大地电磁单分量精准处理技术与深部致灾水体探测

作     者：李沛涛 武强 李卓融 李文雨 谢建 王玉喜 LI Peitao;WU Qiang;LI Zhuorong;LI Wenyu;XIE Jian;WANG Yuxi

作者机构：中国矿业大学(北京)国家煤矿水害防治工程技术研究中心北京100083 北京邮电大学人工智能学院北京100081 郑州煤炭工业(集团)有限责任公司河南郑州450081 河南景惠科技有限公司河南郑州450042 

基　　金：国家自然科学基金项目(42027801) 内蒙古自治区科技重大专项项目(2020ZD0020) 

出 版 物：《煤田地质与勘探》 (Coal Geology & Exploration)

年 卷 期：2022年第50卷第12期

页      码：142-151页

摘      要：为了实现天然源单分量大地电磁技术对水文地质条件的精细探测,系统分析了大地电磁信号采集和处理中存在的问题,研究了地下富水区在大地电磁波上的响应特征;根据大地电磁测深理论和层次分析法,建立了富水性指数模型;在大量实验数据的基础上,拟合波形和岩性的对应关系,从波形上分维提取岩层的介电常数、弹脆性、密度、空隙率等物性信息,按有利于岩层富水的原则赋值和归一化处理,纳入富水性指数模型进行多维度耦合计算,可得到相应深度的富水性指数值。富水性指数包含了丰富的岩层物性信息,增强了富水区在大地电磁波上的响应幅度,减小了天然场源强度变化对信号采集和识别的影响。根据富水性指数模型,利用现代计算机及通信技术,设计了双层阵列扫频式平行板电容传感器和大地电磁探水仪,并开发出了相应的数据处理程序,探测深度分辨率可达0.1 m,能够从庞杂的电磁信号中自动辨识来自深部的微弱信号,实现从时变性场源中采集信号并计算出相对稳定的富水性指数。经现场试验,仪器可清楚划分含水层和隔水层,识别富水区和微小导水通道。该技术在矿井水害防治、废弃采空区修复治理、注浆堵水、深部水文地质条件探测等工程中具有广阔的应用前景。

主 题 词：天然源 大地电磁 阵列扫频式 富水性指数模型 分维识别 

学科分类：0819[工学-海洋工程类] 081903[081903] 08[工学] 0816[工学-纺织类] 

核心收录：

D　O　I：10.12363/issn.1001-1986.22.05.0365

馆 藏 号：203115820...