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矿井瞬变电磁法视电阻率定义与关断效应理论研究

作　者: 刘俊
导　师: 杨海燕
学　校:
专　业: 固体地球物理学
关键词: 瞬变电磁法滤波关断效应视电阻率
分类号: P631.325
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

矿井瞬变电磁法是煤矿井下水源体预测预报的重要物探方法之一，与井下其他物探方法相比，该方法具有分辨率高、轻便和高效等优点，随着近几年的研究，该方法在基础理论方法有了一定的进展，但是其基础理论还有很多问题急需解决。本文以瞬变电磁场在均匀全空间瞬态响应为基础，对矿井瞬变电磁法进行了如下研究。数据滤波是瞬变电磁法数据处理的一个重要步骤，实际测量中不可避免有外界因素影响，滤波是去除干扰的必要步骤。地面和井下瞬变电磁法的滤波技术基本原理相似，也存在区别。地面数据普遍信号质量不是很好，所以关断时间结束后的数据基本都需要做滤波处理；而井下实测资料质量普遍较高，如果像地面那样都进行滤波，反而使解释带来误差，且降低了纵向分辨率，还有可能导致圈定异常区有误。关断效应作为瞬变电磁法的固有属性，在实际测量中是无法避免的，必须对其进行改正，否则会导致资料解释的失真。地面关断效应改正的方法有很多，如坐标移动法、Eaton法、Fitterman法等，但是经过大量的野外数据实践验证，Fitterman法改正效果最好，而Fitterman法是从半空间均匀感应电动势出发，没有全空间校正方法，这样就迫切需要井中关断效应改正方法，以完善矿井瞬变电磁法的基础理论，文中从全空间均匀感应电动势出发，推导出全空间早晚期关断效应的改正解析式。视电阻率是瞬变电磁勘探形象表达地下电性结构的特征参数，由于瞬变场解析式的复杂性，无法直接得到瞬变场的视电阻率，只能近似得到早期和晚期视电阻率公式，导致中间一段数据的丢失，所以求取全区视电阻率变得很重要。目前地面对瞬变电磁法全区视电阻率研究已经比较完善了，而对井中的全区的视电阻率研究近些年也得到一定的发展，但其理论还得做进一步研究。文中通过研究全空间均匀感应电动势单调性特性，采取二分法求取全区视电阻率。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-15
  1.1 研究背景  8
  1.2 国内外瞬变电磁现状  8-12
    1.2.1 正反演理论研究方面  8-9
    1.2.2 全空间理论研究方面  9-11
    1.2.3 视电阻率转换方面  11-12
    1.2.4 关断时间校正方面  12
  1.3 瞬变电磁法存在问题  12-13
  1.4 研究内容  13
  1.5 论文结构  13-15
第2章全空间瞬变电磁法基本理论  15-20
  2.1 引言  15
  2.2 瞬变电磁场的基本原理  15-16
  2.3 矿井瞬变电磁法的基本特点  16-17
  2.4 电磁场的基本方程  17-19
  2.5 小结  19-20
第3章滤波技术适用性实验分析  20-28
  3.1 引言  20
  3.2 实测资料比较  20-22
  3.3 资料处理方法分析  22-27
    3.3.1 有效数据截取  22-24
    3.3.2 资料处理与滤波效果分析  24-27
  3.4 小结  27-28
第4章全空间斜阶跃场源瞬变电磁法关断时间校正  28-41
  4.1 引言  28
  4.2 非阶跃关断电流的影响  28-29
  4.3 全空间斜阶跃解析式推导  29-33
    4.3.1 重叠回线斜阶跃解析式推导  29-31
    4.3.2 中心回线斜阶跃解析式推导  31-33
  4.4 理论数据计算  33-37
    4.4.1 重叠回线理论数据计算  33-35
    4.4.2 中心回线理论数据计算  35-37
  4.5 实际应用  37-40
  4.6 小结  40-41
第5章全区视电阻率计算  41-52
  5.1 引言  41
  5.2 感应电动势与τ/ r的关系  41-42
  5.3 方法基本理论  42-46
    5.3.1 重叠回线  42-44
    5.3.2 中心回线基本理论  44-46
  5.4 全空间全区视电阻率的二分搜索算法  46
  5.5 理论数据计算  46-49
    5.5.1 重叠回线理论数据计算  46-48
    5.5.2 中心回线理论数据计算  48-49
  5.6 应用实例  49-51
  5.7 小结  51-52
第6章结论  52-54
  6.1 本文的研究成果  52
  6.2 不足之处  52-54
致谢  54-55
参考文献  55-59
作者简介  59

矿井瞬变电磁法视电阻率定义与关断效应理论研究

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