下载文档原格式
瞬变电磁法在浅层采空区的应用效果与对比研究
王凯;梅昌旺
【期刊名称】《低碳世界》
【年(卷),期】2017(000)007
【摘要】浅层采空区的勘察目前是地质灾害和工程物探的主要应用之一.而如何能够在不大规模动工的前提下,发现并确定浅层采空区是从业者主要的研究方向.此时,物探以它的无损探伤特点成为主要应用方法之一.瞬变电磁法(TEM)是一种时间域人工源电磁法,具有较高的抗干扰能力和分辨率,因此它在工程物探上,特别是浅层采空区勘探上有着广泛的应用,本文基于瞬变电磁法(TEM)的实际应用效果,对其在某古铜矿遗址的浅层采空区应用进行分析,得到了良好的效果,并与地质雷达的应用效果进行比较,吻合度高,说明瞬变电磁法在浅层采空区上应用具有极佳的可行性.【总页数】2页(P87-88)
【作者】王凯;梅昌旺
【作者单位】河南省航空物探遥感中心,河南郑州450053;河南省航空物探遥感中心,河南郑州450053
【正文语种】中文
【中图分类】P631.325
【相关文献】
1.浅层地震和瞬变电磁法在采空区探测中的应用研究
2.纳米瞬变电磁法在煤矿浅层采空区探测中的应用
3.基于瞬变电磁法的超浅层采空区探测
4.大定源回线装置瞬
变电磁法在浅层煤矿采空区勘查中的应用5.纳米瞬变电磁法在探测浅层铁矿采空区的实验研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
不同深度异常体的瞬变电磁响应规律摘要：本文研究的是瞬变电磁在不同深度异常体情况下的响应规律：在相同围岩中（围岩电阻率为50欧）同一目标地质体（目标地质体电阻率为100欧）在不同深度时（深度分别为50米，100米和200米），中心回线观测方式瞬变电磁测深法的垂直磁场的响应；对比分析了其响应特征，垂直磁场响应的幅度和衰变情况。
关键词：瞬变电磁三维正演全区视纵向电导视电阻率视深度Abstract: This paper is study of transient electromagnetic field in different depth under the condition of abnormal body response rule : in the same rock ( rock resistivity 50 Europe) the same target geology ( geological target resistivity 100 Europe) at different depth ( depth of 50 meters, 100 meters and 200 meters ), center loop transient electromagnetic sounding method, perpendicular to the magnetic field response; comparative analysis of the response characteristics of the vertical magnetic field, response amplitude and decay condition.Key words: transient electromagnetic method; 3D modeling; the apparent vertical conductance; apparent resistivity; apparent depth1 前言瞬变电磁法(TEM)是近年来发展很快的电法勘探分支方法。
大定源回线装置磁源瞬变电磁法深部找矿应用与问题探讨张国鸿;廖圣柱【摘要】磁源瞬变电磁法常用于金属矿的勘探工作中,为了加大勘探深度和提高工作效率,常采用大定源回线装置进行测量.本文给出了一个在深部找矿工作中大定源回线装置磁源瞬变电磁法应用实例,通过Occam一维反演工作,提出和探讨了一些实际应用问题.【期刊名称】《安徽地质》【年(卷),期】2015(025)004【总页数】5页(P283-287)【关键词】磁源;瞬变电磁法;大定源回线;深部找矿【作者】张国鸿;廖圣柱【作者单位】安徽省地球物理地球化学勘查技术院,安徽合肥230022;安徽省地球物理地球化学勘查技术院,安徽合肥230022【正文语种】中文【中图分类】P631.3瞬变电磁法是以接地导线或不接地回线通以脉冲电流作为场源，以激励探测目标物感生二次电流，在脉冲电流间隙测量二次场随时间变化的响应。
二次场从产生到结束的时间是短暂的，这就是“瞬变”名词的由来[1]。
瞬变电磁法可在地面、井中和空中进行。
地面磁源瞬变电磁法的工作装置很多，有分离回线、同点回线、定源回线等。
瞬变电磁法观测的参数有三种：感生电动势、磁场和电场，测量电场属于接地系统。
目前使用的测量仪器主要是测量感生电动势，不同的测量仪器实测电动势方式的显示不同，有的直接显示电动势ε，单位为μV；有的用发射电流归一，即ε/I，单位为μV/A；有的是用接收线圈的面积归一，即ε/AR,单位为μV/m2（AR—接收线圈有效面积）；有的用发射电流和接收面积归一，即ε/（I·AR）,单位为μV(A·m2)。
本文给出的应用实例采用的是定源回线装置，测量结果是二次场电动势值。
1.1 大定源回线装置大定源回线装置如图1所示。
所谓大定源回线装置，就是发射回线（Tx）大且固定不动，测量线圈（Rx）在大回线内、外逐测点采集数据。
1.2 装置特点由图1可见，该装置可在发射线圈内外、前后、左右均可进行测量，因此只要铺设一次大回线，就可完成多剖面、多测点的测量，所以工作效率很高，大大降低了勘探工作的成本。
瞬变电磁法勘探中的低阻层屏蔽问题研究[摘要]在存在低阻覆盖层的地区施工时会使瞬时电磁法的测量效果受到低层屏蔽效应的影响，从而影响到深层低阻体的瞬变电磁响应结果，最后导致浅部低阻干扰体后面的目标不能准确的识别和分辨出来。
所以应当选择没有低阻体或低阻岩层的位置进行测量，避来无法识别和分辨深层的目标体。
在矿井的TEM 测量中，如果存在低阻层岩体，可以通过加大发射磁矩测量磁场来获得低阻层下面的目标体的有效信息，也可以多选几处进行测量，来获取更加准确的目标体信息。
[关键词]瞬变电磁法低阻层屏蔽作为地球物理探测里的一个不可缺少的领域，瞬变电磁法具有以下几个有点：体积效应小、低阻响应强、探测方向性强、横向分辨率高等。
其显著优点就是能够穿透高阻屏蔽层，对于在其下面的底层构造有很好的分辨能力。
但如果是低阻层，尤其是表层被低阻层覆盖的地区，测量时地面上会的到较强的信号，这样往往就会忽视低阻层对瞬变电磁勘探的作用。
有研究表明，如果再探测方向上浅层存在低阻层，会造成由低阻层屏蔽效应导致的部分数据缺损，增加对结果分析的困难，因此对瞬变电磁法低阻层屏蔽效应的问题研究又着非常现实的重要意义。
1 TEM基本工作原理瞬变电磁测深法（Transient electromagneticmethod，简称TEM）是电磁法勘探中广泛应用的一种，尤其是在工程地质勘探过程中更是普遍应用的一种时间域电磁探测方法。
其原理就是通过阶跃波或者其他脉冲电流场激励大地产生过渡过程场，然后短期电源，在断电的瞬间会在大地中形成涡旋交变电磁场，再测量这种二次感应电磁场随时间变化的衰减特性，分析测量得到的异常信号，进而推断矿体、地下水、工程病态、工程基础和地质灾害等地下目标的相应性质。
正是由于这种技术灵敏度高、探测深度大、灵活多变适应性强以及廉价快速等特点，才使得它在近年来飞速发展，成为应用前景十分广阔的一种地质勘探技术。
尽管TEM有多种变试方法，但其数学物理基础都是基于导电介质在激励磁场阶跃变化的激发下产生涡流电场的问题。
对大回线瞬变电磁测深分辩率问题的有关探讨言 会（江西地勘局物化探大队 南昌 330201）[摘要] 笔者应用西安地院九十年代开发的TEMS 法正演程序，对不同地电模型进行正演计算，总结了各种地电情形下TEMS 法分辩目的层的规律，而后对瞬变场量Hz(t)中的核函数进行合理的近似，对该规律进一步作出数理解释，获得良好的效果。
通过讨论，笔者得出了以下认识：1．大回线源TEMS 法对低阻地层的分辩能力比高阻地层要高，其在数理机制上表现为瞬变场量Hz(t)在相对低阻存在时具有收敛速度快的特点。
2．两介质间的电性差异越大，目的层的厚度越大，信噪比越高，对分辩目的层的地球物理信息越有利。
3．低阻、高阻基底及低阻覆盖的存在，都将导致信噪比降低，或导致地球物理信息的畸变失真，不利于准确分辩目的层。
在直流电法中，在相同源的激发下，电测深工作对不同地电断面中目的层的分辩能力是不一样的，其中最普遍的是低阻覆盖和高阻基底的存在将不同程度地降低测深工作的分辩能力。
在瞬变电磁法中，尽管该问题相对直流电法有了改善但却依然存在。
探讨不同地电情形下瞬变测深的垂向分辩能力对于今后在我国推广瞬变测深（TEMS ）工作有很大的意义。
笔者通过对大回线源激发下的水平层状均匀地电断面瞬变测深进行理论模型的正演计算（所用程序为西安地院物探系编制），总结了大回线源瞬变测深法分辩不同地电断面目的层的初步规律，并从数理机制上对该规律作了探讨。
一、大回线源TEMS 法分辩率问题的电算结果在讨论过程中，我们通过给予理论参数进行均匀半空间或三层H 型（或K 型）地电断面的正演计算，获得其“11H ττ-ρρ”曲线，（其中：1ρρτ是某一延时t 的视电阻率，τρ是以第一电性层电阻率归一化之后的值；1H τ是时间响应τ以第一电性层厚度归一化的值，也称作“归一化时间”），当三层地电断面的“11H ττ-ρρ”曲线同均匀半空间曲线的分离程度达到10％时，即认为该层地电信息是可分辩的。
大定源瞬变电磁法在洋坑矿区水文地质勘探中的应用[摘要]大定源瞬变电磁法是基于煤矿中的断层和岩溶陷落柱与围岩存在电阻率差异，具有较高的信噪比，划分异常详细。
通过洋坑矿区水文地质勘探显示，大定源瞬变电磁法能有效地解决深部灰岩陷落柱及断层破碎带、查明不同采区内地质构造的富水性和导水性、查明勘探区煤系地层和构造及灰岩的富水区及水力联系等地质问题，具有应用前景广泛。
【关键词】瞬变电磁法；视电阻率；断层破碎带导水性；信噪比；洋坑矿区洋坑矿区位于福建省龙岩新罗区东南部的适中镇后祠村，矿区面积12km2，二十世纪八十年代，进行过区域地质调查，初步确立了该区的童子岩组含煤地层；2006年7～8月进行了野外踏勘工作，初步圈定了童子岩组含煤地层范围；2009年6月提交煤矿普查地质报告。
已完成7个钻孔3136.97m，槽探1500m3，1：1万地质填图12km2，确定主要可采煤层为5、37、39、41等四层煤层，预计（333+334）煤炭资源量为近千万t。
由于该矿区范围内有陵坑水库（容水量为38m3）和洋坑水库（容水量为438m3），矿区大部分煤层赋存在该块段，采用大定源瞬变电磁法对该区的水文地质进行专项调查，具有重要意义。
1.矿区总体构造特征本区总体以滑覆构造为主导，其中以隐伏断裂F0为主断裂，次一级滑覆断裂F02、F03、F04为近南北走向且表现为近视平行，地层表现为向北西倾斜的单斜构造，伴生次一级宽缓的小褶皱。
本区未见规模较大的岩浆岩体，矿区北部发育一条近东西走向、向北倾的正断层F5，东部发育一条近南北走向、向东倾的正断层F1。
主要构造见矿区构造纲要图（图1）。
1.1 滑覆断裂F0、F02、F03、F04①F0滑覆断裂，在本区表现为隐伏断裂，与区域上F0为同一条断裂。
上覆地层为童子岩组第一段下亚段（P1t1-1）及文笔山组上部分地层（P1w），下伏地层为栖霞组（P1q）灰岩及石炭系～泥盆系（C～D），矿区内有5个钻孔控制。
全程瞬变电磁法浅层勘探数据的处理方法杨伐;刘稳【摘要】快速、高效的地面勘探技术是解决工程建设中遇到的浅层地质问题的关键.基于半空间瞬变电磁勘探理论,利用多匝重叠小回线装置,通过物理实验模拟全程瞬变电磁勘探技术,探讨剔除法处理后的地质异常体对半空间重叠小回线浅层瞬变电磁的响应特征及变化规律.结果表明：瞬变电磁对浅层高低阻异常体响应明显,等值线响应变化规律性强.纯背景条件下剔除仪器自身因素造成的干扰数据体,并对剔除后得到的新数据体进行反演处理,可准确地反映被测地质体的浅层信息.剔除干扰数据体方法对提高瞬变电磁全程勘探能力行之有效,为相关研究提供了借鉴.【期刊名称】《黑龙江科技大学学报》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】6页(P633-637,646)【关键词】地面勘探;全程瞬变电磁法;剔除法【作者】杨伐;刘稳【作者单位】安徽理工大学地球与环境学院,安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】P631.32瞬变电磁探测技术具有探测深度大、体积效应小、横向分辨率高等优点，在深部勘探领域应用较为广泛，但该勘探方法因受接收天线与发射天线之间的自感、互感及仪器关断时间影响而引起一定的探测盲区，限制其在浅层勘探领域的应用［1一2］。
从探测盲区存在原因角度考虑改进方法：一方面，可以通过数值计算理论改进分析软件、仪器硬件以提高数据采集精度；另一方面，可以通过剔除法进行背景改造以降低探测盲区［3一4］。
目前，国外瞬变电磁勘探技术研究主要集中在超深探测方面，而小回线浅层探测技术尚未涉及；国内胡雄武［5］在矿井全空间全程瞬变电磁探测领域开展了理论研究，但未涉及半空间浅层信息提取。
为此，笔者利用多匝重叠小回线装置，模拟全程瞬变电磁勘探技术方法，并采用剔除背景值法进行浅层信息提取，为解决工程建设中遇到的浅层地质问题提供了借鉴。
1.1 麦克斯韦方程由安培定律、法拉第定律、高斯电通定律和高斯磁通定律四大定律组成的麦克斯韦方程组是电磁场中有限元推导的理论依据。
瞬变电磁法异常划分标准
瞬变电磁法是一种通过电磁感应原理探测地下目标体的方法。
在瞬变电磁法实际探测中，对于低阻目标体而言，其异常范围与实际范围存在着较大的差别，这不仅影响到对异常的解释，并往往会造成探测的精度的降低。
因此，瞬变电磁法的异常划分标准是非常重要的。
瞬变电磁法的异常划分标准通常基于电阻率、磁导率等参数的差异。
对于低阻目标体，其异常范围通常比高阻目标体要大，因为低阻目标体的电导率较高，容易产生较强的电磁响应。
此外，瞬变电磁法的异常划分标准还受到观测时间、场源位置、地形等因素的影响。
为了准确地解释瞬变电磁法的异常，需要综合考虑多种因素，包括地质模型、工作参数、场地条件等。
在实际应用中，可以通过建立地质模型和正反演模拟来研究瞬变电磁法的工作参数变化与低阻目标体异常的关系，以确定更准确的异常划分标准。
总之，瞬变电磁法的异常划分标准是一个复杂的问题，需要考虑多种因素。
在实际应用中，需要结合具体情况进行综合分析和判断。
