矿井全空间瞬变电磁响应：三维有限差分法研究

"基于三维有限差分法的矿井全空间瞬变电磁响应特征研究" 本文主要探讨了如何利用三维有限差分法（3D FDTD）来研究矿井中的全空间瞬变电磁场（TEM）的响应特征，特别是针对含导水断层的情况。作者们选择了磁偶极源作为初始激发源，并以无源麦克斯韦微分方程组为理论基础，通过显式差分方程推导出了在含有低阻抗异常体的均匀全空间环境下的瞬变电磁场的三维时域表达式。 在进行数值模拟时，他们采用了改进的非均匀网格模型，这一方法能更好地适应地表和地下结构的复杂性，提高了数值模拟的精确性。通过对全空间瞬变电磁场的传播过程进行模拟，研究人员观察到了不同距离和厚度的含导水断层对电磁场响应的影响。他们发现，导水断层的存在显著改变了磁场的分布特性。 研究表明，含导水断层的瞬变电磁场响应的起始时间受到距激发源距离的影响。响应的开始时间越早，通常意味着距离激发源越近。而响应的时间范围和幅度则受到距离和断层厚度的共同作用。更远的距离和更厚的断层会导致更长的响应时间和更大的幅度变化。这些发现对于理解和解释全空间TEM数据中含导水断层的特征提供了重要的参考。 文章还强调了中图分类号TD741，这表明其属于地球物理学的矿井探测与测量领域。文献标志码A表示这是一篇原创性的科学论文，文章编号1003－496X(2015)09－0035－04则是该文章在相应期刊上的唯一标识。通过这项研究，工程师和地质学家可以利用3D FDTD方法更好地预测和理解矿井环境中的电磁响应，从而对含导水断层的探测和矿产资源的评估提供更准确的科学依据。