礦井瞬變電磁空間數(shù)據(jù)體插值方法技術(shù)研究.pdf

1、礦井瞬變電磁法根據(jù)地質(zhì)任務(wù)的不同將分為工作面頂?shù)装逄綔y(cè)、巷道迎頭超前探。在巷道掘進(jìn)迎頭探測(cè)前方底板50m以內(nèi)、頂板50米以內(nèi)及前方兩側(cè)50米以內(nèi)所圈定的錐體范圍內(nèi)是否存在富水性地質(zhì)構(gòu)造，則采用扇形超前探測(cè)技術(shù)進(jìn)行探測(cè)。探測(cè)工作面頂板80范圍內(nèi)巖層中含水體的的位置、范圍。富水性的相對(duì)強(qiáng)弱等采用工作面頂板探測(cè)方式。工作面底板和側(cè)幫探測(cè)類似。若不確定含水體發(fā)育在頂板或者底板方向則可以采用全空間探測(cè)來確定含水體的的位置、范圍。然而針對(duì)某一地質(zhì)任

2、務(wù)，都采用多種方向的探測(cè)技術(shù)，探測(cè)數(shù)據(jù)體在探測(cè)范圍內(nèi)呈三維空間分布狀態(tài)，而目前多采用視電阻率等值線二維平面圖進(jìn)行成果顯示，不能充分反應(yīng)探測(cè)范圍內(nèi)電性參數(shù)的空間變化規(guī)律。本論文針對(duì)這一問題，提出對(duì)礦井瞬變電磁空間數(shù)據(jù)體插值技術(shù)進(jìn)行深入研究，并實(shí)現(xiàn)了三維空間數(shù)據(jù)體的顯示。
　　在理論上，瞬變電磁探測(cè)是指以不接地回線或接地線源向探測(cè)目標(biāo)區(qū)域發(fā)送一次脈沖場(chǎng)，以激勵(lì)地層介質(zhì)感生二次場(chǎng)，在一次脈沖場(chǎng)間歇期間利用同一回線或電偶極接收感應(yīng)二次場(chǎng)，

3、利用二次場(chǎng)內(nèi)所包含的地質(zhì)信息來分析探測(cè)區(qū)域的地質(zhì)分布情況。根據(jù)這一原理，設(shè)計(jì)了巷道迎頭超前探側(cè)、工作面頂板探測(cè)、工作面底板探測(cè)和全空間探測(cè)四種探測(cè)方式。介紹了現(xiàn)有的工作面頂?shù)装宓娘@示方式和巷道迎頭超前探測(cè)的顯示方式。
　　針對(duì)空間數(shù)據(jù)體插值方向，主要研究了四種插值方式，分別為最鄰近點(diǎn)插值，線性插值，三次樣條插值，克里金插值。根據(jù)差值維度的不同，前三種插值方式屬于二維插值，克里金插值是直接插值到三維坐標(biāo)系當(dāng)中的網(wǎng)格點(diǎn)當(dāng)中，線性插值和

4、三次樣條插值還可以歸納為多項(xiàng)式插值。最鄰近點(diǎn)插值作為一種最為簡(jiǎn)單的插值方式精確度不高，但是擁有計(jì)算速度快的優(yōu)勢(shì)，線性插值是在兩點(diǎn)之間作直線能夠大致體現(xiàn)出探測(cè)區(qū)域的視電阻率分布趨勢(shì)，并且算法簡(jiǎn)單運(yùn)行速度也比較快速。三次樣條插值是一種高階的多項(xiàng)式插值，這種插值方式可能會(huì)使得插值點(diǎn)的數(shù)值出現(xiàn)極大的偏差，這克里金插值不同于多項(xiàng)式插值是一種空間插值方法，在理論上擁有更為良好的插值效果。
　　最后通過編寫了三維顯示程序，在程序中主要建立了三大

5、模塊，瞬變電磁巷道迎頭超前探測(cè)模塊、瞬變電磁工作面探測(cè)模塊、視電阻率深度曲線分析模塊。每個(gè)模塊下面又包含了不同的功能，瞬變電磁巷道迎頭超前探測(cè)模塊和瞬變電磁工作面探測(cè)模塊功能類似，主要分為顯示、切片和插值功能。視電阻率深度曲線分析模塊主要是對(duì)比分析插值方法效果設(shè)計(jì)的。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得到了以下結(jié)論：高階多項(xiàng)式插值，例如三次樣條插值等高階插值可能會(huì)造成插值數(shù)據(jù)偏差過大，得數(shù)據(jù)出現(xiàn)負(fù)值，使得插值數(shù)據(jù)失真，得到了不適用瞬變電磁數(shù)據(jù)插值；線性插