地下磁流体探测方法及其应用

《地下磁流体探测方法及其应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第24卷第2期矿业工程研究Vo1．24No．22009年6月MineralEngineeringResearchJun．2009地下磁流体探测方法及其应用周华，黄采伦，周益文(1．湖南科技大学机械设备健康维护省重点实验室，湖南湘潭411201；2．湖南省白沙能源股份有限公司。湖南耒阳421800)摘要：矿区水害是矿产资源开采中常见的一种灾害，一旦发生事故，不仅影响生产，造成经济损失，而且易发生重大伤亡事故．地下磁流体探测装置有利于解决矿区水害问题．地下磁流体探测仪通过探针接收地球内部向地表发射的电磁波，应用

2、现代信号分析处理技术提取地下水动态信息、裂隙信息等，有效解决矿区导水断层、老空区的探测和定性定量分析问题．地下磁流体探测装置解决了常规电法找水、防水、治水存在多解性问题．并可用于寻找或追溯采空区、溶洞、巷道等．定期对矿区周围的地下水进行监测，可掌握地下水的活动情况，保证煤矿生产安全．关键词：地下磁流体探测装置；矿区探测；水害防治；前进煤矿中图分类号：~613．3；TP216文献标识码：A文章编号：1674—5876(2009)02-0042-04矿区水害是矿产资源开采中常见的一种灾害，在分布；(2)定性定量

3、分析老空区、岩溶、导水断层状态；地方小矿这类事故较多，危害也较大；一旦发生事故，(3)采取合理有效的水害防治方法．往往具有突发性和极大的危害性，不仅影响生产，造湖南勘源监测高科技发展有限公司与湖南科技成经济损失，而且易发生重大伤亡事故．矿区水害事大学经1O多年科学研究，在课题组多项专利技术的故主要由掘进工作面和采掘工作面掘(采)通小煤窑、基础上[6-8]，引入地下磁流体探测新方法，有效解决老采空区，遇导水断层、岩溶发育区或封闭不良的钻孑L，空区、导水断层的探测和定性定量分析；在此基础上，以及雨季期间的淹井等

4、原因造成．结合信息传感技术、信号处理技术、EDA&DSP技术几十年来，国内外对水文地质、矿山地质、矿山水等，研制了地下磁流体探测仪；该方法及探测仪解决文地质等的研究取得了不少突破性的成就，但是，大了传统找水物探仪器观测结果多解性的问题，可广泛都缺乏一种专门的工具来验证所提出的观点[3-51．在物用于找水、防水和治水等领域．探中，地下水与其他地质体的共性是：都表现为低阻1地下磁流体探测仪的结构原理异常，但也有区别于其他地质体的个性，其流动性会导致周围电场值E有规律的变化，表现为动态信息；1．1地下磁流体探测技

5、术概述采空区及一定规模的裂隙具有特殊的物理场，无水与充水的信号有所差异．抓住地下水的共性和个性、采空地下水是良导体，通过大量的试验发现：岩层中区的特殊性，深入系统地研究矿区的地质条件，解决的地下水，在重力场作用下与岩层进行物质交换与能出现的各种水文地质问题，有效地遏止水害，合理地量转换，形成由补给、径流、排泄3部分组成的地下水解决采空区的问题便是有的放矢．因此，解决矿区水害流动系统．地下水流动系统中有相当大的部份在地磁隐患的关键是：(1)探明矿区的老空区、岩溶、导水断层场的作用下，切割磁力线而形成地下磁流体

6、，而在其收稿日期：2009—03—23基作金者项简介目：国家创新基金资助项I~1(08C26214301l461；湖南科技大学研究生创新基金资助项目(2o07Yo4)：周华(1982-)，男，湖南邵阳人，硕士生，研究方向：智能检测、嵌入式仪表、自动化系统等研究-E—mail：zhouhua．．8C~ahoo．corn．ca通讯联系人：黄采伦，教授，E—mail：eailun_huang@163．com42周围形成感应电磁场，这个作用连续不断地进行地磁前进煤矿位于耒阳市南阳镇境内，区域上为一不对场干扰，形成向

7、地面发射出的特殊电磁波；该电磁波称向斜构造，局部有直立倒转，褶皱紧密，断层密集，在传输过程中要穿过不同岩层、裂隙等，包含有地下走向逆断层常使煤层被切割或重复，倾向断层多属不同地质体的特征信息．正断层．在距离场源比较远的地方，大地电磁场可被视为信号探测垂直于地面入射的平面电磁波，其特性服从麦克斯韦方程组，因此由麦克斯韦方程组、电磁流量原理及其一，、J探测}_L’’一‘～r、、些假设条件可以推导出数据频率厂与深度h之间的函巳缆il装置lI探⋯测～目赫数关系和储水量与所测电位e之间函数关系哟I探针h=503．3~

8、／p／f一，(1)式中，

9、Il：探测深度㈤-p：电阻率(Q·m)工作频率(Hz)．图I地下磁流体探测仪结构Fig．1Undergroundmagneticfluiddetector'sstructureS,,=~rD／4BKJ，。redt，(2)矿区位于向斜南东翼西南段，属低山丘陵地貌，式中，S：储水量㈤；K：常数；D：地下储水层直径(m)；冲沟较发育，地表水主要为耒河．出露地层为上二叠统：磁感应强度∞；：动态信