CN107765319B - 一种矿井瞬变电磁法电阻率校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种矿井瞬变电磁法电阻率校正方法，1)将发射线圈放置在测点位置，收发距设置为TR1，仪器数据采集得到一次场值和含互感电动势的二次场值2)发射线圈位置不动，将收发距增大至TR2，仪器数据采集得到一次场值和含互感电动势的二次场值3)将采集的数据代入校正公式消除互感电动势，得到大地二次场信号V2；4)对消除互感电动势后的二次场信号V2进行全区视电阻率计算和时深转换，得到视电阻率—深度曲线。本发明通过利用两次不同收发距观测数据进行电阻率校正，消除互感信号，提取出有效大地二次场信号，很好地解决矿井瞬变电磁法电阻率偏低失真问题；因为探测深度与电阻率成正比，提高了矿井瞬变电磁法的探测深度。
Description
技术领域
本发明涉及地质与勘探地球物理领域，尤其涉及一种矿井瞬变电磁法电阻率校正方法。
背景技术
瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method，简称TEM)是一种建立在电磁感应原理基础上的时间域人工源电磁探测方法。它是利用不接地回线或接地导线向地下发射一次场，在一次场关断后，测量由地下介质产生的感应二次场随时间的变化，来达到寻找各种地质目标的一种地球物理勘探方法。将瞬变电磁法应用于矿井井下探测时，称为矿井瞬变电磁法(Mine Transient Electromagnetic Method，简称MTEM)。
矿井瞬变电磁法采用边长小于2m的多匝方形(或圆形)小回线源进行探测，因井下空间限制，发射线圈与接收线圈之间距离近甚至重叠，因此存在较强的互感电动势，其强度远大于大地二次场有效信号，造成计算的电阻率偏低失真，探测深度也随之降低，给资料解释带来困难。例如，在矿井水害探测中，因为受互感电动势影响计算的电阻率整体偏低，为了确定富水区范围目前只能用相对电阻率值进行判断解释(即在低阻中再找相对低阻区)，这样的探测结果缺少可信性。为了得到准确的数据处理结果，首先必须消除互感信号，提取出有效大地二次场信号。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种矿井瞬变电磁法电阻率校正方法，以解决矿井瞬变电磁法电阻率偏低失真问题。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种矿井瞬变电磁法电阻率校正方法，包括以下步骤：
步骤1)将发射线圈放置在测点位置，收发距设置为TR1，仪器数据采集得到一次场值和含互感电动势的二次场值所述收发距为发射线圈中心和接收线圈中心之间的距离；
步骤2)发射线圈位置不动，将收发距增大至TR2，仪器数据采集得到一次场值和含互感电动势的二次场值
步骤3)将采集的数据代入校正公式消除互感电动势，得到大地二次场信号V2；
步骤4)对消除互感电动势后的二次场信号V2进行全区视电阻率计算和时深转换，得到视电阻率—深度曲线。
进一步的，所述收发距TR1小于等于10m。
进一步的，所述收发距TR2满足2m≤(TR2-TR1)≤10m。
进一步的，所述接收线圈根据探测仪器的不同可以为圆形接收线圈或方形接收线圈或不规则状线圈。
所述全区视电阻率计算和时深转换方法与常规方法相同。
与现有方法相比，本发明方法具有的优点和效果如下：(1)本发明通过利用两次不同收发距观测数据进行电阻率校正，可以消除互感信号，提取出有效大地二次场信号，能够很好地解决矿井瞬变电磁法电阻率偏低失真问题；(2)因为探测深度与电阻率成正比，解决电阻率偏低问题的同时，提高了矿井瞬变电磁法的探测深度。
附图说明
图1为收发距为TR1时装置示意图。
图2为收发距为TR2时装置示意图。
图3为现场试验观测信号。
图4为现场试验处理结果
图中，1.发射线圈，2.接收线圈，3.发射机，4.主机。
具体实施方式
以下参照具体实施例对本发明进行详细的说明。
如附图1和2所示，一种矿井瞬变电磁法电阻率校正方法，包括以下步骤：
(1)将发射线圈1与发射机3连接，接收线圈2与主机4连接，发射机3与主机4连接；将发射线圈1放置在测点位置，接收线圈2与发射线圈1的中心相距10m以内放置，保持线圈的中心线与地面垂直，收发距设置为TR1，仪器数据采集得到一次场值和含互感电动势的二次场值(2)发射线圈1位置不动，调节接收线圈2的位置，将收发距增大至TR2，仪器数据采集得到一次场值和含互感电动势的二次场值所述收发距TR2满足2m≤(TR2-TR1)≤10m；(3)将采集的数据代入校正公式消除互感电动势，得到大地二次场信号V2；(4)对消除互感电动势后的二次场信号V2进行全区视电阻率计算和时深转换，得到视电阻率—深度曲线。
以下参照具体实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1
为了说明本发明方法的电阻率校正效果，给出了常规方法和本发明方法的对比试验结果。
常规方法和本发明方法探测试验均是在某矿井巷道中进行。探测地点地质情况已知，根据地质和钻探资料，探测范围内无异常构造和含水体，地层平均电阻率80Ω·m。探测仪器采用相同型号瞬变电磁仪，1.5m×1.5m×81匝发射线圈，25Hz***频率，30个采样时间门(6.8μs～6978μs等对数等分)。
常规方法具体步骤为：
(1)将发射线圈1放置在测点位置，收发距设置为TR1＝8m，仪器数据采集得到一次场值和含互感电动势的二次场值(图3中点信号)。
(2)对二次场信号进行全区视电阻率计算和时深转换，得到视电阻率—深度曲线(图4中点线)。
本发明方法具体步骤为：
(1)与常规方法步骤(1)相同。
(2)发射线圈位置不动，将收发距增大至TR2＝12m，仪器数据采集得到一次场值和含互感电动势的二次场值
(3)将采集的数据代入校正公式消除互感电动势，得到大地二次场信号V2(图3中加号信号)。
(4)对消除互感电动势后的二次场信号V2进行全区视电阻率计算和时深转换，得到视电阻率—深度曲线(图4中加号线)。
由图4可见，常规方法探测结果视电阻率为3.1～11.5Ω·m，远低于实际地层平均电阻率80Ω·m，探测深度为73.1m。本发明方法探测结果视电阻率46.4～136.8Ω·m，与实际地质情况一致，探测深度达到147.3m。两种方法探测结果对比可见，本发明方法有效解决了电阻率偏低失真问题，并提高了探测深度。
Claims (2)
1.一种矿井瞬变电磁法电阻率校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)将发射线圈放置在测点位置，收发距设置为TR1，收发距TR1小于等于10m；仪器数据采集得到一次场值和含互感电动势的二次场值所述收发距为发射线圈中心和接收线圈中心之间的距离；
步骤2)发射线圈位置不动，将收发距增大至TR2，收发距TR2满足2m≤(TR2-TR1)≤10m，仪器数据采集得到一次场值和含互感电动势的二次场值
步骤3)将采集的数据代入校正公式消除互感电动势，得到大地二次场信号V2；
步骤4)对消除互感电动势后的二次场信号V2进行全区视电阻率计算和时深转换，得到视电阻率—深度曲线。
2.根据权利要求1所述的一种矿井瞬变电磁法电阻率校正方法，其特征在于，所述接收线圈为圆形线圈或方形线圈或不规则状线圈。
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