掘进工作面隐伏陷落柱瞬变电磁井上下立体探测模拟研究

发布时间：2021-06-15 00:32

　　井下重叠回线装置是目前矿井瞬变电磁超前探最常用的装置,而受井下发射电流和巷道空间的限制,对于深部开采时掘进巷道前方的陷落柱揭露仍不能满足精细探测的需求。鉴于此,本文提出瞬变电磁井上下立体探测方法,即在地面建立人工场源,同时在井下巷道中与重叠回线源同时发射电磁场,只在井下接收电磁场数据。瞬变电磁井上下立体探测方法是在井下重叠回线装置的基础上改进提出,阐述了该方法的装置形式和工作方法。依据煤矿掘进工作面陷落柱的特征和物理模拟相似性准则,建立物理模型,以掘进工作面隐伏陷落柱为例,对比两种装置的响应规律。模拟结果表明:○1井上下立体探测装置存在两个发射源的线圈,因此其一次场和感应电位值幅值较井下重叠回线更高,两种装置曲线形态类似,都是单峰异常,峰值点对应异常体的中心点,对于距离较远的异常体表现出更强的响应特征,且对于较小尺寸的异常分辨能力更高;○2当异常体在位于掘进巷道正前方穿过煤层时,在顺层方向上井上下立体探测装置的信号强度明显大于井下重叠回线装置,但在顶板和底板方向的感应电位值偏小,顺层方向达到最佳耦合;○3当异常体位于掘进巷道正前方且发育在煤层底板以下时,井上下立体探测装置的信号强度大于... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

瞬变电磁探测测点布置示意图

3 掘进工作面隐伏陷落柱的物理模拟实验设计体为煤矿工作面隐伏（含）导水陷落柱验材料选用铜棒，模拟环境包括地面半择在水槽中进行，异常模型如图 3-1 所井下和地面的施工方法，因此依旧采用圈和接收线圈的相对位置来测量不同装包括井下重叠回线装置和井上下立体探射，井下小回线接收）两种，发射线圈 3-2，具体规格参见表 3-2。

（b）实际操作图 （c）水槽周围的多匝大线圈图 3-2 发射接收线圈Figure 3-2 Loops.2.2 实验仪器及方法设计模拟实验仪器选用澳大利亚的 TerraTEM 型瞬变电磁仪，如图 3-3 所示发射机与接收机一体，可以外接 24V 电源。仪器采用双极性方波脉冲供电比为 1:1，在没有外部发射机时，电流最大可达到 10A，电压可达 24V，围 20us～2s，采样窗口数最多 150 个，此外仪器的起始及终止窗口、接收加次数和增益都可调。参考实际矿井瞬变电磁操作中的参数选择，本次实理模拟选择中时间序列，窗口数为 89 个，叠加 64 次，增益值为 16。

【参考文献】：
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博士论文
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本文编号：3230537