基于瞬变电磁法的煤矿积水采空区探测.pdf

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1、·44·露天采矿技术2015年第10期DOh10．13235~．enki．Item．2015．10．013基于瞬变电磁法的煤矿积水采空区探测张冠男，马可，施海(中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，辽宁沈阳110015)摘要：基于瞬变电磁法在积水采空区探测的实际应用，在对瞬变电磁法探测的机理与装置选择基础上，重点研究了TEM数据处理方法，着重阐述了小波阀值去噪和视电阻率的变化率处理。关键词：瞬变电磁法；积水采空区；小波阀值去噪；一次和二次变化率中图分类号：TD325+．3文献标志码：B文章编号：1671—9816(2015)

2、10—0044—04DetectionofcoalminegoafwateraccumulationbasedontransientelectromagneticmethodZHANGGuannan，MAKe，SHIHai(ChinaCoolTechnologyandEngineeringGroupShenyangDesign&ResearchInstitute，Shenyang110015，China)Abstract：Basedonthepracticalapplicationoftransientelectromag

3、neticmethodinwateraccumulationgoafdetection，onthebasisofthemechanismanddeviceselectionoftransientelectromagneticmethoddetection，theauthorresearchesTEMdataprocessmethod，andelaboratesthechangeprocessofwaveletthresholddenoisingandapparentresistivityrate．Keywords：tran

4、sientelectromagneticmethod；wateraccumulationgoat；waveletthresholddenoising；onceandtwicechangerate1瞬变电磁法原理及特点瞬变电磁法是以电磁感应原理为基础，即导电介质在阶跃变化的激励磁场激发下产生涡流场。它利用接地线源(电偶源)或不接地回线(磁源)向地下发送一次脉冲磁场(一次场)，在其激发下，地下地质体中激励起的感应涡流将产生随时间变化的感应电磁场(二次场)，由于二次场含有地下地质体丰图1瞬变电磁法探测工作原理图富的地电信息，在一

5、次场间歇期间，通过接地电极或线圈观测二次场，并提取和分析响应信息，从而达到2工作装置探测地下地质体的目的【1J。瞬变电磁法可以使用三瞬变电磁法工作装置类型图如图2。角波、半正弦波、矩形波、伪随机波等不同形式的脉1)同一回线装置。接收回线和发射回线使用同冲，目前地面TEM探测使用较多的是矩形波脉冲，一个线圈，装置形式如图2(a)。主要观测关断电流后的瞬变电磁场，这可归结为对2)重叠回线装置。此种装置与同一回线装置的阶跃脉冲的响应。在煤田采空区探测中，观测到的几何形状相同，但是接收回线和发射回线是2个相二次场的大小及衰减速度与

6、地下地质体的导电性有互独立的回线，只是在空间上叠加在一起(如图2关，如果岩石裂隙发育丰富，含水量较大，导电性(b))。要选择适合于这种装置的电线规格(最好耐磨好，二次场衰减慢；反之，二次场衰减较快。瞬变电耐拉)，可以一次性将接收和发射2条回线铺好。也磁探测装置主要由发射机、发射线圈与接收机、接收可以考虑到降低超顺磁效应，接收回线和发射回线线圈组成，其工作原理如图1f2】。要分开3m，被称为偏离回线。收稿日期：2015—06—013)中心回线装置。也称为内一回线组合，它是重作者简介：张冠男(1987一)，男，黑龙江北安人，硕

7、士，叠回线装置的一种发展形式，不同的是其接收回线2013年毕业于中国矿业大学(北京)地球探测与信息技术专业，比重叠回线的要小，它的原理是使用偶极接收线圈现在中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司从事勘察工作。置于发射回线中心的位置。在剖面探测中，接收回线露天采矿技术2015年第10期·45·淹没在各种噪声之中，所以有必要对去噪方法进行研究。常用的去噪方法有最小二乘拟合滤波、中值滤波、三点指数逼近非线性滤波、小波滤波、卡尔曼滤波、希尔伯特黄滤波等『4J。小波分析是20世纪80年代中后期发展起来的一(b)门应用数学分支，是一种新的

8、数据信号分析方法，由于其效果较好，目前已得到广泛应用。Tx首先，对含噪声的信号厂(k)进行几个尺度的离散小波变换(DWT)，得到各个尺度的小波系数，然后对各个尺度的小波系数进行阀值处理，得出估计(d)小波系数，最后利用估计小波系数进行小波重构，得一一一一一一一到含噪声信号的估计信号，即为去噪声后的信号。