垂直磁偶源全空间层状介质瞬变响应及其巷道影响研究

全空间水平层状介质垂直磁偶源的瞬变响应是一篇针对矿井瞬变电磁法理论基础的重要研究论文，由胡博、岳建华和杨海燕合作完成，发表在中国矿业大学资源与地球科学学院。该研究聚焦于解决全空间瞬变电磁场分布这一难题，特别是在矿井环境中，巷道对电磁场的影响是一个复杂且亟待解决的问题。 论文首先介绍了全空间瞬变电磁场的理论背景，指出其对于矿井物探方法如瞬变电磁法的理解至关重要。作者特别提到，尽管矿井瞬变电磁法借鉴了地面电磁法的基本原理，但还未形成独立的理论体系，因此深入理解全空间条件下的电磁场分布以及巷道效应是提升井下探测精度的关键。 论文的核心内容详细探讨了垂直磁偶源在全空间层状介质中的瞬变响应计算。作者构建了全空间层状介质模型，通过电磁场矢量位和边界条件推导出各个层的电磁场分量表达式。他们采用了汉克尔变换滤波算法对表达式进行离散化处理，然后运用余弦变换多项式法将频率域结果转换到时间域，以获取实际的时间域响应。 为了验证计算方法的准确性，作者通过与频率域均匀半空间的解析解进行对比，展示了巷道存在与否对电磁场的影响。结果表明，巷道的存在确实会影响场的分布，这强调了在三维模型空间中对巷道影响的研究必要性。 此外，论文还指出，由于地下施工环境的限制，磁偶极子源成为一种更适用的发射源，因此研究全空间条件下磁偶源的响应显得尤为关键。作者通过分离回线装置的垂直磁偶极源为例，全面解释了瞬变电磁场分量的计算过程，包括模型构建、公式推导和实际应用验证。 这篇首发论文不仅提供了巷道全空间瞬变电磁场分布的计算方法，而且通过实证验证了其有效性，为矿井瞬变电磁法的实际应用提供了重要的理论支撑。这对于深化矿井探测技术的理解，优化地下工程的设计和施工具有重要意义。