全空間瞬變電磁法在井下超前探測中的應用研究.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，在實際應用中的效果和精度還不能令人滿意。為求精細探測，就需要進行系統(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電動勢解析式進行推導，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換為求解時間域問題；對均勻導電全空間磁偶極子形成的瞬變場進行研究探討；對全空間瞬變電

2、磁法晚期場表達式進行推導，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算公式。然后，采用有限元方法結合Comsol Multiphysics數(shù)值模擬軟件對礦井瞬變電磁場進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在超前探中的瞬變電磁響應規(guī)律進行數(shù)值模擬研究。
　　研究結果表明：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，二次場強度遠低于均勻

3、全空間條件下的二次場強度，在早期磁場強度衰減更快；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進行規(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應用于卯底煤礦、三聚盛煤礦和南陽坡煤礦井下，進行掘進迎頭前方富水區(qū)