礦井瞬變電磁法多匝小回線視電阻率計(jì)算方法研究.pdf

1、由于礦井瞬變電磁法具有操作簡便、方便攜帶、體積效應(yīng)小、對低阻反映靈敏等特點(diǎn),已成為煤礦井下探查含水異常體的主要物探方法之一。但是,目前礦井瞬變電磁法視電阻率計(jì)算公式是儀器內(nèi)部固化的中心回線晚期場視電阻率近似公式,在應(yīng)用于多匝小回線重疊裝置時(shí)計(jì)算得到的視電阻率偏低,有時(shí)比巖石本征電阻率低幾個(gè)數(shù)量級,給實(shí)測資料解釋帶來嚴(yán)重困難。
　　本論文首先從理論上分析了儀器內(nèi)部固化視電阻率計(jì)算公式成立條件,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致井下多匝小回線視電阻率偏低甚至小

2、幾個(gè)數(shù)量級的主要原因是:原有的中心回線晚期場視電阻率計(jì)算公式不再滿足多匝小回線重疊裝置形式。
　　本論文以均勻全空間為研究背景,從麥克斯韋方程組基本電磁場理論出發(fā),將發(fā)射回線劃分為無窮多個(gè)小線源,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出電流階躍關(guān)斷時(shí)全空間時(shí)間域電磁場響應(yīng);然后將單個(gè)小線源時(shí)間域電磁響應(yīng)沿發(fā)射回線積分,得到發(fā)射回線在接收回線平面內(nèi)任意一點(diǎn)P處磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直分量。將P點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度對接收回線做面積分,求出接收回線內(nèi)的磁通量隨時(shí)間的變化,再對磁

3、通量求時(shí)間的導(dǎo)數(shù),即得接收回線內(nèi)感應(yīng)電動勢的值。針對實(shí)際關(guān)斷電流并非理想階躍關(guān)斷,本文將其看作斜階躍關(guān)斷,得到與實(shí)際情況更加接近的感應(yīng)電動勢計(jì)算公式。由于電導(dǎo)率與感應(yīng)電動勢之間存在復(fù)雜的隱函數(shù)關(guān)系,本文采用二分搜索法將新推導(dǎo)均勻介質(zhì)全空間瞬變電磁感應(yīng)電動勢公式中的電導(dǎo)率顯性化,進(jìn)而推導(dǎo)出了新的視電阻率計(jì)算方法,避免了做近似處理顯性化帶來的誤差。編制了相關(guān)程序,實(shí)現(xiàn)了礦井多匝小回線視電阻率的計(jì)算。
　　類似地,本文從電偶極子瞬變電磁