圆锥型场源瞬变电磁资料处理方法与实验研究

论文摘要

瞬变电磁法应用在煤矿巷道、工程隧道等地下有限空间以及城市和工程浅层探测时常用的工作装置为小型回线装置,多匝线圈的重合绕制造成线圈间互感作用的增强,导致关断时间过大,进而导致实际探测时浅部“盲区”过大,开展以减小“盲区”为目的的科学研究具有重要的现实意义。本论文从早、晚延时临界值、关断时间影响等因素出发,对多匝线圈下的瞬变电磁响应特征进行了积极探索。同时,对圆锥型场源的互感效应开展了探究,结果表明:多匝线圈的互感远大于圆锥型发射装置,两者的互感比值达到9.3倍以上。制作了圆锥型场源实验装置,在地面和矿井巷道开展了实验研究。在地面实验中,分别对正圆锥、倒圆锥和多匝小回线、中心回线装置进行了对比,实验结果显示:正圆锥、倒圆锥所测的感应电动势多测道剖面与传统装置多测道剖面图形态基本一致,结合已知地质资料及高密度电阻率法成果得知,正圆锥装置下的瞬变电磁探测效果好于传统的多匝小回线。矿井实验结果表明:圆锥型场源下获得的解释成果与多匝小回线结果相似,都能较好地圈定水文地质异常。在装置形式方面,圆锥型场源更适用于井下有限空间,并具有向探头转化的潜力。

论文目录

摘要

abstract

1 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 存在的问题

1.4 研究内容和创新点

1.4.1 研究内容

1.4.2 创新点

2 多匝回线瞬变电磁场响应特征

2.1 阶跃电流瞬变电磁响应

2.1.1 均匀介质中阶跃电流的瞬变电磁响应

2.1.2 层状介质中阶跃电流的瞬变电磁响应

2.2 斜阶跃电流瞬变电磁响应

2.3 瞬变电磁响应分析

2.3.1 早、晚期临界值

2.3.2 等磁矩单匝大回线与多匝小回线的等效及时间规律

2.4 本章小结

3 圆锥型场源瞬变电磁理论与资料处理方法

3.1 小回线装置的互感系数

3.1.1 接收线圈的感应电动势

3.1.2 单匝线圈的自感

3.1.3 圆锥型场源的互感系数

3.1.4 圆锥型场源与多匝小回线互感比较

3.2 瞬变电磁资料处理

3.2.1 数据滤波处理

3.2.2 瞬变电磁资料处理

3.3 本章小结

4 瞬变电磁圆锥型场源与多匝线圈对比实验

4.1 实验装置制作

4.2 地面瞬变电磁实验

4.2.1 实验区地质情况

4.2.2 实验准备与实验过程

4.2.3 试验结果分析

4.3 瞬变电磁圆锥型场源浅层构造探测实验

4.3.1 实测数据滤波处理与校正

4.3.2 实验结果分析

4.4 本章小结

5 圆锥型场源矿井瞬变电磁超前探测试验

5.1 试验的目的

5.2 试验方案

5.3 试验结果

5.4 本章小结

6 结论与不足

6.1 结论

6.2 不足

致谢

参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 许志彬

导师: 杨海燕

关键词: 瞬变电磁法,圆锥型场源,多匝小回线,互感,煤矿

来源: 东华理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地球物理学

单位: 东华理工大学

基金: 国家自然科学基金课题《圆锥型场源全空间瞬变电磁响应特征与精细解释技术理论研究》(编号:41564001)

分类号: P631.325

总页数: 67

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