亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        瞬變電磁法在鍶礦采空區(qū)中的應(yīng)用研究

        2023-11-17 02:45:44吳月雷WUYuelei劉孟舉LIUMengju周琦斌ZHOUQibin何曉峰HEXiaofeng
        價值工程 2023年31期
        關(guān)鍵詞:方法

        吳月雷 WU Yue-lei;劉孟舉 LIU Meng-ju;周琦斌 ZHOU Qi-bin;何曉峰 HE Xiao-feng

        (重慶市大足天青石礦業(yè)有限公司,重慶 402359)

        0 引言

        資源開采給社會帶來巨大財富的同時也給人們的生產(chǎn)和生活帶來了巨大的安全隱患。關(guān)于采空區(qū)造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失國內(nèi)外報道甚多,采空區(qū)已成為影響現(xiàn)在礦山安全生產(chǎn)的主要危害源之一。這些采空區(qū)使礦山開采條件惡化,造成礦層變形破壞,相鄰作業(yè)區(qū)采場和巷道維護(hù)困難;大面積冒落和巖移,引起地表塌陷,危及地面農(nóng)田及建筑;采空區(qū)突然垮塌的高速氣浪和沖擊波造成井下連通作業(yè)場所人員傷亡和設(shè)備破壞;采空區(qū)老窿積水形成突水隱患等等,給礦山生產(chǎn)和安全帶來嚴(yán)重影響,并造成環(huán)境惡化、礦產(chǎn)資源嚴(yán)重浪費[1-3]。

        地球物理方法在地下采空區(qū)精細(xì)探測中發(fā)揮著重要作用。當(dāng)前,用于采空區(qū)探測的地球物理方法主要有高密度電阻率法和瞬變電磁法等方法。王麗紅將高密度電阻率法和瞬變電磁法方法用于煤礦采空區(qū)應(yīng)用研究,結(jié)合具體工程案例,驗證方法有效性[4];韓自強采用矩形大定源回線TEM 全區(qū)視電阻率法在煤田采空區(qū)勘探中取得應(yīng)用[5];郭偉立利用瞬變電磁法監(jiān)測采空區(qū)中煤礦含水情況,較好解釋采空區(qū)地質(zhì)問題,取得令人滿意的探測結(jié)果[6];陳衛(wèi)營利用瞬變電磁法多裝置探測技術(shù)在煤礦采空區(qū)應(yīng)用,研究結(jié)果表明電性源瞬變電磁法具有探測深度大、施工方便、工作效率高等優(yōu)點,是一種可用于深部采空區(qū)探測的值得推廣的電磁方法之一[7];常規(guī)瞬變電磁法在強干擾環(huán)境中應(yīng)用受限,抗干擾能力差;受關(guān)斷時間和線圈互感影響,淺部盲區(qū)大,分辨率低。瞬變電磁法數(shù)據(jù)處理通常采用全區(qū)視電阻率計算或者線性迭代反演方法。全區(qū)視電阻率計算方法只能用于異常定性判斷,不能反映目標(biāo)體準(zhǔn)確深度信息。線性迭代反演方法需要計算雅可比矩陣,計算速度受限[8]。

        高密度電阻率法是通過向地下供直流電,然后利用電極測量兩點之間的電位差進(jìn)行探測。這種方法需要一定的場地空間,并且需要布置電極,野外工作效率低,具有一定的破壞性也不容易進(jìn)行施工。目前,對于地下空間200 米以內(nèi)的探測深度,瞬變電磁法是首選方法之一。瞬變電磁法是通過不接地回線或接地線源向地下發(fā)送一次場,在電流關(guān)斷間歇期間內(nèi)接收感應(yīng)二次場的變化[9-10]。該方法的優(yōu)點是純二次場觀測,其分辨率高、探測深度深,對低阻異常體敏感。傳統(tǒng)瞬變電磁法主要應(yīng)用于空曠山區(qū),勘探儀器主要采用國外設(shè)備,電流關(guān)斷時間很長,造成淺表的異常信息丟失,形成了瞬變電磁的探測盲區(qū)。此外,國外儀器采樣率非常低,不能有效采集異常體的信息,所以不適合在窄小的、強干擾的城市調(diào)查中進(jìn)行探測。近年來,吉林大學(xué)林君院士、重慶大學(xué)付志紅教授、中南大學(xué)席振銖教授和中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)梁慶九等人在國產(chǎn)化淺層瞬變電磁儀器研制上取得了非常突出的成就。其中,重慶大學(xué)付志紅教授及其團(tuán)隊等人在瞬變電磁發(fā)射機高速關(guān)斷技術(shù)、線圈消互感技術(shù)、高速采樣率以及數(shù)據(jù)處理反演等方面取得了重大進(jìn)步,為實現(xiàn)地下采空區(qū)精細(xì)探測提供了強有力的保障[11-12]。

        本文結(jié)合承擔(dān)鍶礦采空區(qū)調(diào)查項目,采用淺層高分率瞬變電磁系統(tǒng),對采空區(qū)段進(jìn)行探測,并將探測結(jié)果與實際地質(zhì)資料進(jìn)行比較,結(jié)合現(xiàn)場資料驗證了瞬變電磁法探測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

        1 瞬變電磁法原理和數(shù)據(jù)處理方法

        瞬變電磁法(Transient Electromagnetic Method,簡稱TEM)是利用不接地回線或接地電極向地下發(fā)送脈沖式一次電磁場,用線圈或接地電極觀測由該脈沖電磁場感應(yīng)的地下渦流產(chǎn)生的二次電磁場的空間和時間分布,來解決有關(guān)地質(zhì)問題的時間域電磁法。目前,該方法已成為淺地表工程地球物理調(diào)查的重要方法之一,被廣泛地應(yīng)用于工程、水文地質(zhì)調(diào)查,環(huán)境調(diào)查等諸多領(lǐng)域。圖1 表示發(fā)射電流關(guān)斷后,不同時刻地下等效電流環(huán)的分布示意圖。從圖中可以看到,等效電流環(huán)像從發(fā)射回線中“吹”出來的一系列“煙圈”。因此,將地下渦旋電流向下、向外擴(kuò)散的過程形象地稱為“煙圈效應(yīng)”[8]。

        圖1 瞬變電磁場“煙圈效應(yīng)”

        傳統(tǒng)的瞬態(tài)電磁數(shù)據(jù)處理方法是采用煙圈快速成像技術(shù)。該方法是一種半定性和定量的粗糙處理方法,具有精度低,對異常目標(biāo)深度不敏感的缺點。煙圈快速成像理論的計算公式如下。某時刻煙圈的垂直深度dr和垂直傳播速度v 為[13]:

        其中ρ 為均勻半空間的電阻率,單位為Ω·m;t 為采樣延時,單位為ms;μ0為真空中的磁導(dǎo)率。

        通過計算化簡,可以得到視電阻率ρr和視深度Hr計算公式,如下:

        其中,titj為相鄰時間道的采樣時間,并且tj>ti,ρi和ρj為相鄰時間道的全區(qū)視電阻率,tij是ti和tj的算術(shù)平方根。

        本文采用非線性粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行反演計算。粒子群優(yōu)化算法核心思想是:將鳥或魚簡化為粒子,粒子的位置代表最優(yōu)化問題中的可能解,食物的位置代表最優(yōu)解,所有粒子在一定的規(guī)則下,向著最優(yōu)解位置運動[14]。

        在尋優(yōu)開始時,粒子群算法首先在搜索區(qū)域范圍內(nèi)隨機初始化m 個粒子,作為迭代初始值。然后粒子根據(jù)公式(5)實時更新自己的速度及位置:

        式(6)中,j 為搜索空間的維度,c1和c2為學(xué)習(xí)因子,r1和r2為(0,1)之間均勻分布的兩個隨機數(shù)。Xu(2020)在文章中詳細(xì)的探討了粒子群優(yōu)化算法的參數(shù)選擇和反演擬合精度,得出該算法是一種高效、準(zhǔn)確的全局優(yōu)化算法[15]。

        通過漢克爾變換和余弦變化求解瞬變電磁時間域響應(yīng),構(gòu)造如下目標(biāo)函數(shù)為:

        其中d(v,t)表示野外實測數(shù)據(jù),X(v,t)表示正演數(shù)據(jù),模型輸入為電阻率和層厚參數(shù)。

        本文采用拖曳式高分辨瞬變電磁系統(tǒng)進(jìn)行野外采集工作(圖2)。該系統(tǒng)由瞬變電磁主機、收發(fā)一體線圈、數(shù)據(jù)處理與成像軟件組成,采用了自主知識產(chǎn)權(quán)的“恒壓鉗位”高速線性關(guān)斷和無損消互感技術(shù),結(jié)合高密度高動態(tài)信號采集,具有極強的淺層和高分辨探測能力,拖曳式觀測模式極大提高了工作效率,整套系統(tǒng)輕便小巧、實用高效,便于野外作業(yè)[10]。

        2 調(diào)查區(qū)概況和資料處理

        重慶市大足天青石礦業(yè)有限公司,為多年開采的集體小礦山整合的新建礦井,生產(chǎn)規(guī)模40 萬t/年。本次物探工作南翼測區(qū)在215 勘探線附近,礦井南翼邊界與何家灣鍶礦邊界之間區(qū)域的無名礦井。礦井口高程438.6m,該礦井為90 年代私人辦鍶礦,開采礦體I,開采標(biāo)高約+430 至+390m,開采方式地下開采,開拓方式斜井開拓方式,采礦方法為房柱采礦法,由于區(qū)內(nèi)資源枯竭于約2006 年閉坑??傮w走向31~38°,傾向南東,傾角較平緩12~18°,開采三疊系下統(tǒng)嘉陵江組二段二加三亞段(T1j2-2+3)的I 號礦體,含礦段頂板巖性為白云巖、鹽溶角礫巖、灰?guī)r和泥巖。礦區(qū)地下水類型為松散巖類孔隙水、碳酸巖類巖溶水、砂巖裂隙水,礦井開采礦層位于嘉陵江組二段,該段巖溶裂隙、溶洞和溶蝕現(xiàn)象發(fā)育,為礦井主要充水含水層,地面降水經(jīng)溶裂隙、溶洞進(jìn)入礦井;現(xiàn)井筒封閉,預(yù)測所掘井巷和采空區(qū)均有可能積水。

        本次瞬變電磁法共完成5 條剖面,測線總長度4500m。資料整理時通過數(shù)據(jù)解編、壞點剔除、中值平滑濾波及數(shù)據(jù)網(wǎng)格化等一系列步驟,形成反演斷面圖數(shù)據(jù),進(jìn)一步繪制瞬變電磁法反演斷面圖(圖3)。從圖3 中可以看出,在L1、L2、L3 測線測試范圍內(nèi),水平距離100-300m 之間,高程在347-408m 之間,每個剖面都存在封閉低阻異常,推測為采空區(qū)域,異常區(qū)域視電阻率值極低區(qū)域范圍不大,推測采空區(qū)富水量不大。在L4、L5 測線未發(fā)現(xiàn)明顯封閉低阻異常(圖4 和圖5),推測該區(qū)域未發(fā)現(xiàn)采空區(qū)。

        圖4 WT4 瞬變電磁反演成果圖

        綜合5 條測線,推測了采空區(qū)走向大致為北東方向,往在建礦區(qū)外圍延伸,分布高程范圍為347-408m,大約70×120m 范圍。

        3 結(jié)論

        本文將高分辨瞬變電磁系統(tǒng)應(yīng)用到煤礦采空區(qū)探測調(diào)查中,對瞬變電磁法采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行一維反演處理。將得到的反演結(jié)果和已知地質(zhì)資料進(jìn)行比較分析,驗證了瞬變電磁法探測結(jié)果。通過本次工程探測結(jié)果表明,高分辨瞬變電磁系統(tǒng)在煤礦采空區(qū)調(diào)查中具有效率高、分辨率強、抗干擾能力強等優(yōu)點,能夠準(zhǔn)確而直觀地反映出地下采空區(qū)分布范圍和空間展布情況。本文的研究工作為地下煤礦采空區(qū)和病害體等調(diào)查提供了更高效的方法和技術(shù)。

        猜你喜歡
        方法
        中醫(yī)特有的急救方法
        中老年保健(2021年9期)2021-08-24 03:52:04
        高中數(shù)學(xué)教學(xué)改革的方法
        河北畫報(2021年2期)2021-05-25 02:07:46
        化學(xué)反應(yīng)多變幻 “虛擬”方法幫大忙
        變快的方法
        兒童繪本(2020年5期)2020-04-07 17:46:30
        學(xué)習(xí)方法
        可能是方法不對
        用對方法才能瘦
        Coco薇(2016年2期)2016-03-22 02:42:52
        最有效的簡單方法
        山東青年(2016年1期)2016-02-28 14:25:23
        四大方法 教你不再“坐以待病”!
        Coco薇(2015年1期)2015-08-13 02:47:34
        賺錢方法
        中文区中文字幕免费看| 日本不卡一区二区高清中文| 国产91精品丝袜美腿在线| 天堂丝袜美腿在线观看| 人妻 偷拍 无码 中文字幕| 午夜丰满少妇性开放视频| 偷拍网日本一区二区三区| 久久综合伊人有码一区中文字幕| 人妻少妇被粗大爽.9797pw| www国产无套内射com| 国产精品三级在线专区1 | jjzz日本护士| 日韩人妻免费一区二区三区| 国产精品自线一区二区三区| 无人视频在线观看免费播放影院| 欧美高大丰满freesex| 白白青青视频在线免费观看| 国产一区二区精品人妖系列在线 | 艳z门照片无码av| 国产亚洲日韩一区二区三区| 亚洲国产一区二区三区,| 亚洲成人av在线蜜桃| 中国女人内谢69xxxx免费视频| 在线免费毛片| 亚洲综合网中文字幕在线| 久久久久人妻精品一区二区三区 | 日本一区二区三本视频在线观看| 色婷婷精品| 国产精品一区二区日韩精品 | 亚洲熟妇av一区| 成年女人永久免费看片| 中文字幕一区二区三区97| 最新国产不卡在线视频| 97久久精品亚洲中文字幕无码| 啪啪视频一区二区三区入囗| 人妻少妇偷人精品视频| 精品国产这么小也不放过| a级毛片免费观看视频 | 日本亚洲中文字幕一区| 国产无遮挡又黄又爽免费网站 | 亚洲一区二区三区久久不卡|