掘進(jìn)巷道直流電法與瞬變電磁超前探測(cè)聯(lián)合反演研究.pdf

1、我國(guó)礦井開(kāi)采深度越來(lái)越大，隧道等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷加快，這對(duì)地下巷道或隧道前方危險(xiǎn)構(gòu)造的精確定性與定位提出了更高的要求。直流電法和瞬變電磁是兩種主要的巷道超前探測(cè)方法，兩種方法的聯(lián)合反演能夠?yàn)榈叵掳踩a(chǎn)提供更好的保障。
　　論文首先在全空間瞬變電磁場(chǎng)和直流點(diǎn)源場(chǎng)理論基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了全空間一維瞬變電磁場(chǎng)和三維、一維直流點(diǎn)源場(chǎng)正演公式并編寫了相關(guān)正演程序。通過(guò)全空間三維點(diǎn)源場(chǎng)正演程序，研究了直流電法超前探測(cè)效果。發(fā)現(xiàn)視電阻率異常幅度隨異

2、常體到迎頭距離的增大指數(shù)減小，直流點(diǎn)源場(chǎng)具有對(duì)迎頭前方地質(zhì)信息的弱敏感性?；趲缀谓粎R原理的常規(guī)處理方法很難對(duì)異常體的位置做出準(zhǔn)確判斷。通過(guò)全空間一維瞬變電磁正演程序，驗(yàn)證了瞬變電磁場(chǎng)對(duì)迎頭前后地質(zhì)信息的空間不可分性，對(duì)高阻體的弱敏感性，以及超前探測(cè)中的等值現(xiàn)象。通過(guò)全空間一維直流點(diǎn)源場(chǎng)正演程序，說(shuō)明了直流點(diǎn)源場(chǎng)對(duì)迎頭前后地質(zhì)信息的空間可分性，直流點(diǎn)源場(chǎng)對(duì)迎頭后方地質(zhì)體的強(qiáng)敏感性以及超前探測(cè)中的等值現(xiàn)象。
　　然后在瞬變電磁和直流

3、電法正演算法基礎(chǔ)上，構(gòu)造了聯(lián)合正演函數(shù)和聯(lián)合反演目標(biāo)函數(shù)，利用粒子群算法編寫了一維瞬變電磁和直流電法同步非線性聯(lián)合反演程序，相比其它線性聯(lián)合反演算法具有一定優(yōu)勢(shì)。之后，對(duì)理論模型和含干擾理論模型進(jìn)行了反演試算。發(fā)現(xiàn)聯(lián)合反演比任何方法單獨(dú)反演時(shí)效果都好，聯(lián)合反演對(duì)于迎頭前方異常體中心位置探測(cè)相對(duì)誤差小于15％，對(duì)異常體厚度和電阻率探測(cè)精度進(jìn)一步提高。瞬變電磁和直流電法超前探測(cè)聯(lián)合反演能夠壓制干擾，抑制等值現(xiàn)場(chǎng)，提高探測(cè)精度，實(shí)現(xiàn)迎頭前后地