大地電磁測深數(shù)值模擬與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著煤礦的開采規(guī)模、采掘深度不斷增加，煤礦井下的地質(zhì)因素也愈加復(fù)雜，煤礦地質(zhì)災(zāi)害特別是水害更加嚴(yán)重，對煤礦安全生產(chǎn)構(gòu)成了極大威脅。本文與煤礦生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合，針對煤礦中采空區(qū)、斷層構(gòu)造、巖層含水性等地質(zhì)異常體探測問題，通過理論分析、數(shù)值模擬和應(yīng)用研究相結(jié)合的方法對大地電磁測深法進(jìn)行了研究，為更好地利用該方法探測煤礦地質(zhì)異常體提供幫助。
　　首先分析了電磁波的傳播理論，波阻抗和視電阻率等大地電磁測深法的基本原理；介紹了EH4電磁成像

2、系統(tǒng)的系統(tǒng)組成，研究了大地電磁測深法工作方法技術(shù)以及干擾信號的剔除，近場源校正，數(shù)據(jù)反演，圖形繪制等EH4電磁成像系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理問題。以EMAGE-2D軟件為系統(tǒng)操作平臺，利用有限元數(shù)值模擬方法，建立了采空區(qū)、低阻體、斷層的地電模型進(jìn)行正演模擬，利用sufer繪制視電阻率斷面圖。通過對模型計(jì)算結(jié)果分析，得出它們在不同條件下的視電阻率斷面分布特點(diǎn)和變化規(guī)律，為利用大地電磁測深技術(shù)對采空區(qū)，斷層，低阻體探測和資料解釋提供了更好的理論依據(jù)。針對

3、大地電磁場易受起伏地形的影響問題，根據(jù)地形影響及校正的基本原理，利用有限元數(shù)值模擬，得到了二維地形影響的特點(diǎn)：一般TM模式比TE模式易受地形的影響，離陡直邊越近越容易受地形的影響，山峰比山谷受地形影響大，山峰或山谷的落差越大越容易受地形影響，山頂寬度越窄越容易受地形的影響。通過典型實(shí)例說明地形的存在對電阻率形狀產(chǎn)生影響，采用“比值法”進(jìn)行地形校正，證明此方法能有效消除二維地形的影響。
　　通過對煤礦中巖層含水性、采空區(qū)、斷層探測的