礦井瞬變電磁空間數(shù)據(jù)體插值方法技術研究.pdf

1、礦井瞬變電磁法根據(jù)地質(zhì)任務的不同將分為工作面頂?shù)装逄綔y、巷道迎頭超前探。在巷道掘進迎頭探測前方底板50m以內(nèi)、頂板50米以內(nèi)及前方兩側50米以內(nèi)所圈定的錐體范圍內(nèi)是否存在富水性地質(zhì)構造，則采用扇形超前探測技術進行探測。探測工作面頂板80范圍內(nèi)巖層中含水體的的位置、范圍。富水性的相對強弱等采用工作面頂板探測方式。工作面底板和側幫探測類似。若不確定含水體發(fā)育在頂板或者底板方向則可以采用全空間探測來確定含水體的的位置、范圍。然而針對某一地質(zhì)任

2、務，都采用多種方向的探測技術，探測數(shù)據(jù)體在探測范圍內(nèi)呈三維空間分布狀態(tài)，而目前多采用視電阻率等值線二維平面圖進行成果顯示，不能充分反應探測范圍內(nèi)電性參數(shù)的空間變化規(guī)律。本論文針對這一問題，提出對礦井瞬變電磁空間數(shù)據(jù)體插值技術進行深入研究，并實現(xiàn)了三維空間數(shù)據(jù)體的顯示。
　　在理論上，瞬變電磁探測是指以不接地回線或接地線源向探測目標區(qū)域發(fā)送一次脈沖場，以激勵地層介質(zhì)感生二次場，在一次脈沖場間歇期間利用同一回線或電偶極接收感應二次場，

3、利用二次場內(nèi)所包含的地質(zhì)信息來分析探測區(qū)域的地質(zhì)分布情況。根據(jù)這一原理，設計了巷道迎頭超前探側、工作面頂板探測、工作面底板探測和全空間探測四種探測方式。介紹了現(xiàn)有的工作面頂?shù)装宓娘@示方式和巷道迎頭超前探測的顯示方式。
　　針對空間數(shù)據(jù)體插值方向，主要研究了四種插值方式，分別為最鄰近點插值，線性插值，三次樣條插值，克里金插值。根據(jù)差值維度的不同，前三種插值方式屬于二維插值，克里金插值是直接插值到三維坐標系當中的網(wǎng)格點當中，線性插值和

4、三次樣條插值還可以歸納為多項式插值。最鄰近點插值作為一種最為簡單的插值方式精確度不高，但是擁有計算速度快的優(yōu)勢，線性插值是在兩點之間作直線能夠大致體現(xiàn)出探測區(qū)域的視電阻率分布趨勢，并且算法簡單運行速度也比較快速。三次樣條插值是一種高階的多項式插值，這種插值方式可能會使得插值點的數(shù)值出現(xiàn)極大的偏差，這克里金插值不同于多項式插值是一種空間插值方法，在理論上擁有更為良好的插值效果。
　　最后通過編寫了三維顯示程序，在程序中主要建立了三大

5、模塊，瞬變電磁巷道迎頭超前探測模塊、瞬變電磁工作面探測模塊、視電阻率深度曲線分析模塊。每個模塊下面又包含了不同的功能，瞬變電磁巷道迎頭超前探測模塊和瞬變電磁工作面探測模塊功能類似，主要分為顯示、切片和插值功能。視電阻率深度曲線分析模塊主要是對比分析插值方法效果設計的。最后通過實驗驗證得到了以下結論：高階多項式插值，例如三次樣條插值等高階插值可能會造成插值數(shù)據(jù)偏差過大，得數(shù)據(jù)出現(xiàn)負值，使得插值數(shù)據(jù)失真，得到了不適用瞬變電磁數(shù)據(jù)插值；線性插