礦井瞬變電磁法多匝小回線視電阻率計算方法研究.pdf

1、由于礦井瞬變電磁法具有操作簡便、方便攜帶、體積效應小、對低阻反映靈敏等特點,已成為煤礦井下探查含水異常體的主要物探方法之一。但是,目前礦井瞬變電磁法視電阻率計算公式是儀器內部固化的中心回線晚期場視電阻率近似公式,在應用于多匝小回線重疊裝置時計算得到的視電阻率偏低,有時比巖石本征電阻率低幾個數(shù)量級,給實測資料解釋帶來嚴重困難。
　　本論文首先從理論上分析了儀器內部固化視電阻率計算公式成立條件,發(fā)現(xiàn)導致井下多匝小回線視電阻率偏低甚至小

2、幾個數(shù)量級的主要原因是:原有的中心回線晚期場視電阻率計算公式不再滿足多匝小回線重疊裝置形式。
　　本論文以均勻全空間為研究背景,從麥克斯韋方程組基本電磁場理論出發(fā),將發(fā)射回線劃分為無窮多個小線源,在此基礎上推導出電流階躍關斷時全空間時間域電磁場響應;然后將單個小線源時間域電磁響應沿發(fā)射回線積分,得到發(fā)射回線在接收回線平面內任意一點P處磁感應強度垂直分量。將P點磁感應強度對接收回線做面積分,求出接收回線內的磁通量隨時間的變化,再對磁

3、通量求時間的導數(shù),即得接收回線內感應電動勢的值。針對實際關斷電流并非理想階躍關斷,本文將其看作斜階躍關斷,得到與實際情況更加接近的感應電動勢計算公式。由于電導率與感應電動勢之間存在復雜的隱函數(shù)關系,本文采用二分搜索法將新推導均勻介質全空間瞬變電磁感應電動勢公式中的電導率顯性化,進而推導出了新的視電阻率計算方法,避免了做近似處理顯性化帶來的誤差。編制了相關程序,實現(xiàn)了礦井多匝小回線視電阻率的計算。
　　類似地,本文從電偶極子瞬變電磁