煤矿瞬变电磁探测技术：采空富水区快速成像新方法

"煤矿采空富水区瞬变电磁快速成像技术-论文" 这篇论文主要探讨了在煤矿井下巷道探测中如何高效准确地识别和定位采空区的富水区域，通过采用瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，简称TEM）进行探测。瞬变电磁法是一种地球物理勘探技术，常用于地下水、矿体和地质结构的探测。在煤矿领域，此方法有助于防止因采空区积水引发的安全事故。 文章中提到，研究者利用MATLAB编程平台，将瞬变电磁仪器测量到的二次场感应电压V_z(t)转化为垂直磁场H_z(t)。这一转化过程是基于电磁场理论，使得数据处理更为直观且易于计算。通过计算得到的垂直磁场，可以快速计算出整个探测区域的视电阻率（apparent resistivity），这是一种表征地层导电性的参数，能反映地层含水状况。 研究人员运用“烟圈”理论来估算视深度，这是瞬变电磁法中的一个重要概念，它表示电磁波在地下的传播深度。通过视深度，可以更好地理解探测信号在地下的穿透情况，从而更准确地描绘出地层结构。 论文还进行了多层介质地电模型的正演模拟，这是为了验证理论计算的准确性。通过对比实际探测数据和模型计算结果，可以评估方法的有效性。同时，文中给出了井下掘进工作面的探测实例，进一步证实了由感应电压转换为垂直磁场计算视电阻率的方法在实际应用中的优越性，包括计算精度高和速度快的特点。 此外，快速视电阻率成像是论文的一个关键亮点。该技术能够实时生成视电阻率拟断面图像，使现场作业人员能够迅速识别出可能的富水异常，并及时进行复测，从而提高探测的准确性，对煤矿安全生产有着重要意义。 关键词涉及的几个概念如下： 1. 矿井瞬变电磁：指的是在煤矿环境中应用的瞬变电磁法，用于地下空间的地质探测。 2. 感应电压：瞬变电磁法中，地表或井下设备产生的电磁场变化导致的地层内部感应的电压。 3. 垂直磁场：在转换过程中，从感应电压计算得到的垂直分量磁场，是计算视电阻率的关键参数。 4. 全区视电阻率：在整个探测区域计算得出的视电阻率，反映了地层的整体导电特性。 5. 快速成像：通过数学算法和计算技术，能够在短时间内生成地层的视电阻率图像，辅助快速分析和决策。 这篇论文介绍了一种利用MATLAB实现的煤矿井下瞬变电磁快速成像技术，该技术对于提高探测效率和准确性，预防煤矿采空区富水风险具有重要的实践价值。