全空間瞬變電磁法在井下超前探測中的應(yīng)用研究.pdf

1、礦井瞬變電磁超前探的理論研究、井下方法技術(shù)以及資料的處理和解釋大多沿襲地面瞬變電磁法，還不完善，在實(shí)際應(yīng)用中的效果和精度還不能令人滿意。為求精細(xì)探測，就需要進(jìn)行系統(tǒng)深入地研究。論文中首先，從全空間電磁場基本理論入手，對全空間二次場感應(yīng)電動勢解析式進(jìn)行推導(dǎo)，討論了影響電磁波探測深度的因素。其次，對磁偶極子加載階躍電流函數(shù)，通過拉普拉斯變換將求解頻率域問題轉(zhuǎn)換為求解時間域問題；對均勻?qū)щ娙臻g磁偶極子形成的瞬變場進(jìn)行研究探討；對全空間瞬變電

2、磁法晚期場表達(dá)式進(jìn)行推導(dǎo)，給出了多匝重疊小回線裝置的礦井瞬變電磁法晚期場視電阻率計(jì)算公式。然后，采用有限元方法結(jié)合Comsol Multiphysics數(shù)值模擬軟件對礦井瞬變電磁場進(jìn)行三維時域正演模擬，對全空間條件下考慮巷道影響的不同介質(zhì)在超前探中的瞬變電磁響應(yīng)規(guī)律進(jìn)行數(shù)值模擬研究。
　　研究結(jié)果表明：均勻條件下瞬變電磁場衰減曲線較為圓滑，呈指數(shù)規(guī)律衰減；巷道空間破壞了全空間的連續(xù)性，使電磁場傳播規(guī)律發(fā)生改變，二次場強(qiáng)度遠(yuǎn)低于均勻

3、全空間條件下的二次場強(qiáng)度，在早期磁場強(qiáng)度衰減更快；巷道造成的干擾主要體現(xiàn)在早期場且不明顯，對低阻響應(yīng)基本無影響；礦井瞬變電磁法能有效的穿透高阻屏蔽，但對高阻體的分辨率不高。
　　接下來，對礦井瞬變電磁超前探的井下工作方法技術(shù)進(jìn)行規(guī)范化整理；歸納了礦井瞬變電磁超前探數(shù)據(jù)處理和解釋方法流程，總結(jié)出礦井瞬變電磁超前探中異常區(qū)劃分的方法和依據(jù)。最后，將礦井瞬變電磁超前探技術(shù)應(yīng)用于卯底煤礦、三聚盛煤礦和南陽坡煤礦井下，進(jìn)行掘進(jìn)迎頭前方富水區(qū)