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瞬变电磁勘察煤田采空区的可行性分析

梁建刚  
【摘要】: 采空区是重要的煤田自然灾害,它源于煤田开采并将威胁到煤田的后续开采及煤田范围的地质安全。瞬变电磁方法是一种建立在电磁感应原理基础上的,通过分析提取并研究人工源激励下地质体的响应信息,达到探测地下地质体目的的时间域人工源电磁探测法。应用瞬变电磁勘察煤田采空区已有几十年的历史,在仪器不断更新的今天,讨论瞬变电磁勘察煤田采空区的可行性很有必要。 本文从瞬变电磁2.5维正演原理出发,首先用FORTRAN语言编写程序,实现瞬变电磁2.5维有限元正演,通过计算已有解析解的一维模型证明算法的正确性,然后对不同充水情况的采空区进行模型抽象并用2.5维有限元正演算法进行数值模拟,得到各种情况下的瞬变电磁响应并换算成实际工作中的测量参数ΔV,进而讨论在现有仪器精度及地质噪声情况下,电磁响应ΔV的可分辨程度,实现对煤田采空区不同赋水情况下的瞬变电磁响应的讨论,分析了瞬变电磁勘察煤田采空区的可行性。 本文的创新点在于,改变过去用磁矩来讨论瞬变电磁可行性分析的模式,直接用实测参数来做可行性分析,对采空区的讨论从一维上升到二维。


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