基于合成孔径的富水采空区瞬变电磁探测技术研究

摘要

富水采空区水量较大,位置、深度范围难以确定,在工作面回采与巷道掘进过程中容易发生威胁性较大的突水灾害,特别是在中国数量较多、分布较广、年代久远的资源整合矿区,大部分存在老采空区资料严重缺失、边界影响范围不明、采空区充积水面积及水量不清、已关闭小煤矿难以开展精确探测工作等难题,给煤矿安全生产造成了严重隐患,因此,采空区水害的勘查与防治一直是矿山安全综合防治工作的重点和难点.目前，煤矿常用的采空区探测方法主要有三维地震、瞬变电磁法、直流电法、大地电磁法、可控源音频大地电磁法等物探方法。瞬变电磁法因其具有横向分辨率高、对富水异常体反应灵敏、施工便捷等优点，近年来发展迅速，成为富水采空区探测最常用的方法之一。瞬变电磁法对含水体反应敏感，但由于瞬变电磁法的体积效应，传统瞬变电磁法数据处理得到的视电阻率断面图中所圈定的低阻异常边界并不代表富水区域的实际边界，这给瞬变电磁成果的解释工作带来的极大的困难。本文基于合成孔径理论改进了目前的瞬变电磁探测技术，瞬变电磁法同雷达探测类似，也是在移动过程中观测瞬变电磁信号，将所观测到的每一个瞬变电磁测点数据信息等效为一个小孔径，采用波场变换与合成孔径成像技术对其进行处理，提高了探测结果的分辨率。本文针对某矿91304工作面的探测任务，优化了瞬变电磁的观测方法，采用了合成孔径技术对其进行了成像，并同传统方法进行了对比分析。