[01375968]矿井突水探测的全空间瞬变电磁理论与方法

本成果主要来源于国家自然科学基金（编号：50774085,40674074,41004048）,高校博士点基金（编号：20050290501）和江西省自然科学基金（编号：20114BAB212007）项目,属能源-煤炭的高效安全生产、开发与加工利用学科领域。主要着眼于煤矿生产过程中突、透水事故,以该类事故预测预报技术-矿井瞬变电磁法理论与应用研究中的科学问题为研究内容。 该项研究从开发全空间瞬变电磁场数值模拟算法出发,采用模型实验和井中试验对研究成果进行检验,提取资料处理与解释中的关键技术问题进行重点研究,并以此作为多项全空间瞬变电磁技术难题研究的基础。 在数值模拟算法、巷道影响与全空间场效应、全空间资料处理技术等方面取得了一系列理论与应用成果,相应成果发表于学术期刊和专著中。在模型实验装置和井下试验支架装置设计方面获授权中国发明专利2项和中国实用新型专利2项。 理论与技术成果已经转化为实践应用,在我国山西、湖南等省的部分煤矿进行了应用,在突水构造探测方面取得较好的应用效果。 研究成果主要解决了如下关键问题： （1）以全空间瞬变电磁场的三维数值模拟算法为基础,通过理论分析和三维数值模拟,研究了地下瞬变电磁场全空间效应与巷影响校正策略;重点研究了数值模拟算法的稳定性条件和全空间场效应的影响实质,并从理论上得到了巷影响的校正方法。 （2）研究了全空间瞬变电磁法晚期视电阻率解释方法;重点推导了均匀全空间介质中心回线源和重叠回线源视电阻率计算公式,从实验的角度出发对全空间时间-深度转换理论进行了研究,得出适用于实测资料处理的深度转换系数。 （3）研究了重叠回线源全空间瞬变电磁法滤波技术适用性及后延改正策略;重点从实测资料处理的角度出发,研究了常规滤波技术的适用性;从理论上推导了全空间后延影响的系数,得出了后延幅值改正和延时改正策略。 （4）通过开展物理模型实验研究得出了影响多匝小回线装置瞬变电磁响应的因素,确定了实际工作时装置的最优组合。 （5）得出了适用于全空间瞬变电磁资料解释的全空间视电阻率转换公式,研究了全空间瞬变电磁法全区视电阻率计算方法;重点研究了全区视电阻率平移算法和核函数算法,并从理论数据、模拟数据及实测数据三个角度验证了两种算法的有效性。