瞬变电磁法论文

瞬变电磁法测井传输与信号处理系统研究瞬变电磁法测井技术是一种较为新型的测井方法,这种测井方法优点众多,效果较好,现在已经成为测井等相关领域的研究热点。

依托于此测井方法,国内外陆续开发了一系列的测井设备和勘探仪器,对老油田的增产和新油田的探测起了巨大的推动作用。

针对于此,本文以瞬变电磁方法为理论基础,对采用瞬变电磁方法进行测井的技术进行了细致深入的研究和验证,本篇论文的研究是从理论和硬件两个方向展开的。

在理论研究方面,本文用Doll给出的二次场计算公式,计算了二次场的瞬态响应波形;同时探讨了该实际激励发射源的瞬变电磁测井响应和Doll二次场响应,分别用Doll电磁感应理论和无限大均匀介质的精确解给出了不同激发条件的总响应和Doll二次场响应波形;另外,针对于包含地层信息的二次场的提取,本文在传统的三线圈系的理论基础上,创造性地采用新型双线圈模型进行了处理,并为此进行了大量实验和软件模拟,得到的二次场信号较为清晰准确,可以有效地反映地层信息。

最后对于瞬变电磁过套管电阻率测井的两种响应以及信号传输的相关理论也进行了深入研究,并设计了自定义的AMI通信协议进行相关数据的传送。

在系统硬件的设计方面,本文主要针对于信号采集、传输以及处理的硬件设计,包括相应的程序编写和上位机软件的设计。

先后进行了两款系统的开发,分别为基于STM32的大功率激发与显示系统以及基于ARM9和ADS1278的信号处理系统。

其中,基于STM32的大功率激发与显示系统主要功能是对发射线圈进行控制,并对地层信号进行同步的采集,然后通过LCD进行波形的显示;而基于ARM9和ADS1278的信号处理系统则由井下部分和地面部分组成。

其中,井下部分又划分为前端调理电路、信号采集电路、MCU控制电路、信号处理电路和发射控制电路等部分。

信号采集电路同时对4道差分模拟信号和两道直流模拟信号进行了采集;发射控制电路则产生两道互补方波,对发射电路进行了同步激发;信号处理电路是依据规定要求,对信号进行相关处理后进行传输。

111地质勘探Geological prospecting瞬变电磁法在金属矿产勘查上的应用效果研究周小锋（广西壮族自治区第七地质队，广西 柳州 545100）摘 要：本文将详细介绍瞬变电磁法的基本工作原理，通过专业的研究与分析，找出电磁参数与数据的计算过程，借助金属矿产的开采试验，掌握项目特征、内部测线的布置方式、电异常现象的解释及异常形态的区分方案，利用瞬变电磁法加强了金属矿产勘察的应用效果。

关键词：瞬变电磁法；金属矿产勘查；磁数据；磁力仪中图分类号：P631.325 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）24-0111-2 收稿日期：2020-12作者简介：周小锋，男，生于1987年，壮族，广西柳州人，本科，工程师，研究方向：地质矿产勘查。

1 瞬变电磁法的基本工作原理瞬变电磁法拥有多种类型，最为普遍的方式为高空电磁法，其运用的主要过程为技术人员发射脉冲电波，其正确顺序为由高空到地面，若回线电流遭到切断，可在其导线周围产生一次场，其一次场会由空气传输到相应的勘察区域内，勘察区域内的介质感应将生成二次场信号，该信号的主要来源为贮藏在良导体中的感应电流，通过对该区域衰减规律的研究，有效解决地质勘察中的问题，从而达到实时勘察金属矿产的目的。

2 参数与数据的计算过程在处理瞬变电磁数据的过程中，试验人员应遵照合理的顺序，一方面，要修正、调平、预处理相关数据；另一方面，则要根据处理后的数据来处理相应的磁数据、电数据等，在处理磁数据期间要计算出磁总场、磁位场转换与视磁化率等，而若想获得适宜的电数据，则要高效计算出时间常数、视电阻率与视电阻率成像等。

此外，在完成磁数据与电数据的处理后，要获得合理的、科学的低阻异常体的详细信息，继而准确判断出低阻异常体的分布、大小、形态与空间。

2.1 科学处理电数据在处理电数据期间，其处理的主要过程都集中在野外的测线数据，其计算的主要内容为去除背场景、去除与叠加运动噪声、测算电动势、电磁场磁内分量、抽道等。

地球物理勘探中瞬变电磁法的应用摘要：在我国现代化社会建设发展过程中，无论是在资源勘查、工程建设等领域方面，地球物理勘探工作至关重要，其中瞬变电磁法应用领域较广，该技术具有较强的灵活性，且勘探效率较高，勘探结果准确性能够得到充分保障，还能够优化地球物理勘探工作成本，具有良好的应用效果。

因此，本文将对瞬变电磁法进行深入地研究与分析，并提出一些合理的意见和措施，旨在进一步提高技术应用水平。

关键词：瞬变电磁法；地球物理勘探；技术优势；应用方式；地球物理勘探技术的应用较为广泛，能够准确获得被勘探区域的具体信息，从而确定地球构造的实际情况，在建筑工程、煤矿采空区探测等领域具有良好的应用效果，能够为后续的开发以及建设工作提供科学的信息和数据支持。

瞬变电磁法因其独特的技术优势应用较为广泛，能够有效提高地球物理勘探工作效率，所以需要准确掌握瞬变电磁法的技术原理，从而提高该勘探技术应用水平，促进地球物理勘探工作更好地开展。

1地球物理勘探及瞬变电磁法的基本概念分析1.1地球物理勘探地球物理勘探技术为地质学专业范畴，是将物理学的内容作为技术基础，利用测量和观察物理场的变化和分布情况，完成对地球构成元素、空间中存在的多种物质构造和其演化过程的探索，同时能够对变化规律进行分析，得到一定区域内的地质构造、地质情况、资源埋藏等信息，同时在自然灾害监测、预测与应对方面具有重要作用。

因为组成地壳的不同岩层介质在密度、弹性、导电性、放射性、导热性以及磁性方面存在一定差异，且差异会引起地球物理场的局部变化，通过对这些差异的分布和变化把控，能够实现地球物勘探工作目标。

1.2瞬变电磁法瞬变电磁法的主要工作原理为：在地面安装一定波形的电流发射设备，使得磁场在周围空间位置上部产生，同时使得感应电流产生在地下到点矿体内。

感应电流会随着断电而产生热损耗，且在不同时间内表现出不同的衰减程度；高频成分的电磁场一般出现在早期阶段，具有较快的衰减性，一般没有较大的趋肤深度；低频率电磁场主要出现在晚期阶段，具有较慢的衰减速度，同时趋肤深度较大。

瞬变电磁法论文【摘要】瞬变电磁法可以通过连续追踪含水标志层的空间延伸特征，如中断或突然缺失，能够有效地推测采空区断层的隐伏状况，从而较好地解决采空区探测等地质问题，取得令人满意的探测结果。

1.绪论当前，随着我国对安全生产的愈加重视，煤矿安全已经成为社会越来越加关注的问题。

矿井采空富水区是煤矿生产中经常遇到的问题，尤其在一些开采时间较长及规范程度较低的矿区，采空区积水往往严重威胁着煤矿的生产安全。

因此，如何能够切实有效地查明采空富水区，探明其形状、大小、位置等信息，对于矿井的安全开采具有重要意义。

2. 采空区瞬变电磁勘查2.1采空区瞬变电磁勘查原理地层之间的差异决定了岩层之间必然存在一定的电性差异，为采用瞬变电磁技术了解地下岩性的变化奠定了地球物理基础。

在理论上，干燥的岩石、煤层和空气的电阻率相对极大，但实际上岩石中的孔隙、裂隙总是含有若干水份，随着岩石的湿度或者含水饱和度的增加，其电阻率将会急剧下降。

不同的岩层具有不同的电阻率，电磁勘探就是通过测定地下不同地点不同深度的电阻率值间差异来达到寻找目标地质体的目的，从而寻找煤层顶底板富水区和断层含水性的问题就转换为寻找含煤岩层中低阻异常分布的问题，这就是采空区瞬变电磁勘查原理。

2.2瞬变电磁的基本原理瞬变电磁法是一种时间域电磁感应方法，其探测原理为：在发送回线上供一个电流脉冲方波，在方波后沿下降的瞬间，产生一个向回线法线向传播的一次磁场，在一次磁场的激励下，地质体将产生涡流，其大小取决于地质体的导电程度，在一次场消失后，该涡流不会立即消失，它将有一个过渡（衰减）过程。

该过渡过程又产生一个衰减的二次磁场向掌子面传播，由接收回线接收二次磁场，该二次磁场的变化将反映地质体的电性分布情况。

如按不同的延迟时间测量二次感生电动势V（t），就得到了二次磁场随时间衰减的特性曲线。

如果没有良导体存在时，将观测到快速衰减的过渡过程；当存在良导体时，由于电源切断的一瞬间，在导体内部将产生涡流以维持一次场的切断，所观测到的过渡过程衰变速度将变慢，从而发现导体的存在。

1 勘探区地质概况勘探区地表全部被上第三系、第四系松散层所覆盖。

现结合钻孔揭露及邻区资料，将井田赋存地层由老到新分述如下：奥陶系（O）、石炭系（C）、二叠系、上第三系（N）、第四系（Q）。

本次勘探地质任务为查明勘查区内太原组4号、9+10号煤层采空区及采空区内的积水情况。

4号煤层，平均1.36m，埋深范围110-270m；9+10号煤层，平均3.27m，埋深180-340m。

本次勘探采用瞬变电磁法，在解释的采空积水异常区进行直流电测深和活性炭测氡法进[1-2]行验证。

2 瞬变电磁法试验工作瞬变电法采用IGGETEM-30A 型瞬变电磁仪，采集参数如下：时基：40ms；采样道：48道；关断时间：90us；2延时：300us；接收面积：80m；发射框：2×2m（10匝）；取道时间：L o g 20；叠加次数：256次；发射电流：7A；1）经试验，勘探区内的游散电流噪音电平在0.1uV左右，干扰不大。

高压线30m左右的范围内干扰较强，噪音电平可达0.5uV以上；2）试验对线试验进行了反演，反演深度最大可达500m 以上，能满足煤层的深度要求。

3 资料处理3.1 瞬变电磁数据的处理[3-4]瞬变电磁处理流程如下：1）原始数据整理，数据格式整理；2）绘制初始多测道断面图；3）选择处理视窗范围、滤波系数、剔除畸变数据；4）绘制多测道断面图、视电阻率断面图；5）满足要求后进行约束反演；6）绘制水平电阻率、顺层切片电阻率等值线图；7）综合分析。

3.2 直流激电测深的处理方法与技术1）圆滑处理；2）按规范删除测试偏离数据；3）编制激电测深法视极化率、视电阻率剖面图。

3.3 活性炭测氡资料处理1）标准化处理；2）归一化处理；3）仪器校正；4）实测γ强度修正；5）均滑处理；6）剖面分析；7）从剖面找到异常区域，结合实际情况分析。

4 TEM 电阻率剖面分析解释实例图1为1220线视电阻率拟断面图，横坐标为点距（单位m），纵坐标为高程（单位m），从已有资料得知测区可采煤层底板标高9号煤层800-920m。

瞬变电磁法在地球物理勘探中的应用研究摘要：现如今，瞬变电磁法发展极快，它在地球物理勘探方面受到了极大的青睐。

瞬变电磁法相对于传统的直流电勘探法具有较大的优势，包括灵敏度高、探测深度较深以及抗干扰性强等，这也使得瞬变电磁法被广泛应用于煤矿、油田等领域。

为了满足现代地球物理勘探的应用需求，应用瞬变电磁法时需要充分结合实际生产条件，尽可能地控制其分辨率和精度。

从瞬变电磁法的基本原理出发，探讨了其发展及应用，同时分析了它在工程物探领域的应用实况，侧面证明了瞬变电磁法的科学性和可行性。

关键词：瞬变电磁法；地球物理勘探；应用引言瞬变电磁法是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。

通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律，可得到不同深度的地电特征。

该方法观测纯二次场，分辨率较高，尤其对低阻异常反应敏感。

随着瞬变电磁勘探技术的不断发展，目前广泛应用到金属矿产勘查、油气勘探、工程勘查、考古探测、煤田勘探等诸多多领域，成为地球物理勘探的首选方法之一。

1瞬变电磁法的原理最早期对瞬变电磁法理论进行研究的是苏联科学家，到现在历经了近百年的发展，TEM理论层面的研究已越来越成熟。

同时，中国的科学家们也对TEM的理论研究做出了不可或缺的贡献，比如方文藻著作的《瞬变电磁测探法原理》、朴化荣所著作的《电磁探测法原理》以及蒋邦远所著作的《实用近区磁源瞬变电磁法勘探》等，都对瞬变电磁法的理论研究起到了重要的推动作用。

当前在瞬变电磁法理论层面的研究主要是有关它正反演计算方面的问题。

就目前的研究进展可分为一维、二维、2.5维和三维。

一维正演计算大多数通过频率域所得到地下空间的电磁响应公式，然后再换到时间域进行计算；二维正演计算主要通过有限差分法和有限元方法进行计算，然后换算到时间域进行计算；但是2.5维的正演计算中时间域的模拟计算目前仍未得到完全解决，科学家们曾经通过有限元的方法对时间域和电磁场进行了正演的模拟计算，这也为多维度反演计算提供了理论依据。

【关键词】瞬变电磁法煤矿充水采空区电磁响应特征视电阻率极化效应一维正反演【英文关键词】the transient electromagnetic method the water-filling-goaf theelectromagnetic response characteristics the apparent resistivity the polarizationeffect 1D forward modeling and inversion瞬变电磁法论文：瞬变电磁法探测煤矿充水采空区响应特征分析【中文摘要】瞬变电磁法是近年来发展较快、应用较广的一种地球物理电法类勘探方法。

由于瞬变电磁法对低阻地质体响应明显,在煤田水文地质包括煤矿水害方面有着广阔的应用前景和巨大的发展潜力,是其进行地球物理探测的首选方法。

随着煤炭资源的大力开发,煤矿采空区成为影响人类正常生产生活建设的一大弊端,将瞬变电磁法用于探测煤矿充水采空区成为煤矿安全生产以及人们在采空区地段进行生产建设的必要手段。

然而,根据传统的经验,人们一直认为充水采空区低阻响应特征是判别异常体的依据,本文通过对瞬变电磁法探测煤矿充水采空区的物性基础和产生二次场的机理分析,加上瞬变电磁一维正反演研究,得出了有悖于传统经验的结论,对瞬变电磁法探测煤矿充水采空区具有一定的指导意义。

首先根据电介质的分子极化理论,对充水采空区的水体和围岩在感应类电磁场中的微观极化特征进行了分析,认为充水采空区低阻的水体感应电压小于高阻的围岩所呈现的感应电压(即是瞬变电磁场的二次场电压)；其次基于激电法的激发极化理论,对充水采空区在电场中的的薄膜效应加以讨论,认为在采空区未引发顶板冒落以及其伴生的裂隙等条件下,充水采空区相当于一个封闭的空间,且相当于一个储藏电能很小的大电池,所以其在电磁场中呈现低于围岩性能的低电压,得出在视电阻率曲线图上呈相对高阻的反映的结论。

在上述分析研究的基础上,本文建立了磁偶源激励条件下充水采空区的一维正演模型,通过分析其瞬变电磁响应特征曲线,得出结论：无论是均匀半空间介质还是水平层状介质,正演结果都是低阻水体的二次场电压值低于高阻围岩的二次场电压值,低阻水体的视电阻率响应值高于高阻围岩的视电阻率响应值。

第1章瞬变电磁法的发展现状瞬变电磁法（Transient electromagnetic method）是一种地球物理勘探方法，在国内外得到了广泛应用。

它利用地下储层的电导率差异，通过向地下发送瞬态电磁场信号，并测量地表上相应的电磁响应信号，来了解地下储层的性质和构造。

随着科学技术的发展和对资源勘探的需求增加，瞬变电磁法也得到了不断的发展和改进。

瞬变电磁法早期应用于物探领域，主要用于寻找矿产资源和地下水。

例如，用瞬变电磁法进行的石油和天然气勘探，可以帮助确定地下蕴藏的石油和天然气的位置、分布和储量。

同时，也可以通过瞬变电磁法来寻找地下水资源，帮助农业和城市供水等领域的发展。

随着瞬变电磁法在勘探领域的成功应用，人们开始将其用于环境地质学和工程地质学等领域。

瞬变电磁法可以用于地下污染物的检测和监测，了解地下水域和土壤的污染状况，并帮助制定环境保护和修复策略。

此外，瞬变电磁法还可以用于地质灾害的预测和风险评估，例如地下水涌出、滑坡等。

为了进一步改进瞬变电磁法的应用效果，研究人员从多个方面进行了探索和改进。

首先，他们提出了一种新的瞬变电磁法测量方式，多频段法，该方法将不同频率的电磁信号同时发送到地下，测量并分析不同频率下的电磁响应信号，从而提高了勘探的精度和有效性。

其次，研究人员也对瞬变电磁法的数据处理和解释进行了改进。

他们引入了先进的数学模型和算法，利用计算机技术和数据处理软件来处理和解释瞬变电磁法的数据。

这使得对地下储层的结构和性质进行更准确的分析和判断成为可能。

另外，为了提高瞬变电磁法的勘探深度和分辨率，研究人员还利用成像技术和高性能电磁感应仪器相结合，研发了一系列新的瞬变电磁仪器和设备。

这些仪器和设备具有更高的信噪比和更快的采样速度，能够更好地探测和分析地下储层的电导率异质性。

总之，瞬变电磁法作为一种地球物理勘探方法，在矿产资源勘探、环境地质学、工程地质学等领域得到了广泛应用。

随着科学技术的发展，瞬变电磁法不断改进和创新，为地下资源勘探和环境保护提供了更精确和可靠的信息，对于我国资源勘探和环境保护具有重要意义。

毕业设计（论文）题目瞬变电磁法及其在矿井中的应用院（系部）地勘系专业名称地球物理勘查技术年级班级学生姓名指导教师2 0 1 2 年月日摘要本文描述了瞬变电磁法在矿井中的应用，瞬变电磁勘探对地下良导电介质具有较强的响应能力，适用于断层及裂隙带富水性评价，陷落柱探测，煤层顶底板含（隔）水层划分等，具有突出地电异常响应、无电极接触制约、穿透高阻覆盖能力强、体积效应小低阻反映灵敏、施工速度快、效率高等特点。

电场和磁场交替产生，由近及远，扩散的速度与地下岩层的电阻率有关，不同时间扩散到不同深度。

低电阻率地质体如导水断层、富水区、金属矿体等能引起较强且衰减慢的二次涡流场，而贫水区等高阻体引起较弱且衰减快的二次场。

由于早期信号反映浅部地电特征，晚期信号反映较深部地电特征，这就可以达到测深的目的关键词：瞬变电磁法、矿井瞬变电磁、探明地下水目录第一章引言 (1)第二章瞬变电磁法的理论研究 (2)2.1瞬变电磁发展概况 (2)2.2瞬变电磁基本原理 (3)2.3瞬变电磁法的野外工作方法 (7)第三章瞬变电磁法在矿井中的应用 (8)3.1矿井瞬变电磁法特点 (8)3.2矿井瞬变电磁法地球物理特征 (10)3.3矿井瞬变电磁工作仪器 (10)第四章瞬变电磁法在探明井下赋水实际应用 (12)4.1工作布置与工作量、技术措施及质量评述 (13)4.2矿井瞬变电磁法勘探资料处理与解释 (13)4.3存在问题和建议 (20)5 结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第一章引言在地质工作中，物探占有重要的地位，它是通过观察和研究各种地球物理场的变化来解决地质问题的一种勘查方法。

电法勘探是一个重要分支，它是以岩，矿石之间电学性质的差异为基础，通过观察和研究与这些差异有关的电场和电磁场在空间或时间上的分布特点和变化规律，来查明地下地质构造和寻找地下电性不均匀体的一类物探方法。

随着我国经济建设的发展，对工程与环境的要求越来越高，而隐患勘探与监测工作显得尤为重要。

瞬变电磁法在矿井水文地质勘探中的应用分析摘要瞬变电磁法具有施工效率高、投入资金少、勘探精度高等优点被广泛应用于矿井的水文地质勘探中。

瞬变电磁法的运用，提高了地质勘探的效率，使得人们能够更高效、更方便地了解水文地质结构。

本文将围绕瞬变电磁法在矿井水文地质勘探中的应用展开论述。

关键词瞬变电磁法；矿井；水文地质勘探；应用0引言长期以来瞬变电磁法是矿井勘探中应用最广的勘探技术，瞬变电磁法本身具有的高效率、低成本、精度高的特点因而在矿井水文地质勘探中得以大力发挥。

瞬变使得人们更快速、更方便地了解矿井水文地质结构，从而为进一步地煤矿开采打下了坚实的基础。

1瞬变电磁法的工作原理瞬变电磁法是一种通过观察地质结构或水文结构的自身差异来判断水文地质的方法。

瞬变电磁法主要是通过不接地回线和接地线缘发送地下一次脉冲场，然后再通过一次脉冲场来激励标的物产生二次场，二次场是在地下良导地质体被激励下，产生的不稳定磁场。

瞬变电磁法对于地下地质结构的了解，主要是通过接受二次场在一次脉冲间歇之际的发送。

瞬变电磁法在矿井勘探中，被广泛应用在寻找矿井水源、积水老窑和涌水水道中。

在传统的勘探开采中，针对高阻围岩中的低阻地质气体的寻找尤其是一个难题。

但是利用瞬变电磁法由于其自身对于低阻地质气体很敏感因而它可以很方便地找到这一气体。

瞬变电磁法具有自动消除噪声的功能，它对现实地形的影响也极低，它可以实现和探测目标的有效耦合。

这种方法看似简单，但是它的分辨能力极强。

2瞬变电磁法施工在瞬变电磁法的施工中要重视的一是施工仪器，二是施工方法的选择。

施工仪器的选择，直接决定着施工效率，影响着施工进度的快慢。

慎重选择施工仪器是施工的首要步骤，也是重要步骤。

在施工过程中，针对施工方法的选择也呈现这样的特点，施工方法的选择必须根据矿井自身的实际状况来进行选择。

1）施工仪器在选择施工仪器的时候，一般都采取的是TEM-47（增强型）瞬变电磁仪，这种电磁仪它的探测精度高，基本上可以全范围的探测，盲区很小。

瞬变电磁法及其在工程地球物理勘探中的应用摘要：瞬变电磁法在工程地球物理勘探中应用具有较高的准确性,但同时,瞬变电磁法进行地球物理勘探过程容易受到环境干扰因素的影响,进而影响勘探数据的准确性.本文针对地球物理勘探过程中瞬变电磁法的应用进行研究,以促进瞬变电磁法在工程地球物理勘探中应用效果的进一步提升。

关键词：工程地球物理勘探；瞬变电磁法；应用1基本原理及地球物理的特征瞬变电磁法，是利用大功率的发射装置向铺设在地面的大矩形线圈(或称发射框)发送双极性矩形大电流，在电流开启和关断时，由于电磁感应作用产生电压脉冲，电压脉冲的衰减产生感应磁场(即一次磁场)。

一次磁场随着时间的推移向地下传播并衰减，在地下介质中感应生成涡流，地下介质中涡流的变化又生成二次磁场。

电磁场在地下传播的速度以及幅度的衰减程度与地下介质的电阻率(或电导率)及深度等参数有关。

在电源关断的时间间隔内，通过设置在地表各测点处的分量磁场传感器和数据记录器观测随时间变化的二次磁场可探测得到地下介质电性和结构的丰富信息。

对每个测点观测的磁场或导出的视电阻率资料、视纵向电导等进行反演、解释，即可得到地下介质的分层结构。

不同岩石具有不同的导电性，一般有泥岩，粉砂岩，介质粗砂岩，砾层，煤层和石灰石的电阻率值依次增大。

含煤地层分层分布特点比较均匀，纵向电阻率变化的横向传导基本上是相同的。

在密实完整的地层电阻率较高，如果在充水的断层，裂隙发育带，泥土或水充填的岩溶，地下暗河或地下水发育地带，具有较强的导电性，电阻率值呈现低阻，与围岩在电阻率上有显著差异，这就是用电磁法进行水文地质探测的地球物理前提。

2数据采集与处理物探观测采用V8多功能电法仪。

具有轻便坚固的采集系统和GPS同步系统，模数转换器(ADC)：每道一个24位，96000个样点/秒(主道)16位到24位，可达5MHZ(TDEM)。

采用重复观测保证观测质量，工作装置、发射回线边长、和时窗范围的选择以及测区范围的确定等，其他技术要求按照中华人民共和国地质矿产部颁发的《地面瞬变电磁法技术规程》((DZ/T018)-1997)执行。

瞬变电磁法大电流、小回线装置在矿井巷道内探测的应用及数据精细处理Small Coils with Large Current Transient Electromagnet Method in Mine Exploration and Processing of Data地球探测与信息技术， 2011，硕士【摘要】煤矿的水害,一直以来给煤矿的安全生产构成巨大威胁,其中最主要的就是矿井巷道掘进前方和顶、底板隐伏的导水、含水构造,极易造成涌、突水事故。

瞬变电磁法应用于煤矿井下探水工作,有其技术的优越性,主要是对低阻体较灵敏,包括采空区水和含水构造,探测距离大,可以探测前方150米范围内的含水情况,在国内的很多矿区得到应用,效果明显。

由于瞬变电磁法是近些年新兴起来的理论,尽管应用很广、硬件比较成熟,但理论和处理方法的研究相对滞后,很少有针对矿井下瞬变电磁法采集数据的处理软件,本文在大量阅读了相关文献后,结合瞬变电磁的探测机理和技术,基于matlab语言工具,开发出一套井下瞬变电磁处理软件。

论文的主要成果及创新点如下:(1)通过井下采集的数据,进行多测道成图分析,可以清楚的显示出浅部和深部的高、低阻异常情况;(2)井下的干扰源较密集,通过数学手段,采取多种滤波方式,包括小波分析和希尔伯特黄变换等前沿理论方法,对瞬变电磁信号进行去噪处理,达到去除噪声、平滑曲线、凸显异常的目的;(3)在计算视电阻率时,采用同点回线装置的视电阻率计算公式,避免了晚期道计算公式造成早期数据偏离过大,浅层地质信息失真的情况;(4... 更多还原【Abstract】 Coal mine flood has been to a huge threat of thecoal mine production safety,the primary one is mine roadway in front and top-bottom buried the lead in water,it can easily cause water inrush.TEM used in coal mine work of exploring water has its advantages in technical ,the main is more sensitive , including God water and water structure.TEM can detected within 150 meters.it applied in many mines , the effect is obvious.The transient electromagnetic method is the theory of emerging in recent year... 更多还原【关键词】瞬变电磁法；数据处理；井下探测；滤波；【Key words】TEM；Data Process；Mine detection；Filter；摘要5-6Abstract 6第1章引言9-161.1 瞬变电磁法的概念9-101.2 瞬变电磁方法的特点101.3 瞬变电磁方法的主要应用101.4 瞬变电磁方法的不足之处10-111.5 国内外研究现状11-131.5.1 矿井瞬变电磁法研究现状11-121.5.2 矿井瞬变电磁法超前探水技术研究现状12-131.6 存在的问题13-151.6.1 探测精度13-141.6.2 含水量14-151.7 MATLAB 语言15-16第2章电磁场理论16-242.1 场的传播与烟圈效应16-182.1.1 一次场的特征16-172.1.2 烟圈效应17-182.2 电磁场理论18-192.2.1 电磁场的基本方程18-192.2.2 电磁波的波长、波数和趋肤深度192.3 均匀导电全空间磁偶极子形成的瞬变场19-24第3章瞬变电磁法的野外数据采集24-293.1 野外施工装置24-253.2 矿井下施工装置的选择25-263.3 井下实际数据采集263.4 盲区的处理26-293.4.1 盲区的产生26-273.4.2 盲区的处理27-283.4.3 斜阶跃波效应（非瞬时关断效应）28-29第4章数据的分析处理29-384.1 野外数据的提取294.2 强干扰剔除29-304.3 数据质量判定30-314.3.1 整体思路304.3.2 判定公式30-314.3.3 方法的选择314.4 数据的平滑和去噪31-354.4.1 多次三点滤波31-324.4.2 卡尔曼滤波32-334.4.3 小波滤波33-344.4.4 希尔伯特黄滤波34-354.5 视电阻率的计算354.6 深度的计算35-384.6.1 视深度的计算35-364.6.2 深度校正36-38第5章瞬变电磁数据处理系统的应用及异常分析解释38-535.1 项目简介38-415.1.1 项目目的385.1.2 井下地质水文概况38-395.1.3 巷道上方的煤层情况39-415.2 探测方法41-425.3 数据处理42-485.3.1 数据处理流程图425.3.2 预处理过程42-485.4 图件绘制48-525.4.1 surfer 绘制剖面图48-515.4.2 surfer 绘制切片图51-525.5 异常的物理解释52-53第6章结论53-54致谢54-55参考文献。

勘探的目标体与围岩存在着明显电性差异，完全具备开展瞬变电磁测深法工作的地球物理前提条件。

因此，利用此法查明地下采空区、岩溶及其分布是有效和可行的。

冬末春初勘测，没有植被和农作物生长，有利于瞬变电磁法收、发线框的进行。

不利因素是测区内地形复杂，部分地段为厂房等建筑物，唐津高速和开凤路横穿隧道，为外业工作的开展带来不便;测区内有高压电线及信号发射塔存在，对瞬变电磁法工作信号带来不利影响。

针对上述不利因素采取了多次叠加增强信号强度等措施确保野外工作的顺利完成，并获取高质量的采集数据。

2野外工作方法与技术2．1方法原理瞬变电磁法是基于地下探测目标体与围岩间存在着明显的导电性差异，利用不接地中心回线向地下发送一次磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，通过测量线圈观测地下异常体所产生的二次涡流磁场感应电动势的物探方法。

其物理基础是基于导电介质在阶跃变化的激励磁场激发下引起二次涡流场，通过观测和研究二次涡流产生的磁场在接收线圈中的感应电动势强度随时间的变化规律，获取探测地电分布的信息。

由于感应二次场的衰变规律与地下地质体导电性有关，导电性越好，二次场衰减越慢;反之，二次场衰减越快。

所以通过研究瞬变场随时间的变化规律，便可实现探测地下地层、采空区及岩溶分布的目标。

2．2仪器设备及工作参数此次野外工作投入使用仪器为重庆奔腾数控技术研究所生产的WTEM-2Q瞬变电磁仪。

本次勘探最大深度不超过60m。

野外正式观测前，进行了多匝小线圈的中心回线装置和重叠回线装置的对比试验，重叠回线装置的电压曲线在首支出现了“饱和”现象，其在尾支处亦没有表现出完整的衰减形态，因此，中心回线装置更有利于该区工作，因此最终采用了中心回线装置，多匝小线圈观测方式，即:发射线圈尺度为2m×2m，20匝;接收线圈尺度为1m×1m，20匝。

工作参数主要包括发射频率、采集时窗和叠加次数、增益、供电电流等。

(1)发射频率:供电频率的选择一般和勘探深度及抑制50Hz 工频干扰有关。

瞬变电磁法在水资源勘探中的应用近年来，由于人口的增加，全球对水资源的需求也在迅速增加。

然而，随着地下水资源的日益枯竭，其开采难度也越来越大。

因此，寻找新的水源就变得至关重要。

瞬变电磁法（TEM）是一种现代地球物理勘探技术，可以有效地用于水资源的勘探和开采。

一、瞬变电磁法的基本原理瞬变电磁法是一种非常有效的地球物理勘探技术，其基本原理是从电磁场的响应中确定地下物体的电导率分布。

在TEM勘探中，我们通过在地下埋放一个发射线圈，使其向下传送一个瞬间的电磁脉冲。

这个电磁脉冲在传播过程中会与地下的物质相互作用，并在回程时感应出地下物质的电磁响应，这就是TEM勘探的核心原理。

通过检测这个响应，我们就可以计算出地下物体的电导率分布。

这种勘探方法的优点是非常明显的，它可以检测到深度很大的物体，并且在不同的材料中具有很好的分辨率。

二、瞬变电磁法在水资源勘探中的应用TEM技术在水资源勘探中的应用主要是在确定水层位置、厚度、延伸方向、渗透性、含水层补给区等方面。

其适用性非常广泛，适用于各种地质环境下的勘探。

可以使用TEM技术为已知的水源进行检测。

这种技术能够生成详尽的地图，以帮助寻找地下水源。

当水源被探测到并精确计算后，将能够提高水源的开采效率。

三、瞬变电磁法在水资源勘探中的优势瞬变电磁法在水资源勘探中具有许多优势。

首先，它是非侵入式的技术，不会破坏地下水层。

这对于保护地下水源非常重要。

其次，TEM技术可以在数据收集期间实时检测水源，非常具有效率。

毕竟，一旦已知的位置，就可以优化水源的开采和管理。

此外，TEM技术精度非常高，可以准确地确定地下水层的位置、厚度和延伸方向。

这对于准确定位水源和提高开采效率非常有帮助。

四、瞬变电磁法在水资源勘探中的限制使用TEM技术也有一些限制。

这种技术成本较高，需要专业技术人员进行操作。

由于这种勘探技术需要人工介入，因此其数据收集和分析通常需要较长时间。

此外，由于它的限制，TEM技术主要用于深层水源的勘探，而无法用于浅层水源。

瞬变电磁法检测技术摘要：本文是对瞬变电磁法（TEM）检测的一个综述，该方法具有许多独特的检测优势。

文中首先介绍了瞬变电磁法的相关理论知识，包括基本原理、一次场传播途径等，然后简单叙述了瞬变电磁法的优点与局限性，最后就其应用做了简单介绍，如在地质勘探、埋地管道等检测中的应用。

关键字：瞬变电磁检测应用引言瞬变电磁法（TEM）是地球物理探测中最有效的电磁方法之一，与其他检测方法相比具有简单易行、探测深度大、受地形干扰小、不受一次场干扰等优点，近年来在国内外发展迅速，其应用范围已经涉及地矿、石油、水利、电力、铁道、交通、有色、国防工程等各个领域,并且已经取得了显著效果。

国外对瞬变电磁法的研究开展较早，已取得一些成绩，而在我国，对瞬变电磁检测方法的研究始于上世纪70年代，由最初的金属矿勘探到地热、水资源、水文地质、环境与工程地质的探测，近年来应用日益广泛。

大功率、大动态范围、高密度时序序列数据采样、三分量同步观测、低噪声仪器性能将是先进TEM仪器发展的主要趋势。

1 瞬变电磁法检测理论瞬变电磁法利用不接地回线（磁源）或接地线源（电流源）向地下发送一次脉冲，通常称为一次场。

该稳定磁场由闭合稳定电流产生，然后在某一时刻将电流中断，一次场随之消失。

根据电磁学原理，地下的导电介质将产生一个大小相等、方向相反的涡流场以阻止一次场的消失，这个涡流场叫二次场。

由于二次场包含有地下地质体丰富的地电信息，在一次脉冲磁场的间歇期间，利用线圈或者接地电极观测二次场（或称场效应），通过对这些信息的提取与分析，从而达到探测地下地质体的目的。

所研究的是场效应与时间的关系，故称之为时间域电磁法。

由于一次场和二次场均为瞬态场，也称之为瞬变电磁法。

一次场以两种途径传播，第一种是：电磁波首先以光速在空气中传播到地表的每个点，然后一部分电磁能量由地表传入地下，根据惠更斯原理，波前每个点都视为一个新的球面波振源，地表的每一个点都相继成为波源，将部分电磁波传入地中；第二种是：电磁能量直接从场源传播到地中，类似于“烟圈”一样在导电介质中感应电流随时间的推移而逐渐向地底深处扩散，也称“烟圈效应”。

刍议工程地球物理勘探中瞬变电磁法的应用摘要：瞬变电磁法是基于电磁法原理来探测地下结构的方法之一，是属于物探方法之中的电磁法类别，为了加强了解，本文主要针对工程地球物理勘探中瞬变电磁法的应用进行简单探讨，并且提出相关的问题和注意事项。

关键词：工程地球物理勘探；瞬变电磁法；应用在工程地球物理勘探中，所涉及到的方法多种多样，但是瞬变电磁法是一种应用最为广泛，也是最为有效的一种勘探方法，其可以达到较高的勘探精度。

因此，对工程地球物理勘探中瞬变电磁法的应用的探讨有其必要性。

一、工程地球物理勘探工程地球物理勘探，简称工程物探，是一种物理勘探方法，主要就是为了解决水文地质、工程地质等问题，其主要是建立在研究地下物理场的基础上的。

对于不同的地质体而言，其所对应的物理性质也会有所不同，而这些物理性质也会影响到地下物理场的分布情况。

为此，在工程施工中，需要通过工程勘探，对这些物理场进行分析和研究，并且通过相关的地质资料，准确地判断出来工程所在地的地质构造，便于工程的进行。

二、瞬变电磁法及其应用1.勘探原理在工程勘探过程中，瞬变电磁法主要就是利用接地电极，或者是发射线圈，在脉冲电流的作用下，产生一个瞬变的电磁场，从而来探测地质情况。

在这个过程中，电磁场所发射的两个线圈，会向两个垂直的方向进行传播。

一般情况下，在进行物探时，根据半空间的传播原理，在地面上布设所需要的线圈，地面以上部分可以忽略，在发射线圈的过程中，所产生的磁场，会由地表一直传播到地下深处，在传播的过程中，一旦遇到不同的介质，那么就会生产涡流场，或者是跃迁以及定向排列。

2.勘探方法首先，瞬变电磁仪器的选择。

目前，勘探市场上的仪器多种多样，目前比较普遍应用的有：加拿大Geonics公司的PROTEM和和澳大利亚α-GeoInstruments公司的terra TEM瞬变电磁仪，这也是目前中国主流的进品产品。

其中，对于terra TEM而言，其在性能上比PROTEM要差一点，但是其存在的一个最大的优点就是便于移动，这是因为其结构体系的设计发射与接收是一体性的，而且外观上也比较好看，便是其存在的一个最大缺点就是两框的相互干扰性比较强。

地质勘查中时间域瞬变电磁法的应用论文地球是构成自然界的不可分割的基础单位之一，对于地球的深入了解和探索有助于人类更好地了解地球表面的构成与演变历程、资源分布情况以及自然灾害预警等等，并且还能够为人类的发展提供更好的支撑。

而地质勘查在这方面就有着非常重要的作用。

其中时间域瞬变电磁法是一种被广泛采用的地质勘查方法。

本文将探讨时间域瞬变电磁法在地质勘查中的应用。

时间域瞬变电磁法是一种非常重要的地质勘查方法，它通过规律地产生电磁场来进行探测，利用传感器测量地下的电磁响应来获取地下结构的信息，从而进行相关的地质分析。

与传统的地震勘探方法相比，时间域瞬变电磁法具有更高的分辨率、更广泛的可测范围以及更高的成像精度，这是由于其响应的物理机制不同。

在时间域瞬变电磁法中，电磁波在地下传播会受到地下介质的电导率、介电常数以及磁导率等属性的影响，这些属性的变化会引起电磁波的反射、折射、漫射和衍射等变化，从而形成不同的电磁响应信号。

时间域瞬变电磁法在地质勘查中有着广泛的应用，例如油气勘探、矿藏勘察、水文地质调查以及地震等等。

其中，时间域瞬变电磁法在油气勘探中的应用非常广泛，主要用于确定矿区的深度、油气性质以及藏层的分布情况等，可以为勘探工作提供非常有力的支持。

同时，时间域瞬变电磁法在矿产勘察中也非常有用，例如在铀矿勘探中，时间域瞬变电磁法可以用于确定矿床的深度、规模以及赋存形式等，以便更好地进行矿产勘探工作。

除此之外，时间域瞬变电磁法在水文地质调查中也有着非常重要的应用。

在一些极端的气候条件下，例如干旱地区等，水资源的开发就非常具有挑战性。

而时间域瞬变电磁法可以帮助确定地下水源的分布情况，以便更好的进行水资源的开发和管理。

此外，时间域瞬变电磁法在地震预测方面也非常有意义。

研究表明，地震本身就是地下介质的瞬变电磁特性导致的，通过时间域瞬变电磁法可以较为准确地预测发生地震的概率。

总之，时间域瞬变电磁法在地质勘查中的应用非常广泛，这种方法具有非常高的精度和准确性，不仅可以帮助人们更好地掌握地球的构造和资源分布情况，还可以为人类解决一些重要的问题提供更好的支撑。