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        基于強干擾區(qū)電磁法勘探抗干擾措施及效果探討

        2018-01-30 21:36:26黃昌慶
        世界有色金屬 2018年11期
        關(guān)鍵詞:信號

        黃昌慶

        (中國冶金地質(zhì)總局第三地質(zhì)勘查院,山西 太原 030000)

        在采用危機礦山電(磁)方法的有效性進行比對項目中,得知現(xiàn)階段某些礦區(qū)經(jīng)濟區(qū)已基本形成,且呈現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展,而在此背景下,會使采用電磁法進行勘探面臨廣且強的電磁干擾。針對電磁干擾源來講,其多與礦產(chǎn)的選礦、開采、冶煉及運輸?shù)认嚓P(guān)。在此些環(huán)節(jié)當中,處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)的管道、車輛、設(shè)備、機械以及儀器等,均或不同程度的干擾到電磁法勘探。既往實踐得知,在野外采集數(shù)據(jù)時,采用常規(guī)的電磁法進行采集,如果處于強干擾條件下,往往難以獲得理想效果,因此,需要積極找尋與創(chuàng)新新的電磁法抗干擾方法,本文就強干擾區(qū)電磁法勘探抗干擾措施及效果作一探討[1]。

        1 抗干擾措施及效果分析

        (1)停電測量。需要指出的是,針對礦區(qū)各類型設(shè)備而言,其用電量早整個礦區(qū)總用電量中占有較大比重,所以,如果條件允許,可與礦山相關(guān)單位之間保持緊密配合。針對礦山來講,如果對主要運輸設(shè)備進行斷電處理,會直接影響產(chǎn)量,且停電之后,會造成通風設(shè)備停運,這對于井下通風會造成不利影響。所以,如果礦山停電的規(guī)模較大或時間較長,會直接且較大程度影響到礦山企業(yè),不利于停電測量工作的開展。因此,在晚上有較少人為干擾的時段,或是尋找礦山停工時段進行測量作業(yè),能夠較好的規(guī)避干擾。

        (2)用50Hz陷波器。針對CSAMT、AMT等方法,在采集數(shù)據(jù)時,需要在時間域內(nèi)完成,且工頻還會對其造成較大影響,所采用的儀器大部分在硬件中運用了50Hz陷波器,知識各個儀器有著差異性的諧波級數(shù)。由相關(guān)實踐結(jié)果得知,陷波的結(jié)果無法將工頻干擾消除掉,所以,在所使用的相關(guān)數(shù)據(jù)處理軟件中,需實施針對性的濾波處理。之所以會出現(xiàn)不佳的陷波效果,主要因為現(xiàn)階段的儀器陷波多以奇次諧波、工頻為對象,有著比較少的級次,針對那些高次諧波、工頻偶次諧波,則并未能消除。

        (3)雙極性同步采樣方式。TEM方法因自身結(jié)構(gòu)原理、獨特的數(shù)據(jù)采集方式等因素影響,對工頻干擾在抑制作用方面比較強。針對TEM的儀器來講,其多選用的是雙極性同步采樣方式,可以對工頻及其諧波干擾形成有效抑制。對于取樣積分器而言,引起擁有與梳齒濾波器相類似的特征,各齒均為典型的一帶通濾波器。因所輸入的是50Hz/n信號頻率,這便造成各齒中心位置都處在50Hz及其諧波處,但是,需要指出的是,針對工頻及其諧波成分來講,在正負半周期中,每個對應(yīng)梳齒有著相反的符號,當將其累加后,便被抵消掉,因此能夠?qū)ゎl干擾形成有效抑制。基于理論層面而言,若發(fā)射頻率同步于發(fā)射頻率,可將工頻干擾全部消除掉。

        (4)用大功率儀器。針對人工源電磁方法而言,如CSAMT、TEM等,可以設(shè)置專門的大功率儀器,通過將發(fā)射功率加大的方式,來實現(xiàn)增強信號質(zhì)量的目的,以此來最大程度提升信噪比。而對于TEM而言,可將發(fā)射磁矩增大,以此種方式來實現(xiàn)信號強度的增加,從根本上來講,可就是運用大功率發(fā)射機,以此來實現(xiàn)發(fā)射電流的增大。而針對CSAMT方法而言,同樣可以借助于增加發(fā)射電流的方式,來增強信號。

        (5)增加疊加次數(shù)與重復(fù)觀測來提升信噪比。針對TEM方法來講,通過適當?shù)脑黾盈B加次數(shù),以此種方式來對干擾施加有效壓制,達到提升信噪比的目的。累加信號乃是提升瞬變電磁系統(tǒng)信噪比的核心且基礎(chǔ)檢測手段,同時還是將多次周期的取樣信號逐漸累加的重要方式,因而能最終將其保持下去,最后計算其平均值,然后輸出。經(jīng)N次取樣且不斷累積后,便能得到被的信噪比改善。但需要指出的是,如果有著比較低的干擾信號頻率,那么在若干累加的過程中,干擾電平符號并為發(fā)生改變,此時,針對輸出信噪比而言,其并不會得到改善。針對此種干擾信號,需采取雙極性發(fā)射波來實施有效抑制。

        需要指出的是,針對電磁干擾來講,其與正態(tài)分布并不相符,所以,針對多次讀數(shù)所得到的平均值而言,需提高其精度。

        (6)逐點噪聲監(jiān)測的測量方式。針對諸如CSAMT、TEM等人工源方法而言,采取各測點對噪聲的測量方式進行記錄。借助于各點對噪聲情況進行記錄,其一,可通過對噪聲的采集,來完成信噪比的計算,觀察數(shù)據(jù)合格與否,查看采集參數(shù)合適與否,能否對干擾形成有效壓制。其二,能夠為此觀測點今后數(shù)據(jù)處理提供依據(jù)與參考。

        (7)建立參考站。針對AMT方法,可構(gòu)建參考站,用參考站所提供的數(shù)據(jù),開展相關(guān)分析,將干擾剔除掉。此外,運用參考站方法,多用的是參考站信號相關(guān)于測點的信號,而測點噪聲與噪聲不相關(guān)的基本特點,開展相關(guān)分析,以此來將那些有用信號檢測出來的目的。而針對參考站法而言,其就是距離觀測點一定位置,設(shè)置參考點,促使其觀測方位始終一致于測點的方位。

        現(xiàn)階段,在各種商品軟件當中,大多擁有利用參考站數(shù)據(jù)的功能配置,但需要指出的時,其應(yīng)用的基礎(chǔ)是認為參考站與測點的水平分量磁場處于一種均勻狀態(tài),且將磁場水平分量當作參考信號。另外,在選擇參考信號方面,還可選擇電場信號,而不可同時利用電磁場的分量為參考。在現(xiàn)實操作當中,因金屬礦區(qū)有著比較復(fù)雜且特殊的地電情況,因而使礦區(qū)磁場的分布是伴隨地電情況而實時改變的。以實測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),試算與處理磁參考道的數(shù)據(jù)。由最終計算結(jié)果得知,基于強干擾區(qū),僅用電場或磁場的一個分量數(shù)據(jù)當作參考道,效果并不佳,若能夠同時利用參考站的電磁分量,并以此為基礎(chǔ)開展相關(guān)分析,可得到較好效果。

        (8)補救措施。針對那些有著比較強感染的測點,即便實施了抗感染措施,但仍難以得到切實滿足質(zhì)量要求的數(shù)據(jù)。但針對此些數(shù)據(jù)來講,其中的某一頻段或某一時段中,囊括了諸多有用的地下信息,可對此給予充分利用。在野外實采數(shù)據(jù)時,受多因素影響,原始數(shù)據(jù)在晚期或早期會有比較差的質(zhì)量,且有比較低的信噪比,此些數(shù)據(jù)通常被舍去,難以參與到數(shù)據(jù)處理中來,因而僅有完整的一條衰減曲線,方能將地下介質(zhì)的二次場變化規(guī)律較好、較全面的展示出來,因而可以將此測點下方的地電斷面全面表達出來。但在此些數(shù)據(jù)當中,仍有地下介質(zhì)的一些信息,能夠較好的將地下介質(zhì)某個地段的衰減規(guī)律反映出來。

        2 結(jié)論及建議

        ①在礦區(qū)實施電磁法勘查,需實施有目的性、針對性的抗干擾措施,盡管會使施工效率降低,但所得到的數(shù)據(jù)更為真實、可靠,因而能夠為更好開展勘查工作奠定堅實基礎(chǔ)。②在礦區(qū)采用TEM法,將干擾時段避開,使用大功率儀器,實施多重復(fù)、多疊加觀測以及逐點噪聲監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集方式,能夠大幅提升信號質(zhì)量,對干擾施加有效壓制,提高信噪比。③在礦區(qū)采用CSAMT方法,使用大功率儀器,增加發(fā)射電流,采取逐點噪聲監(jiān)測、多重復(fù)觀測的數(shù)據(jù)采集方式。

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