基于小波去噪的瞬变电磁法煤矿积水采空区探测策略

基于瞬变电磁法的煤矿积水采空区探测是一种有效的地质勘探技术，它利用电磁感应原理来探测矿井中的积水和采空区。该方法的工作原理是通过发送一次脉冲磁场，激发地下地质体中的涡流，这些涡流产生的随时间变化的感应电磁场会在脉冲结束后被接收和分析，以揭示地下地质结构的信息。 首先，瞬变电磁法的核心在于其工作装置的选择。主要有三种常见的装置类型：1）同一回线装置，即发射和接收线圈共用一个线圈，适合于简单部署；2）重叠回线装置，发射和接收线圈独立，且在空间上重叠，有助于减少超顺磁效应；3）中心回线装置，也称为内一回线组合，接收线圈位于发射线圈中心，利用偶极接收方式提高精度。 在实际应用中，对于积水采空区的探测尤为关键。当岩石裂隙发达、含水量大时，由于良好的导电性，二次场的衰减会较慢，而探测到的信号特征可以反映这些地质特性。因此，数据处理方法的选择至关重要，本文特别关注了小波阀值去噪技术。小波分析能有效地去除噪声，使得从原始数据中提取的视电阻率变化率更为准确。视电阻率变化率的处理是通过比较不同时间点的电阻率变化，可以提供关于地下岩层结构、水体分布和空区规模的重要信息。 此外，一次和二次变化率的分析也是数据处理过程中的重要步骤。一次变化率反映了激发脉冲的特性，而二次变化率则揭示了地质体对电磁场响应的动态特性。通过分析这两个变化率，研究人员能够更深入地理解地下水位和采空区的影响程度，为矿井安全管理和地质恢复提供科学依据。 总结来说，瞬变电磁法作为一种非侵入性的地质探测手段，在煤矿积水采空区探测中展现了强大的潜力。通过优化装置设计、有效数据处理，尤其是小波阀值去噪和视电阻率变化率分析，可以大大提高探测的精度和可靠性，对保障煤矿开采安全具有重要意义。