瞬变电磁法

摘要： 矿井井田内采空区积水探测不到位,会严重影响临近工作面的安全回采。本文以王家河煤矿4^(-2)302工作面回风巷掘进为研究对象,对工作面位置水文地质情况进行了分析,通过瞬变电磁法探测到工作面前方130 m位置存在采空区,通过钻孔水量数据分析可知,掘进头前方最大涌水量不小于57 m^(3)/h。采空区内有大量积水,积水高度约为12 m。通过钻孔验证,结果和物探结果基本一致。该技术对临采空区水害防治具有一定指导和现实意义。

摘要： 考虑到提高煤炭产业集中度和产业水平,促进煤炭产业结构优化升级,采用地面电法勘探对西易煤矿井田北区内煤层含水、富水区进行测量圈定,再与已知的地质、水文资料综合比较,认为推断较为准确。在对该区进行掘进和回采时,要加强超前钻探和排水,以保障矿井正常的采煤生产。

摘要： 水文地质情况和地质构造资料对于煤矿灾害的防治十分关键。为了更好地对煤矿地质灾害进行防治,望云煤矿13201工作面在开采前采用无线电波坑道透视技术和瞬变电磁法勘探技术对地质构造异常和水文地质异常进行勘探,从而保证了煤矿的生产安全。

摘要： 为了研究瞬变电磁法探测断层构造的有效性,以典型的K型、H型层状模型为基础,建立了不同断距断层构造的理论模型,分析了不同断距条件下瞬变电磁的响应特征。发现当断层构造存在时,瞬变电磁晚期视电阻率断面表现为连续渐变电性变化规律:在上升盘区域,中间层层厚变大,异常幅值增强;在断层带附近,表现为层厚变薄,电阻率异常幅值减弱;在下降盘区域,电阻率异常幅值减弱,层厚变薄,且断距越大,瞬变电磁响应的幅值变化也越大。进一步对8组理论断层构造模型数据和野外实测断层构造数据进行瞬变电磁一维OCCAM反演,发现断层构造在瞬变电磁一维反演电阻率断面也呈现为连续电性变化,表现为中间电性标志层厚度的减小或者增大、幅值的增强或者减弱,与实际断层构造不是对应关系。但是通过综合分析,只要能正确认识断层构造上升盘、断层带和下降盘的电性特征,依然可以定性判断断层构造的位置。

摘要： 针对河南省平顶山市拟建变电站的安全稳定性问题,以变电站下伏采空区为研究对象,在明确变电站下伏采空区基本地质条件及开采情况的基础上,综合采用瞬变电磁法及钻孔探测对其进行研究;通过分析瞬变电磁探测得到的视电阻率纵向剖面和地层深度与视电阻率关系曲线可知在部分深度范围内存在低阻异常区域,分析视电阻率水平剖面进一步确定低阻异常区域的水平范围;由钻孔探测得到的钻孔深度与岩心率关系曲线可以准确确定较破碎岩层的深度范围。综合分析2种探测结果可确定采空区异常区域位于拟建区域的偏西部,变电站下伏采空区的安全稳定性存在不确定因素,为保证其能够安全稳定运营需采取有效的采空区治理措施。

摘要： 介绍了高密度电法和瞬变电磁法探测露天矿采空区的基本原理,通过分析典型测线电阻率断面图沿测线方向上地质体横向上和纵向上的电性分布特征及电阻率等值线或色谱的形态、规模、变化特征及数值大小,可以准确推断地质体或采空区的形态和位置。以新疆庆华露天矿采空区探测为例,介绍了高密度电法和瞬变电磁技术在采空区探测中取得的良好效果。

摘要： 木瓜矿10-102工作面回风顺槽在掘进期间巷道涌水量突然增大,根据相关地质资料得知该面上方存在老空水。为了保证掘进的顺利进行,采用瞬变电磁法对掘进面前方100 m进行了探测。探测结果表明在巷道左前方存在含水区域,即于50~70 m(-30~-50 m)的区域内存在明显低阻异常区。钻探验证得出该区域为9-104采空区积水造成的低阻异常,出水点位于掘进面前方53 m、巷道左帮45 m处,主体部分位于煤层顶板上方4.5 m。结合巷道顶底板情况和现场条件采用定向钻孔技术对9-104采空区积水进行疏放,排放老空水96 000 m^(3)后,各个钻孔涌水量均趋于正常,保证了巷道的安全掘进。

摘要： 十三陵抽水蓄能电站上水库进出水口区域局部渗漏量较大,可能存在集中渗漏通道。为确定渗漏主要部位,电站布置5条测线,采用小回线多源多分量瞬变电磁法对进出水口区域渗漏具体部位进行检测。综合利用不同发射源条件下多个分量的数据,对多种数据体进行联合反演,并结合进出水口区域运行期渗流监测分析资料,发现渗漏主要集中在低温季节,与地下水位无明显相关性,进出水口区域存在长度约10 m的渗漏异常区。本研究检测结果为进出水口集中渗漏通道查找及处理提供了技术支撑。

摘要： 为有效提升瞬变电磁探测法在矿井水害探测中探测的准确性可靠性,通过调查瞬变电磁探测技术应用现状,找出了其存在的主要问题,分析了影响瞬变电磁探测法探测结果准确性的因素,结合实际情况,验证了这些影响因素的正确性,提出了一系列提升探测结果准确性的措施,并进行了现场试验,试验结果表明,通过综合应用这些措施后,瞬变电磁测量准确性提升了15%,这将有助于更准确的了解矿井水害情况,更好的保障矿井安全生产。

摘要： 按照《煤矿防治水细则》第三十九条要求:严格执行井下探放水“两探”要求,回采工作面超前探放水应当同时采用钻探、物探两种方法,相互验证,查清采掘工作面顶底板一定区域内含水层富水性及地质构造等情况。本文介绍在锦界煤矿31116工作面采用瞬变电磁法对顶板一定区域内含水层富水性及地质构造进行探测,结合锦界煤矿已掌握的地质、水文地质资料处理解释,依此推断分析顶板上方风化基岩富水性的分布特征,提交31116工作面瞬变电磁物探成果报告。为下一步防治水工作与技术设计提供参考依据。同时,探讨矿井瞬变电磁法物探技术的多解性及未来发展方向。

摘要： 山西省洪洞县某煤矿在开采下组煤时曾发生底板突水事故,为了安全开采3号煤层,需对该矿区的采空区及采空积水区进行探测.根据该区的物性条件,选用了对低阻异常反映灵敏瞬变电磁法进行施工.通过对发射框、发射频率、积分时间、增益、噪音水平等参数测试及测深点880-320与钻孔601对比,确定了该区的工作参数.经采集数据处理及反演解释,推断3煤层工作面存在8个采空区,其中有5个采空积水区,分别存在于工作区的东南部及北部边界.部分采空区及采空积水区范围,与已知资料基本吻合.

摘要： 为拓展矿井瞬变电磁正演对复杂地质模型的适用性,开展了基于时域矢量有限元的三维正演研究.首先,基于时间域麦克斯韦方程组和库仑规范推导了磁矢量势的赫姆霍兹方程,在此基础上结合理想导体边界条件采用Galerkin加权余量法推导了相应的弱形式方程,采用模型适用性强的一阶四面体矢量单元对弱形式方程进行了单元分析,并在单元分析时将回线源视为多个电流元克服了源的奇异性,时间离散则采用步长逐渐增大的向后差分法进行,由此实现了复杂地质模型的矿井瞬变电磁法全波形响应计算.对于均匀全空间模型,有限元数值解和解析解的均方相对误差为0.84％,验证了上述算法的正确性.其次,正演了关断效应的影响,结果表明关断效应会使感应电压升高,关断时间相同时,线性关断波形的影响大于指数关断波形,关断波形相同时,关断时间越长,关断效应的影响越向晚期延伸;线性关断时,电流完全关断之前的感应电压主要由发射回线中的电流变化引起.然后,正演了巷道的影响,结果表明关断时间为0时巷道会使早期的感应电压降低,但对晚期的数据影响很小,且发射回线位于巷道中心时的影响大于回线位于掘进工作面时,回线朝向顶底板或侧帮时的影响程度要大于朝向掘进工作面时,但考虑到实际仪器的关断时间,巷道的影响基本可以忽略.最后,对长方体状积水采空区的水平剖面和垂直剖面响应进行了正演,结果表明积水采空区会使感应电压升高,在水平剖面上最强的低阻异常响应出现在发射回线指向采空区中心时,但在垂直剖面上却出现在发射回线指向顶底板时.

摘要： 在采用瞬变电磁法进行堤坝隐患探测中,由于坝顶和马道宽度条件的限制,无法布设面积较大的常规正方形线圈,为了将瞬变电磁法更好地用于堤坝渗漏探测,本文采用了一种改进的长方形小回线源探测装置,该装置集合了中心回线和定源回线装置的特点,可以在保证探测精度的同时提高现场探测的效率.现场探测应用结果表明,采用长方形小回线源瞬变电磁渗漏探测方法进行大坝和堤防的渗漏探测是可行的,效果较好,检测结果准确可信.

摘要： 瞬变电磁法(TEM)为一种重要的时间域电磁勘探方法,广泛应用于地球物理勘探的各个领域.基于发射源的不同,瞬变电磁方法分为电性源和磁性源两类,其中磁性源瞬变电磁法(回线源)应用较为普遍,工作装置灵活,类型较多,常用的装置有中心回线、重叠回线、内回线法及大定源回线等(牛之链,2007),但偏移回线装置鲜有应用.在华南某盆地的表层结构调查研究中,瞬变电磁装置对比试验表明,在发射回线尺寸较小的条件(＜20m20m)下,中心回线装置出现了明显的极化效应,造成二次场的畸变;偏移回线源装置则不存在明显的极化效应,能够得到较准确的二次场.在该区的二次三维地震勘探中,全面地采用偏移回线瞬变电磁法,在表层火成岩调查中取得了良好的效果.

摘要： 瞬变电磁法(TEM)是一种常用的地球物理电磁方法,广泛应用于矿产资源勘查、煤田采空区、水资源调查、坝基检测等诸多领域.其具有无损检测和不受高阻屏蔽的特点,能够进行近场观测,是一种潜力巨大的电磁方法.瞬变电磁法的原理表明该方法是一种探测纯二次场的优良方法,但在实际勘探中,由于关断电路无法实现理论意义上的阶跃波形,从而在关断期间,一次场与二次场同时存在.这一特点对于目前常用的同点装置、大回线源装置等装置造成了极大影响:首先是使得接收线圈在关断期间接收的是包含一次场的总场响应,直接导致了浅层探测盲区的存在.其次,若要提高晚期信噪比,便要增大发射功率,这样会更加剧浅层盲区的范围.为了解决上述问题,本文提出一种新的基于双源弱磁环原理的瞬变电磁法,具有不受一次场影响的特点,本方法的有效性在考古中得到验证.

摘要： 随着国民生产生活对煤炭需求量日益增大,受经济利益驱使,非法无序的挖采现象较为严重,以至于在一些矿山及其周边留下了大量的采空区,对附近居民、工人的生活生产构成极大威胁.瞬变电磁法(transient electromagnetic method,TEM)技术与其它物探技术比较具有灵敏度高、分辨率强、探测深度大、环境适应性强以及轻便、快速、廉价诸多优点,是一种有效的人工源电磁勘探方法.本文结合工程实例综合分析研究证明,将瞬变电磁法应用于煤田采空区勘探,其在圈定采空区及采空富水区的位置及展布范围等方面具有巨大优势,有很好的应用前景.

摘要： 煤层顶板隐蔽致灾水体是矿井水害之一,矿井瞬变电磁法是探测矿井灾害水源的主要方法之一.由于矿井瞬变电磁法采用多匝小回线装置,发射磁距小,其探测深度不能满足大深度矿井对煤层顶板探测的要求.基于此,提出了井上下双磁源对煤层顶板进行立体探测的新方法.利用有限差分数值模拟技术,对井上(地面)激发,井下巷道接收和井上下双磁源激发,井下接收2种装置瞬变电磁响应进行了对比,结果表明:当顶板含有富水体和不合有富水体时,瞬变电磁响应特征均有明显的差异,主要表现为:在感应电位衰减曲线交叉点左侧,顸板存在含水体时曲线幅值相对较小,而在交叉点右侧幅值相对较大,表明该曲线特征与顶板富水性密切相关.分别采用井上下双磁源激发、巷道接收和井下磁源激发、巷道内接收2种工作方式在某矿进行煤层顶板含水体实际探测,探测结果表明:当煤层硕板富水性较强时,井上下双磁源激发、井下接收与井下激发、井下接收的瞬变电磁响应特征与数值模拟结果一致,交叉点左侧井下单磁源激发的视电阻率值明显低于井上下双磁源激发视电阻率值,而在交叉点右侧情况正好相反;当顶板富水性较弱时,2种情况所测的视电阻率曲线趋势基本一致,实际探测结果与钻孔资料吻合良好,对大深度矿井顶板隐蔽致灾水体的探测提供了一种新的有效探测方法.

摘要： 瞬变电磁法是能够提供地下空间电阻率分布的常用物探方法.在瞬变电磁数据反演解释中,常规反演方法多侧重于提供单一的最优反演结果,然而由于模型化过程和数据本身存在误差,使得存在一定范围内的模型均能够有效满足数据拟合,单一反演结果难免会造成估计结果的偏差.变维贝叶斯反演结合统计学思想提供的模型置信区间,能够有效对这种不确定度范围进行描述,然而受庞大的计算量及瞬变电磁自身正演速度的限制,使得该方法评估效率仍然较低.本研究进行了优化变维贝叶斯反演效率的有效尝试,探究了限制模型核数、变化采样步长及设置收敛条件对反演速度及收敛性的提升作用.为了提升变维贝叶斯反演的实用性,提出了BIC-AM优化策略用于瞬变电磁数据变维贝叶斯反演的快速精准解释.仿真结果验证了该策略能够满足对模型充分采样的同时,将反演速度提升4倍.利用该方法与MPI技术的结合,在普通计算机上高效的解释了城市地下空洞区的二维地下电阻率的概率密度分布信息,相比于传统算法反演效率提升15倍.研究成果将为瞬变电磁数据的快速不确定度分析提供新的解决策略,也能为变维贝叶斯反演在其它地球物理探测方法上的应用提供参考.

摘要： 不同物态下,水的电性参数有很大差异,极地地质勘探研究多是通过电阻率差异对冰雪水等介质进行区分,为了实现通过介电性差异分辨冰雪水介质的可能性,本文基于瞬变电磁法理论,引入Cole-Cole模型.Cole-Cole模型多用于模拟岩矿石介质的极化效应,为了验证其在反演冰和水等介质的瞬变电磁响应中的适用性,本文采用遗传算法提取Cole-Cole模型的参数,进行建模仿真,推导中心回线一维层状介质瞬变电磁响应的表达式,分析不同Cole-Cole模型谱参数对瞬变电磁响应的影响.通过反演提取出冰层厚度和极化率与实际值进行对比,冰层厚度的反演误差可达到0.74％,验证了可以利用Cole-Cole模型通过介电性差异区分冰和水等介质.本文的研究和分析结果有利于加深极化效应对瞬变电磁响应影响特征的了解,并为极地勘探方法提出新的可能性,为不同物理状态下的水的分辨方法提供新思路.

摘要： 传统瞬变电磁工作流程通常是在野外采集数据后回到实验室进行数据处理和解释,无法进行现场实时成像,因此施工人员无法实时了解重点区域异常特征.本文基于深度学习理论,自主研发了一套新的瞬变电磁实时成像系统.数值模拟结果表明,该系统具有高效快速的特点,可以划分出重点异常区域的位置.

摘要： 本发明公开了一种矿用瞬变电磁仪及瞬变电磁信号处理方法，所述方法包括：a.实时发射模块间隔周期发射两种类型的电磁波，一种为实采电磁波，另一种为空采电磁波；b.实时采集模块实时接收间隔周期发射的两种电磁波信号，并送入复杂可编程逻辑器件；c.复杂可编程逻辑器件通过内部控制总线送入微处理器中处理，微处理器对接收到的两种电磁波信号进行差运算，得出运算结果。本发明的32位高端嵌入式微处理器与复杂可编程逻辑器件通过总线通信，在发射电磁波时，间隔周期发射实采和空采两种类型的电磁波，并实时采集这两种类型的电磁波送入微处理器进行差运算，在高速采集与高速运算处理的情况下，无缝得到滤除干扰后的采集数据。

摘要： 本发明涉及瞬变电磁技术领域，公开了一种瞬变电磁获取装置及瞬变电磁信号获取方法，包括三角形支架，三角形支架顶端设有多根天线，且天线与三角形支架顶端转动连接；三角形支架上连接有瞬变电磁传感器，瞬变电磁传感器包括空心线圈，空心线圈外面包裹有第一外壳，空心线圈与电池和放大器分别连接，电池和放大器均设置在空心线圈下方，利用此装置在采集电磁响应信号时动态调节天线的作用长度和角度，从而提高对电磁响应信号的采集精度。本发明具有根据采集环境变化自动调节电磁信号采集过程，提高电磁信号采集精度，实现精准勘探的有益效果。

摘要： 本发明涉及一种瞬变电磁测量装置、方法及瞬变电磁测量飞机，通过使用具有第一夹角的V型平面的发射天线，所述发射天线激发的一次场相比较传统的瞬变电磁测量激发的水平一次场，更加有利于检测直立板状结构；并且，本申请实施例还通过将接收天线设置在发射天线夹角的夹角平分线上，利用发射天线将接收天线分隔为位于发射天线上方的第一部分和发射天线下方的第二部分，通过令接收天线第一部分的磁通量与所述第二部分的磁通量大小相等方向相反，使得接收天线一次场的总磁通量为零，从而有效去除发射天线和接收天线之间的互感，消除一次场对接收天线接收信号的影响，提高瞬变电磁测量结果的准确性。

摘要： 本发明公开一种基于footprint技术的多道瞬变电磁反演方法、瞬变电磁勘测装置，本发明可大幅缩小单数据点对应的三维反演空间，提高多道瞬变电磁三维反演效率，本方法包括如下步骤：S1.发射伪随机编码电流；S2.接收含有地质信息的伪随机响应；S3.获取大地脉冲响应；S4.载入反演区域、网格剖分模型参数；S5.构建最小参数泛函；S6.构建footprint加权矩阵；S7.获取地电结构在反演区域内的分布情况。本装置它包括：发射探头、接收机、工作平台。

摘要： 本发明公开了一种矿用瞬变电磁仪及瞬变电磁信号处理方法，所述方法包括：a.实时发射模块间隔周期发射两种类型的电磁波，一种为实采电磁波，另一种为空采电磁波；b.实时采集模块实时接收间隔周期发射的两种电磁波信号，并送入复杂可编程逻辑器件；c.复杂可编程逻辑器件通过内部控制总线送入微处理器中处理，微处理器对接收到的两种电磁波信号进行差运算，得出运算结果。本发明的32位高端嵌入式微处理器与复杂可编程逻辑器件通过总线通信，在发射电磁波时，间隔周期发射实采和空采两种类型的电磁波，并实时采集这两种类型的电磁波送入微处理器进行差运算，在高速采集与高速运算处理的情况下，无缝得到滤除干扰后的采集数据。

摘要： 本申请涉及地质勘探技术领域，尤其是涉及一种瞬变电磁测量装置及瞬变电磁勘探系统，瞬变电磁测量装置包括：发射组件、接收组件以及支撑组件；其中，发射组件包括缠绕有第一传导线的发射线框；接收组件包括缠绕第二传导线的接收线框；支撑组件支撑发射组件和接收组件，使得发射组件和接收组件两者均与水平面形成同一倾角。通过改变发射线框和接收线框与水平面之间的倾角，即可达到探测地下目的层的目的，多维度探测地下目的深度的地质体，如煤矿水害地质体，操作简单，实用性强，还避免了测量过程中外界环境产生的干扰，保证数据采集结果的准确性。

摘要： 本实用新型涉及一种基于分段式放大瞬变电磁信号的瞬变电磁装置，此装置是应用到瞬变电磁仪器中，发射机与发射线圈相连接，发射机主要是由拨码开关，CPLD控制板，发射桥路依次连接构成，接收机与接收线圈相连接，接收机是由分段放大电路，数据采集卡，接收机上位机相连接而构成的。分段放大电路是由多个增益相同的程控放大器级联构成的，以此达到不同的增益的效果。在地下工程中应用分段式放大瞬变电磁信号的装置，将接收线圈中的原始信号通过分段放大电路进行放大，使原始信号放大到不同的倍数，再通过截取不同阶段的信号进行拼接，可以达到对早期信号低放大倍数采集，中晚期信号高放大倍数采集的目的。可以提高数据采集的精度，进而提高接受系统的性能。为后期信号的处理打下坚实的基础。

摘要： 本实用新型提供一种瞬变电磁发射装置和使用该瞬变电磁发射装置的瞬变电磁发射系统。该瞬变电磁发射装置包括全桥开关电路和光耦隔离输出电路，所述全桥开关电路包括有时序信号输入端和负载接入端，所述光耦隔离输出电路包括受控信号输入端和时序信号输出端，所述时序信号输出端与时序信号输入端连接。本实用新型的瞬变电磁发射装置和使用该瞬变电磁发射装置的瞬变电磁发射系统均具有发射功率大和工作稳定性高的优点，适合于地下深部目标体（埋藏深度大于500米）的地球物理的有效勘察，或者干扰严重的复杂地区。

摘要： 本发明涉及一种校正方法及装置，属于瞬变电磁勘探技术领域，具体是涉及一种沉积地层瞬变电磁法电磁干扰的校正方法及装置。包括：根据采集的数据，获得各测点时间序列和对应的磁感应衰减值；对磁感应衰减值进行时间补偿，消除时间跨度上感应值的急剧变化；根据指定测点的数据对补偿后数据的跳变道进行限制；使用多项式拟合算法进行圆滑；对得到的数据进行时间序列还原，得到电磁干扰校正后的瞬变电磁数据。本发明以沉积地层的稳定性和连续性为校正基础，能快速准确地对受电磁噪声干扰的叠后数据进行校正，提高瞬变电磁数据的质量和精度。

摘要： 本发明提供了一种瞬变电磁传感器和瞬变电磁信号获取方法；该瞬变电磁传感器包括依次连接的空心线圈、放大器和输出接口；该瞬变电磁传感器能够放置于三脚架上，该三脚架用于调平空心线圈；空心线圈用于获取大地的磁场响应信号并得到感应电动势；放大器对该感应电动势进行放大；输出接口用于将放大后的感应电动势发送至外部设备。本发明中的瞬变电磁传感器使用空心线圈，可避免有磁芯线圈易于磁芯饱和的问题，且空心线圈的横截面积较大，保证了空心线圈具有较大的接收面积。同时，该瞬变电磁传感器的设计尺寸可保证该传感器能够安装在三脚架上，以便于进行野外作业和提高瞬变电磁法测量的便捷性。