼最小二乘法和伴随状态法实现虚拟波场全波形反演.结合钻孔瞬变电磁法探测的数值实验得出阻尼最小二乘全波形反演方法的反演结果更加准确,可以实现对钻孔孔壁外围地层信息的精细刻画,提高了钻孔瞬变电磁法扫描探测的效果. 展开更多
关键词 钻孔瞬变电磁法 虚拟波场 全波形反演 扫描探测
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结合SBAS-InSAR技术与瞬变电磁法在煤矿区沉降监测中的应用 被引量：3
13
作者 施望科 贾伟航 +2 位作者 徐劼 杨承文 苏凯 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2024年第3期97-103,共7页
煤矿长时间开采会导致上覆岩层在重力因素下产生刚性弯曲、断裂等,进而造成一系列安全隐患。如何高效地对煤矿区进行地表形变监测,对煤矿安全、自然生态有着十分重要的意义。文章结合小基线集干涉测量(small baseline subset InSAR,SBAS... 煤矿长时间开采会导致上覆岩层在重力因素下产生刚性弯曲、断裂等,进而造成一系列安全隐患。如何高效地对煤矿区进行地表形变监测,对煤矿安全、自然生态有着十分重要的意义。文章结合小基线集干涉测量(small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR)技术与瞬变电磁测深法对煤矿区进行沉降监测。此外,采用标准差椭圆分析了沉降体空间形变规律与特征,利用长短时记忆网络(long short term memory network,LSTM)模型预测了沉降体形变趋势。分析结果表明:通过瞬变电磁法与干涉测量结合,地表形变范围基本与瞬变电磁反演的采空区吻合,标准差椭圆分析出形变中心向西南方移动376 m,沉降形态也在向似圆状过渡;LSTM模型可以预测两个月的形变,误差为2 mm,可以实现煤矿区形变趋势的短期预测。 展开更多
关键词 SBAS-InSAR 瞬变电磁法 沉降监测 标准差椭圆
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钻孔瞬变电磁法接收线圈定向屏蔽物理模拟研究 被引量：1
14
作者 辛成涛 程久龙 +1 位作者 李垚 孔孟行 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3178-3187,共10页
钻孔瞬变电磁(BTEM)扫描探测方法可以利用巷道已有超前探查钻孔,通过旋转置于钻孔内收发线圈对孔壁外围隐蔽地质异常体进行扫描探测,因收发装置位于钻孔内,不仅避免了巷道内电气设备和金属物的电磁干扰,而且可以提高钻孔利用率,减少钻... 钻孔瞬变电磁(BTEM)扫描探测方法可以利用巷道已有超前探查钻孔,通过旋转置于钻孔内收发线圈对孔壁外围隐蔽地质异常体进行扫描探测,因收发装置位于钻孔内,不仅避免了巷道内电气设备和金属物的电磁干扰,而且可以提高钻孔利用率,减少钻探工作量。然而,钻孔瞬变电磁法受全空间效应的影响,在扫描探测过程中,以收发线圈法线方向为探测方向接收异常体二次场信号的同时,还易受到其他方向信号的叠加干扰。若无法有效压制干扰信号,将直接影响对钻孔孔壁外围地质异常体的精确定位。利用屏蔽的方法,在接收线圈上安装屏蔽罩,尽可能保留线圈法线与屏蔽罩开口一致的探测方向的响应信号,而对其他方向的信号进行压制,从而实现钻孔孔壁径向一定范围内指向性探测。首先通过物理模拟实验探讨了不同匝数、尺寸的收发线圈对瞬变电磁场响应特征的影响,对适用于钻孔内的收发线圈参数进行组合优选。然后针对所要屏蔽的电磁波,选择不同种类的屏蔽材料,开展不同材料对不同方向电磁波的屏蔽效果实验。通过对比探测方向和其他方向的感应电动势,证实以泡沫镍制作的屏蔽罩能有效地压制非探测方向的干扰信号。通过实验分别对屏蔽罩的不同形状、磁导率等物性参数进行瞬变电磁场响应特征对比分析,并探讨屏蔽罩开口角度与定向屏蔽效果的关系,优化定向屏蔽罩参数,增强屏蔽效果。最后使用参数优化后的收发线圈和定向屏蔽装置进行钻孔瞬变电磁法径向断面扫描探测现场实验,采用基于混合分布的混沌量子粒子群和Levenberg-Marquarat及Occam组合算法的反演方法进行电阻率成像。研究表明:以泡沫镍为屏蔽材料,安装在接收线圈上的弧形屏蔽罩定向屏蔽效果较好,可以有效地压制钻孔瞬变电磁法扫描探测过程中非探测方向的信号干扰,且能较大程度的保留探测方向的异常响应信号,进而可以实现对钻孔孔壁外围隐蔽地质异常体的精确定位。 展开更多
关键词 钻孔瞬变电磁法 定向屏蔽 瞬变电磁场特征 扫描探测
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复杂地质条件下浅海区电性源瞬变电磁法三维响应特征 被引量：3
15
作者 雷松达 王显祥 刘遂明 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1016-1030,共15页
与频域电磁法相比,瞬变电磁法可有效区分空气波和海底电磁响应,在浅海油气藏探测中具有良好的应用前景。近海海域地质条件一般较为复杂,普遍具有强切割地形及复杂构造,使电磁场响应特征变得异常复杂,给数据解释工作带来极大困难。本文... 与频域电磁法相比,瞬变电磁法可有效区分空气波和海底电磁响应,在浅海油气藏探测中具有良好的应用前景。近海海域地质条件一般较为复杂,普遍具有强切割地形及复杂构造,使电磁场响应特征变得异常复杂,给数据解释工作带来极大困难。本文基于时域有限元法,采用非结构化网格对复杂地质模型进行剖分,通过构建时域有限元方程并结合偶极子离散的长导线源近似技术以及后退欧拉离散技术,实现了复杂地质条件下浅海区电性源瞬变电磁三维正演模拟。在验证算法精度后,通过复杂地质模型的三维正演,分析了不同海水深度对空气波与海底油气藏目标体的影响,在此基础上,进一步分析了不同围岩电阻率以及海底地形对油气藏目标体分辨率的影响,结果表明:在浅海条件下,脉冲响应受空气波影响较大,阶跃响应受空气波影响较小,随着深度增大空气波影响变小,对油气藏的分辨率也降低;围岩电阻率及海底复杂地形对电性源瞬变电磁影响严重。 展开更多
关键词 瞬变电磁法 浅海 非结构化网格 三维正演 时域有限元
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多辐射场源半航空瞬变电磁法薄层探测能力 被引量：1
16
作者 张莹莹 王玉 马玉龙 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期785-799,共15页
多辐射场源半航空瞬变电磁法具有探测深度大、地形适应性强和工作效率高的优点,已逐渐成为当前的研究热点。为了研究其探测能力,本文基于一维正演理论,从多辐射场源布设方式入手,选定典型测点与辐射源组合,通过定义瞬变响应相对异常,分... 多辐射场源半航空瞬变电磁法具有探测深度大、地形适应性强和工作效率高的优点,已逐渐成为当前的研究热点。为了研究其探测能力,本文基于一维正演理论,从多辐射场源布设方式入手,选定典型测点与辐射源组合,通过定义瞬变响应相对异常,分析对比不同模型薄层电阻率、厚度、埋深等参数对薄层探测的影响。结果表明:根据测点位置合理设置发射电流方向可以有针对性地增大采集信号强度,获得形态相对简单的B和dB场响应曲线;与单辐射源相比,多辐射源激励时瞬变响应不仅幅值更大,衰减速度也更快,对大地电阻率的变化更灵敏;B场更适合用于相对异常计算,探讨多辐射场源半航空瞬变电磁法的薄层探测能力,其中x分量的薄层探测能力最强;薄层电阻率与围岩差异越大、厚度越大、埋深越浅,相对异常曲线的幅值越大,薄层越易于分辨;薄层分辨能力与测点位置有关,当测点位于多辐射源内侧时B场各分量相对异常曲线幅值更大,对薄层分辨能力更强。 展开更多
关键词 多辐射场源 电性源 半航空瞬变电磁法 相对异常 薄层探测
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钻孔瞬变电磁法研究现状综述 被引量：9
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作者 孙怀凤 张莹莹 +2 位作者 赵友超 刘玉超 赵华亮 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期85-97,共13页
与航空、地面瞬变电磁法不同,钻孔瞬变电磁法将接收探头置于钻孔之中,由于距离探测目标更近且远离地表,不仅可以观测到更强的响应信号,还可有效削弱孔外各类电磁信号的干扰,能够满足大埋深、精细化探测需求,尤其是深部盲矿和水害探测。... 与航空、地面瞬变电磁法不同,钻孔瞬变电磁法将接收探头置于钻孔之中,由于距离探测目标更近且远离地表,不仅可以观测到更强的响应信号,还可有效削弱孔外各类电磁信号的干扰,能够满足大埋深、精细化探测需求,尤其是深部盲矿和水害探测。通过回顾各类钻孔瞬变电磁法(回线源地.井、电性源地.井和隧(巷)道钻孔瞬变电磁法)的研究历史,总结各类方法在正演模拟、反演成像、仪器装备和应用案例等方面的研究现状。研究结果表明:回线源地.井瞬变电磁法研究基础丰厚,发展较为全面,已在生产中取得较多成功应用;而电性源地.井和隧(巷)道钻孔瞬变电磁法研究基础薄弱,由于理论方法、探测装备、反演技术等方面的限制,目前尚未得到广泛推广与应用,整体仍处在初步研究阶段,相关技术仍有待进一步提升。未来发展方向可以从以下几个方面入手,如带地形三维反演、快速地形校正方法、伪随机发射、多辐射源发射、套管干扰消除和多参数地球物理方法联合解释等,形成完善的钻孔瞬变电磁法理论和解译方法,为深部矿体探测、煤矿和隧道含水构造探测提供理论依据。 展开更多
关键词 地.井瞬变电磁法 隧(巷)道钻孔瞬变电磁法 正反演 仪器设备 应用案例
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基于等值反磁通原理的浅层瞬变电磁法 被引量：160
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作者 席振铢 龙霞 +4 位作者 周胜 黄龙 宋刚 侯海涛 王亮 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期3428-3435,共8页
基于等值反磁通原理的瞬变电磁法是一种新的探测地下纯二次场的方法.该方法采用上下平行共轴的两个相同线圈通以反向电流作为发射源,且在该双线圈源合成的一次场零磁通平面上,测量对地中心耦合的纯二次场.理论计算和物理实验论证了该方... 基于等值反磁通原理的瞬变电磁法是一种新的探测地下纯二次场的方法.该方法采用上下平行共轴的两个相同线圈通以反向电流作为发射源,且在该双线圈源合成的一次场零磁通平面上,测量对地中心耦合的纯二次场.理论计算和物理实验论证了该方法能够有效消除接收线圈本身的感应电动势,从而获得地下纯二次场的响应.理论推导和数值计算证明了该方法采用的双线圈源比传统瞬变电磁法采用的单线圈源对地中心耦合场能量更集中,因而有利于减少旁侧影响、提高探测的横向分辨率.实测试验表明该方法是浅层探测的一种有效方法. 展开更多
关键词 瞬变电磁法 等值反磁通 纯二次场 双线圈源 中心耦合
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矿井瞬变电磁法全空间视电阻率解释方法研究 被引量：107
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作者 杨海燕 邓居智 +1 位作者 张华 岳建华 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期651-656,共6页
从全空间中心回线源响应公式出发,推导了全空间晚期和全区视电阻率公式;通过与半空间公式比较和对实测资料的分析,研究了全空间视电阻率公式的应用效果.结果显示,全空间视电阻率为半空间视电阻率的(5/2)^(2/3)倍,其晚期视电阻率与真值... 从全空间中心回线源响应公式出发,推导了全空间晚期和全区视电阻率公式;通过与半空间公式比较和对实测资料的分析,研究了全空间视电阻率公式的应用效果.结果显示,全空间视电阻率为半空间视电阻率的(5/2)^(2/3)倍,其晚期视电阻率与真值的相对误差小于0.56%,而相应的半空间视电阻率与真值误差均大于42%.与常规解释方法相比,采用全空间全区视电阻率换算方法能更好地圈定低阻异常范围,且电阻率差异大.因此,该公式更适用于矿井瞬变电磁法资料处理与解释,并具有更好的效果. 展开更多
关键词 瞬变电磁法 全区视电阻率 瞬变响应 重叠回线 全空间
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时间域瞬变电磁法中心方式全程视电阻率的数值计算 被引量：166
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作者 白登海 Maxwell A Meju +2 位作者 卢健 王立凤 何兆海 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期697-704,共8页
给出了一种时间域瞬变电磁法视电阻率的数值计算方法 ,利用该方法可以容易地求出中心方式的全程视电阻率 .根据中心方式磁场垂直分量时间变化率 Bz T的核函数Y′(Z)的表现特征 ,以参数Z把整个瞬变过程分为早期阶段 (Z >1.6 )、早... 给出了一种时间域瞬变电磁法视电阻率的数值计算方法 ,利用该方法可以容易地求出中心方式的全程视电阻率 .根据中心方式磁场垂直分量时间变化率 Bz T的核函数Y′(Z)的表现特征 ,以参数Z把整个瞬变过程分为早期阶段 (Z >1.6 )、早期到晚期的转折点 (Z =1.6 )和晚期阶段 (Z <1.6 ) .首先分别得到早期视电阻率和晚期视电阻率的精确值 ,然后通过转折点构成一条完整的全程视电阻率曲线 .虽然磁场垂直分量Bz 的核函数Y(Z)是参数Z的单值函数 ,但同样存在一个从早期到晚期的转折点Z =1.6 ,转换点两边仍然可以得到一条早期曲线和一条晚期曲线 .在数值计算中 ,当迭代步长ΔZ <0 .0 0 5Z时 ,视电阻率的相对误差小于 0 .5 % .理论模型和实际数据计算表明 ,与早期和晚期近似值比较 ,全程视电阻率具有更高的精度和分辨率 . 展开更多
关键词 瞬变电磁法 数值计算 中心方式迭代步长 全程视电阻率
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