地-孔瞬变电磁法探查积水采空区：三分量试验与反演分析

"三分量地–孔瞬变电磁法积水采空区探测试验" 本文主要探讨了在煤矿积水采空区探测中应用地–孔瞬变电磁法(Down-Hole Transient Electromagnetic Method, TEM)的可能性和有效性。孔中物探方法近年来在行业内备受关注，地–孔瞬变电磁法因其在金属矿勘探中的成功应用，尤其是其能够实现远距离径向探测，且数据信号不易受到地面电磁干扰的优势，被引入到煤矿积水采空区的检测中。 文章首先利用三维时域有限差分算法(3D Time-Domain Finite Difference, 3D TD-FD)对钻孔不同方位的积水采空区模型进行了模拟，分析了总场响应和异常响应。研究表明，总场三分量在识别积水采空区时表现出显著的特征，而异常场三分量的形态组合则有助于判断异常体的方向。这为积水采空区的定位提供了重要的理论依据。 进一步，作者们基于等效涡流原理，研究了如何利用异常场三分量反演异常体的位置、倾角和规模。通过不同方位的理论模型测试，他们发现不同时刻的反演等效电流环大小和位置的组合可以有效地揭示含水采空区的空间分布和规模。这种方法为积水采空区的精准探测提供了新的技术手段。 在陕北某煤矿的实际探测试验中，研究人员收集到的地–孔瞬变电磁法的三分量信号具有良好的稳定性和可靠性，异常反应明显。通过对不同时刻的异常场三分量数据进行反演处理，得到的结果与实际采空区的位置和规模高度吻合。这些实验结果证实了该方法在煤矿积水采空区探测中的实用性和准确性，为煤矿安全开采提供了有力的技术支持。 这篇研究工作不仅展示了地–孔瞬变电磁法在积水采空区探测中的潜力，也为矿产资源开发中的安全隐患评估提供了新的技术路径。通过数值模拟和实地试验，该方法的科学性和实用性得到了充分验证，对于提升我国煤矿安全水平和预防地下水灾害具有重要意义。