复杂地质模型的CSAMT二维正演异常研究

可控源音频大地电磁测法(CSAMT)在煤田探测方面,主要应用于煤田水文地质调查与煤田详查工作。在二维有限元数值模拟中,单元剖分采用非均匀网格剖分,提高了正演的计算效率;对大型矩阵的存储采用了稀疏矩阵存储,减小了对计算机内存的使用;另外优化正演模型设置方式,实现了对复杂二位电性结构的正演。     

采空区的二维正演数值模拟

采用Emage-2D软件中的PW2D模块,建立了低阻采空区和高阻采空区的二维正演模型,并分别模拟分析了在采深、工作面斜长变化时的视电阻率变化规律。为采空区的探测提供了理论依据。     

地质雷达二维时域有限差分正演

该文从麦克斯韦(Maxwell)两个旋度方程出发,分析了地质雷达二维TM高频电磁波的特性,运用K.S.Yee氏建立的网格对地质雷达的传播空间进行剖分,建立了地质雷达二维时域有限差分数学模型,并推导出地质雷达正演模拟方程;通过对地质雷达常见的*.dzt数据存储格式的分析和了解,把用自制的C语言模拟程序模拟出来的数据导入到雷达系统中成图;并通过对两个常见的地电模型的模拟取得了满意的效果。     

频谱激电法2.5维正演模拟

采用有限单元法,使用单个cole-cole模型、四边形均匀网格的剖分方式,研究在地形不平条件下,忽略电磁干扰,用类似高密度电法装置的频谱激电法进行2.5维正演模拟。结果表明:使用2.5维正演模拟提高了运算速度;用单个cole-cole模型模拟简单异常体时,基本可满足要求。     

基于Matlab的频率域可控源电磁法二维正演模拟

该文以Matlab为程序编译工具,采用双二次插值的有限单元法,推导出频率域可控源电磁法二维正演的计算公式。为了模拟无穷远边界及满足计算机的内存需求,在保证计算精度的情况下设计了非均匀网格剖分。在程序编制中,只存储有限元系数矩阵的非零元素,大大减少了正演计算的时间。通过对均匀半空间和二维模型电磁响应的计算,获得了相应的视电阻率和阻抗相位曲线,验证了算法的正确性。     

地质雷达时域有限差分法二维正演模拟

通过电磁学的基本理论,采用时域有限差分法得到MAXWELL方程的差分格式,模拟电磁波在隧道结构介质中的传播特性,通过建立的正演地电模型,采用MATLAB软件计算得到二维数值模拟结果,模拟结果和实际模型的比较吻合.     

二维时域有限差分法对路面雷达的正演模拟

用二维时域有限差分（2D-FDTD）法建立路面雷达的模型。采用实际路面雷达发射波源和Mur的二阶吸收边界条件，对几个典型路面雷达模型进行了正演模拟。通过理论验证实际三层路面结构正演模拟；研究了路面介质的介电常数和电导率对路面雷达反射波的影响，对介电常数及电导率变化的不同情况进行了正演模拟。结果表明路面介质的介电常数太小影响路面雷达反射波的时延，某层介电常数的增大或减小都会引起前一层表面波幅同时增大或者减少，而电导率主要影响除前一层反射波之外的其他结构层界面的反射波波幅，电导率越大，反射波幅越小；同时给出了路面脱空的正演模型模拟解释。     

顶板离层检测的二维地质雷达正演数值模拟

 为了能够识别顶板中的隐藏离层信息,从而为预防顶板事故的发生提供判断依据,运用GprMax地质雷达(GPR)模拟软件对顶板中的离层进行二维正演模拟,并研究顶板离层的地质雷达图像特征。基于时域有限差分(FDTD)原理,建立了不同频率、不同离层厚度、不同介电常数和不同离层深度的四类几何模型并进行正演模拟。最后通过对这四类模拟结果的图像特征进行分析,证明地质雷达正演模拟方法用于顶板离层检测是可行的。     

探地雷达波场二维有限差分正演模拟

探地雷达作为一种新兴的地球物理方法,其广泛应用于能源、工程勘探等领域。该方法具有分辨率高、数据采集迅速、工作效率高等特点,在越来越多的领域中发挥重要作用。从Maxwell旋度方程组出发,利用均匀网格剖分技术将计算区域离散,以有限差分法的中心差分格式代替微商,推导出二维波动方程有限差分格式。重点对比分析第一类Dirichilet边界条件、透明边界条件、Clayton-Engquist-Madja吸收边界条件和Reynolds边界条件对计算区域边界人工虚反射的吸收效果。并以Reynolds吸收边界条件为基础,对典型地质体雷达波响应特征进行模拟分析。为探地雷达反演技术和室内资料处理解释提供参考依据。     

煤矿含水陷落柱二维高密度电阻率正演数值模拟

在简要介绍高密度电阻率法基本原理、方法的基础上,采用有限元法,对张集煤矿西三采区含水陷落柱进行二维电阻率正演模拟,得出了含水陷落柱视电阻率等值线具有"锥形"低阻效应的结论,为含水陷落柱电阻率法反演解释提供了指导,具有十分重要的意义。     

基于探地雷达的巷道超前地质预报二维正演模拟

地质雷达巷道超前地质预报技术在巷道建设过程中发挥着重要作用,掌握典型不良地质体及现场干扰源的图像响应特征是开展地质预报工作的理论基础。通过理论研究并结合数值模拟技术,对不同干扰源影响下探地雷达预报效果进行了分析。建立断层破碎带、溶洞、岩性交界、富水带、施工机械和拱架的地电模型,采用二维时域有限差分法进行正演模拟,并对模拟图像特征进行分析研究,结果表明,探地雷达地质预报图像能够明显反应断层破碎带、岩溶洞穴等不良地质体,与此同时,施工机械和衬砌拱架对地质预报的干扰作用也非常显著,针对性地识别雷达图像能够有效区分前方围岩中的不良地质体和干扰源信号,能够提高地质预报的准确性。     

层间氧化带型砂岩铀矿自然电位二维正演计算

通过对砂岩铀矿层间氧化带自然电场形成机理的分析,将其自然电场等效为地下电流源分布的电流场问题,并建立数学物理模型,应用有限单元法得到了较高精度的数值解,为分析层间氧化带自然电位提供依据。该方法可以自由拟合地形,构建任意复杂电阻率模型。     

CSAMT法在地热资源勘探中的应用

以CSAMT法在济宁高新区地热勘查中的应用为例,介绍了CSAMT法的工作原理、施工方法。通过对探测成果的解释、分析,确定了地热成井的有利位置,经过钻探验证,取得了较好的地质成果。说明CSAMT法用于地热资源勘查是行之有效的。     

直流电法四极装置超前探测正演模拟研究及应用

为研究矿井直流电法四极装置在掘进巷道超前探中的可行性,建立了巷道超前探三维地电模型,利用ANSYS模拟四极装置进行数据采集;对采集数据采用比值法剔除巷道、装置等干扰因素影响,并与无巷道影响下的采集数据进行对比研究;建立3个全空间地电模型,研究四极装置对不同异常体位置的响应,得出四极装置对低阻异常体的响应特征;通过工程实例说明该方法的实用性。研究结果表明：比值法能够消除巷道对异常体的影响,实现四极装置巷道超前探测,巷道超前探中采用四极装置进行数据采集是可行的。     

CSAMT法在寻找温泉中的应用

湖北咸宁地区地热资源丰富,地质构造复杂,采用CSAMT法在该地区进行勘探工作,通过对采集数据的反演、解释,应用卡尼亚电阻率进行电性分层,结合物性特征、地质资料,基本查明了勘探区的构造分布情况,确定了热水的上升通道及补给区等,经过后期的钻孔验证,证实了CSAMT法在寻找温泉中的可行、可靠。     

CSAMT法在地热资源勘查中的应用

该文简述了CSAMT法(Controlled Source Audio Frequency Magnetotelluric可控源音频大地电磁法)的概念及其理论依据,本文以CSAMT法在某地区地热资源普查中的应用为例,分析了该方法在查找地下断层中的良好效果。     

孔内直流电法超前探测正演模拟研究

为了提高隧道以及煤矿巷道超前探测准确度,在总结前人研究成果的基础上,结合超前水平钻孔法和直流电阻率法,改变传统探测电极后置的方法,在工作面向前钻孔并在孔内布置探测电极,建立直流电法超前探测模型进行正演研究,利用Matlab处理数据,对比分析了在巷道后方布置探测电极和工作面钻孔内布置探测电极得出的视电阻率曲线,以及巷道内存在干扰体的影响下的视电阻率对比曲线图。结果表明,在工作面钻孔内布置探测电极进行孔内直流电法超前探测受巷道内干扰体影响较小,更为灵敏准确。     

CSAMT法在深部找矿中的应用

CSAMT(可控源音频大地电磁测深)法以其探测深度大、分辨能力强等特点广泛应用于金属矿产勘查,并取得常规电法所无法比拟的勘查效果,可圈定出矿体的空间赋存位置、规模大小。在商丘东芒山一带深部磁铁矿勘查工作,CSAMT法取得了良好的应用效果。作者通过对该矿区数据资料的处理和异常分析,推断出矿体深部富集区的位置、埋深和范围;并通过钻孔验证,体现了CSAMT法在攻深找盲中的应用有效性。     

CSAMT法在元氏县地热勘查中的应用

在收集元氏县以往地质资料的基础上,采用可控源音频大地电磁法(CSAMT)对几个初选位置进行了地热勘查,进一步了解了深部地层及其变化情况,大致确定了断裂构造的位置及性质,并从中选择了宜井位置,成井结果证实了CSAMT方法寻找地热的可行性。