基于综合物探的金属矿山地下导水通道识别 被引量：1

1

作者 方运海 钱家忠 +2 位作者 马雷 丁丹 谢伟 《高校地质学报》 北大核心 2025年第1期58-66,共9页

地下导水通道精细刻画对于矿山安全开采以及矿坑水多技术协同治理至关重要。废弃采空区和导水断裂深埋于地下,其复杂的空间结构难以低成本、快速识别。该研究以天马山硫金矿区作为研究区,综合运用瞬变电磁法和高频大地电磁法识别地下导... 地下导水通道精细刻画对于矿山安全开采以及矿坑水多技术协同治理至关重要。废弃采空区和导水断裂深埋于地下,其复杂的空间结构难以低成本、快速识别。该研究以天马山硫金矿区作为研究区,综合运用瞬变电磁法和高频大地电磁法识别地下导水通道发育情况。研究结果表明,矿区接受大气降水补给的导水通道主要有三处,分别位于矿区西侧的尾矿回填区、40线以南冲沟地形区以及冲沟区西南侧的断层破碎带。其中规模最大的是冲沟地形区域,由于地势较低,地表水汇聚于此形成向下补给的渗漏通道。第四系松散覆盖层之下,局部发育长条形破碎带,形成自地表向下延伸至-700 m的导水通道。整个渗漏区沿着冲沟地形走向,呈北西向展布,在-400 m和-600 m高程分别存在连续的局部最小电阻异常区,推测为岩溶发育的富水区。上述结果表明,应用高频大地电磁技术初步识别局部富水区域以及地层结构特征,再利用瞬变电磁法对主要导水通道进行精细探测,是实现金属矿山地下导水通道低成本、快速、准确识别的有效途径。 展开更多

关键词 导水通道 瞬变电磁法 高频大地电磁法 高硫金属矿山

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多道瞬变电磁法(MTEM)虚拟波场提取技术 被引量：14

2

作者 钟华森 薛国强 +2 位作者 李貅 智庆全 底青云 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期4424-4431,共8页

多道瞬变电磁法(MTEM)是近年来发展起来的一种新的地球物理勘查技术,其数据采集方式与地震法类似,因此,采用瞬变电磁拟地震解释方法对MTEM数据进行处理解释具有一定的优越性.研究MTEM虚拟波场有效提取方法具有重要意义.在以往奇异值分... 多道瞬变电磁法(MTEM)是近年来发展起来的一种新的地球物理勘查技术,其数据采集方式与地震法类似,因此,采用瞬变电磁拟地震解释方法对MTEM数据进行处理解释具有一定的优越性.研究MTEM虚拟波场有效提取方法具有重要意义.在以往奇异值分解法、预条件正则化共轭梯度法两种不同的常规提取方法研究基础上,本文提出采用相关叠加法提取MTEM虚拟波场信息.首先采用预条件正则化共轭梯度法对全时段MTEM数据进行虚拟波场提取,然后采用同种方法对划分的各时间段数据进行虚拟波场提取,最后对全时段提取结果与各个时间段提取结果进行相关性叠加,叠加结果作为最终的提取结果.实测MTEM数据虚拟波场提取结果表明,采用相关叠加法可以得到稳定、光滑的虚拟波场波形曲线,且抗干扰能力强. 展开更多

关键词 多道瞬变电磁法 虚拟波场提取 相关叠加法

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含水采空区瞬变电磁时空响应特征研究及应用 被引量：5

3

作者 宋贵磊 公绪飞 +3 位作者 杨富强 崔建廷 李瞻领 刘丽娜 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期201-212,共12页

【目的与方法】为提高矿井瞬变电磁法对煤矿含水采空区的成像精度,基于高家梁煤矿地质条件,通过COMSOL有限元软件模拟不同层间距含水采空区模型的感应电磁场时空响应特征,分析其在视电阻率拟断面图及视纵向电导微分图分布规律;在鄂尔多... 【目的与方法】为提高矿井瞬变电磁法对煤矿含水采空区的成像精度,基于高家梁煤矿地质条件,通过COMSOL有限元软件模拟不同层间距含水采空区模型的感应电磁场时空响应特征,分析其在视电阻率拟断面图及视纵向电导微分图分布规律;在鄂尔多斯高家梁煤矿开展了实地探测,成功识别出采空区含水情况。【结果和结论】结果表明:感应磁场在含水体内衰减速度慢于岩层内,电压衰减曲线可随时间的推移分为初始稳定衰减、相对缓慢衰减、相对快速衰减和最终稳定衰减4个阶段;层间距越小,初始稳定衰减阶段到相对缓慢衰减的转折点出现时间越早,相对缓慢衰减和相对快速衰减阶段持续时间越长,感应电压越大;磁感应强度最大值通常出现在含水采空区内,且随层间距增大线性减小;视纵向电导二阶微分能有效分辨高阻-低阻交界面,且层间距越小视纵向电导微分幅值越大;在高家梁煤矿20302和20313工作面采空区积水探测中,感应电压衰减转折点分别出现在718.51μs和1 004.31μs,根据相邻测道电压及视纵向电导微分变化,判断出积水横向分别分布在36~120 m和24~168 m,岩-水交界面分别出现在66 m和72 m处,并经钻探得到验证。研究结果可为矿井老空水探测及疏放提供指导,并对矿井安全生产具有重要意义。 展开更多

关键词 矿井瞬变电磁法 含水采空区 层间距 时空响应 数值模拟

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矿井瞬变电磁法波场变换与数据处理方法研究 被引量：58

4

作者 程久龙 邱浩 +4 位作者 叶云涛 闫国才 周健 程丰波 张珊珊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1646-1650,共5页

矿井瞬变电磁法探测电性界面分层的准确性关系到探测地质效果。探讨了瞬变电磁波场变换理论,提出了矿井瞬变电磁波场变换算法,对实际矿井瞬变电磁数据进行了波场变换,提出了波场变换数据处理及成像方法,实现瞬变电磁剖面到拟地震剖面的... 矿井瞬变电磁法探测电性界面分层的准确性关系到探测地质效果。探讨了瞬变电磁波场变换理论,提出了矿井瞬变电磁波场变换算法,对实际矿井瞬变电磁数据进行了波场变换,提出了波场变换数据处理及成像方法,实现瞬变电磁剖面到拟地震剖面的转换,达到对电性界面的准确划分。结合矿井顶板岩层富水性探测的工程实例对矿井瞬变电磁波场变换及其数据处理方法的实用性和有效性进行了验证,取得了较好的地质效果。研究表明:矿井瞬变电磁波场变换及数据处理方法能够提取瞬变电磁数据中所包含的电性界面信息,解决矿井瞬变电磁法探测在准确确定电性界面方面的不足,突出弱异常进而提高分辨率。 展开更多

关键词 矿井瞬变电磁法 波场变换 数据处理 拟地震处理 电性界面

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全空间条件下矿井瞬变电磁法粒子群优化反演研究 被引量：52

5

作者 程久龙 李明星 +2 位作者 肖艳丽 孙晓云 陈丁 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期3478-3484,共7页

煤矿井下矿井瞬变电磁法(MTEM)探测中,电磁场呈全空间分布,全空间瞬变电磁反演是复杂的非线性问题,目前反演计算中全空间响应主要由半空间响应乘以全空间响应系数来得到,导致反演结果中顶板和底板异常(或前方和后方异常)叠加在一起难以... 煤矿井下矿井瞬变电磁法(MTEM)探测中,电磁场呈全空间分布,全空间瞬变电磁反演是复杂的非线性问题,目前反演计算中全空间响应主要由半空间响应乘以全空间响应系数来得到,导致反演结果中顶板和底板异常(或前方和后方异常)叠加在一起难以分离,造成分辨率下降.论文提出采用粒子群优化算法(PSO)进行全空间MTEM反演,通过理论分析,在常规的粒子群算法基础上提出了一种新的进化公式改进策略,提高了粒子群算法的寻优能力.基于全空间瞬变电磁场理论,编写了粒子群算法反演程序,进行全空间条件下五层含巷道的复杂模型的反演计算.结合某矿井巷道顶板、底板岩层及断层含水性的探测实例,对实测数据进行反演计算和解释,探测结果得到钻探证实.研究表明,改进的粒子群优化算法对理论模型和实际资料的反演拟合程度较高,实现了矿井顶板、底板视电阻率异常的分离,提高了全空间瞬变电磁勘探资料的解释精度和分辨率. 展开更多

关键词 矿井瞬变电磁法 全空间 改进型粒子群优化算法 非线性反演

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利用多通道瞬变电磁法识别深部矿体——以内蒙兴安盟铅锌银矿为例 被引量：14

6

作者 欧阳涛 底青云 +1 位作者 薛国强 雷达 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1981-1990,共10页

多通道瞬变电磁法由于采用伪随机编码发射、最佳匹配相干解码技术,所以相比于传统时间域电磁方法勘探深度大且抗干扰能力强,是目前地面资源勘查领域的研究热点.针对内蒙兴安盟某铅锌银矿埋藏深度大等特点,首先根据矿区资料建立一维以及... 多通道瞬变电磁法由于采用伪随机编码发射、最佳匹配相干解码技术,所以相比于传统时间域电磁方法勘探深度大且抗干扰能力强,是目前地面资源勘查领域的研究热点.针对内蒙兴安盟某铅锌银矿埋藏深度大等特点,首先根据矿区资料建立一维以及二维模型,数值计算脉冲响应并分析其特征,说明多通道瞬变电磁对于大埋深低阻异常体有良好的反映,随后通过多通道瞬变电磁技术对矿区进行实例勘查,数据处理过程中利用了反卷积的方法提取大地脉冲响应,根据轴向大地脉冲响应的峰值时刻计算视电阻率,通过对视电阻率进行全波形反演得到解释剖面,与测区钻孔资料对比分析证明,多通道瞬变电磁法是反映深部低阻异常体的有效手段. 展开更多

关键词 深部矿体 铅锌银矿 多通道瞬变电磁 大地脉冲响应

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多道瞬变电磁法共中心点道集数据联合反演 被引量：15

7

作者 李海 薛国强 +1 位作者 钟华森 底青云 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期4439-4447,共9页

多道瞬变电磁法是目前地面资源勘查领域的研究热点,开展该方法观测数据的一维反演对完成装备研发及技术推广具有积极的推动作用.针对多道瞬变电磁法特殊的源波形和数据采集方式,本文对多道瞬变电磁数据的响应提取和一维反演进行了研究.... 多道瞬变电磁法是目前地面资源勘查领域的研究热点,开展该方法观测数据的一维反演对完成装备研发及技术推广具有积极的推动作用.针对多道瞬变电磁法特殊的源波形和数据采集方式,本文对多道瞬变电磁数据的响应提取和一维反演进行了研究.首先,采用反卷积方法从伪随机二进制序列全波形响应数据中提取大地脉冲响应.为了避免脉冲响应中空气波的干扰,提出采用反向积分算法,把脉冲响应转换成下降沿阶跃响应,并将其整理成共中点道集.最后,为充分利用各个偏移距下的响应数据对不同深度范围目标体的分辨能力,采用基于OCCAM算法的联合反演方法对共中心点道集数据进行联合反演.结果表明在不同目标体深度以及有噪声干扰的情况下,共中心点道集数据联合反演计算均可获得较好的结果. 展开更多

关键词 多道瞬变电磁法 OCCAM反演 PRBS 联合反演

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新安矿13151工作面煤壁侧底板突水分析 被引量：10

8

作者 李松营 武强 +2 位作者 滕吉文 罗平平 张春光 《中国煤炭》 北大核心 2015年第6期40-43,共4页

为了研究新安煤矿13151采煤工作面煤壁侧底板奥灰突水机理,结合物探、钻探和数值模拟等成果,从径流带、原岩应力、奥灰水原始导升、采动矿压持续作用等方面做了综合分析。研究表明:本次突水是地下水径流通过、原岩应力、水压和矿压综合... 为了研究新安煤矿13151采煤工作面煤壁侧底板奥灰突水机理,结合物探、钻探和数值模拟等成果,从径流带、原岩应力、奥灰水原始导升、采动矿压持续作用等方面做了综合分析。研究表明:本次突水是地下水径流通过、原岩应力、水压和矿压综合作用的结果;为避免奥灰突水,可综合使用瞬变电磁法、槽波地震等多种物探方法来提高预测效果,薄弱区注浆改造必须彻底有效,停采线应避免靠近物探异常区等薄弱区段。 展开更多

关键词 工作面突水 奥灰突水 突水预测 原岩应力 矿压 槽波地震 瞬变电磁

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我国深地资源电磁探测新技术研究进展 被引量：133

9

作者 底青云 朱日祥 +2 位作者 薛国强 殷长春 李貅 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2128-2138,共11页

诸多研究表明我国深部资源潜力巨大,但目前的开发开采深度普遍停留在500m以浅,开展"攻深探盲"是构建国家资源安全体系的有效途径.应用最先进的科学技术手段,提取深部地质信息,已成为我国当前地球物理科学研究的发展方向.作为... 诸多研究表明我国深部资源潜力巨大,但目前的开发开采深度普遍停留在500m以浅,开展"攻深探盲"是构建国家资源安全体系的有效途径.应用最先进的科学技术手段,提取深部地质信息,已成为我国当前地球物理科学研究的发展方向.作为地球物理学的重要分支,电磁法是矿产资源探查的主体手段之一.在分析我国现阶段航空、地面及海洋电磁探测技术进展的基础上,本文重点说明了极低频电磁法(简称WEM法),多通道瞬变电磁法(简称MTEM)和电性源短偏移瞬变电磁法(简称SOTEM)等电磁探测新技术.WEM法建立一套包括岩石层、大气层和电离层在内的全空间电磁传播理论,通过新研制的观测系统,获取地下10km的地电信息;MTEM方法是地下埋深4km目标体精细勘查的有效手段;SOTEM实现地下1.5km深度范围内目标体的精细探测.通过多种电磁探测技术组合,可实现地下10km深度范围内多尺度探测,达到"望远镜+放大镜+显微镜"探测效果.同时,本文指出进一步研发与新方法配套的装备、资料处理技术和大数据人工智能识别等将是我国电磁法未来的发展方向. 展开更多

关键词 深部资源勘查 极低频电磁法 多通道瞬变电磁法 短偏移瞬变电磁法

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封闭不良钻孔矿井瞬变电磁法超前精细探测研究 被引量：13

10

作者 黄忠正 姜国庆 +4 位作者 王军 程久龙 马智 田楚霄 辛成涛 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期142-148,共7页

封闭不良钻孔不同程度地连通含水层,形成隐蔽性较强的导水通道,对巷道掘进和工作面回采构成水害威胁。基于全空间瞬变电磁理论,构建掘进工作面前方封闭不良钻孔三维地质−地球物理模型,模拟研究封闭不良钻孔影响区模型的全空间瞬变电磁... 封闭不良钻孔不同程度地连通含水层,形成隐蔽性较强的导水通道,对巷道掘进和工作面回采构成水害威胁。基于全空间瞬变电磁理论,构建掘进工作面前方封闭不良钻孔三维地质−地球物理模型,模拟研究封闭不良钻孔影响区模型的全空间瞬变电磁场响应特征,进而探讨矿井瞬变电磁法用于封闭不良钻孔超前探测的有效性。数值模拟结果表明,封闭不良钻孔附近含水体在感应电动势多测道图上表现为幅值增强,异常特征明显。结合宁夏双马煤矿I0104_(1)08工作面运输巷掘进工作面前方封闭不良钻孔超前探测工程开展应用研究,探测结果显示,在钻孔位置的煤层顶板出现局部低阻,表明该钻孔具有一定的导水性,引起顶板局部相对富水性增强。研究结果表明,封闭不良钻孔导致的局部富水性增强可以引起典型且易于识别的瞬变电磁场响应。采用矿井瞬变电磁法进行超前探测,并结合精细化处理解释可以有效查明钻孔附近岩层的相对富水特征,进而对封闭不良钻孔的导水性进行评价,为封闭不良钻孔的治理提供依据,保障矿井安全生产。 展开更多

关键词 封闭不良钻孔 矿井瞬变电磁法 超前探测 数值模拟 导水通道

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阵列式瞬变电磁探伤采集系统设计 被引量：9

11

作者 王斌 党博 +2 位作者 陈龙 张生林 袁涛 《现代电子技术》 北大核心 2018年第22期59-63,共5页

针对传统三分量瞬变电磁测井仪分辨率低的问题,研究基于阵列式瞬变电磁探伤仪的多通道采集系统。在瞬变电磁损伤检测理论模型的基础上,设计基于AD7656的多通道采集电路,可以对阵列分布探头的指数衰减信号进行同步采集。并对比分析了分... 针对传统三分量瞬变电磁测井仪分辨率低的问题,研究基于阵列式瞬变电磁探伤仪的多通道采集系统。在瞬变电磁损伤检测理论模型的基础上,设计基于AD7656的多通道采集电路,可以对阵列分布探头的指数衰减信号进行同步采集。并对比分析了分时采集方式与同时采集方式的优缺点。最后,针对多层管柱及不同形状的套管损伤进行试验。结果表明,阵列式瞬变电磁探测系统可以实现多层管柱损伤检测,多通道采集系统有效地提高了损伤检测的解释精度。 展开更多

关键词 瞬变电磁法 阵列式分布 损伤检测 多通道采集 多层管柱 解释精度

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中国煤炭矿井物探技术现状及展望 被引量：10

12

作者 张鹏 《工矿自动化》 北大核心 2017年第3期20-23,共4页

在总结以槽波地震法、矿井瞬变电磁法、井下钻孔测斜为代表的煤炭矿井物探技术发展历程的基础上,指出在全空间、多场耦合、正反演等方面加强矿井物探方法理论基础研究,从不同物性联合反演、多参数对比识别等方面提高矿井物探精细探查水... 在总结以槽波地震法、矿井瞬变电磁法、井下钻孔测斜为代表的煤炭矿井物探技术发展历程的基础上,指出在全空间、多场耦合、正反演等方面加强矿井物探方法理论基础研究,从不同物性联合反演、多参数对比识别等方面提高矿井物探精细探查水平,研发满足防爆要求的智能化、轻便化矿井物探装备是矿井物探技术的发展方向。 展开更多

关键词 矿井物探 煤炭开采 槽波地震法 矿井瞬变电磁法 井下钻孔测斜

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矿井回采工作面隐蔽灾害综合物探技术研究 被引量：26

13

作者 牟义 徐慧 +4 位作者 窦文武 樊林林 李梓毓 李江华 焦阳 《煤矿开采》 北大核心 2016年第6期22-27,共6页

采用槽波地震法、无线电波透视法、瞬变电磁法、音频电透视法来查明晋煤矿区采煤工作面区域隐蔽灾害情况,提前采取防治措施以保证安全回采。探测结果表明:槽波地震法、无线电波透视法均可探测工作面内部断层、陷落柱和煤厚变化带等隐蔽... 采用槽波地震法、无线电波透视法、瞬变电磁法、音频电透视法来查明晋煤矿区采煤工作面区域隐蔽灾害情况,提前采取防治措施以保证安全回采。探测结果表明:槽波地震法、无线电波透视法均可探测工作面内部断层、陷落柱和煤厚变化带等隐蔽地质体;槽波地震法可实现盘区以及超宽工作面探测,并可探测瓦斯富集区、应力集中区,对陷落柱反映敏感,探测精度高;无线电波透视法对断层等构造反映灵敏,可以探测中小断距断层,实现精确定位;瞬变电磁法、音频电透视法可探测工作面区域富水情况,瞬变电磁法探测范围广,可实现煤层周边区域全空间360°范围探测;音频电透视法可探测煤层内部富水情况,也可用于探测复杂采动的复采工作面,对空巷、房柱式采空区探测效果极佳。针对采煤工作面的地质条件,合理选用上述一种或几种物探方法,可实现工作面隐蔽构造的精细探测,为工作面安全回采提供保障。 展开更多

关键词 隐蔽灾害 综合物探 槽波地震法 无线电波透视法 瞬变电磁法 音频电透视法

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