礦井瞬變電磁裝置的改進(jìn)與應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、山西省是我國(guó)的產(chǎn)煤大省，年產(chǎn)量占到全國(guó)煤炭年產(chǎn)量的1/4，而且在未來很長(zhǎng)的時(shí)間里，煤炭仍將是我省的支柱產(chǎn)業(yè)。伴隨煤礦生產(chǎn)帶來的巨大財(cái)富，煤礦安全預(yù)警一直以來都是困擾煤礦企業(yè)的難題，而在各類災(zāi)害事故中，水害又是僅次于瓦斯事故的第二大災(zāi)害。做好煤礦水害的超前預(yù)警工作，對(duì)保障煤礦企業(yè)正常生產(chǎn)，保護(hù)工作人員的生命財(cái)產(chǎn)有著重要的意義。
　　目前用于煤礦下水害超前探測(cè)的方法很多，包括高密度電法、瞬變電磁法、地震反射法、雷達(dá)法、TSP超前預(yù)報(bào)方

2、法等，礦井瞬變電磁的發(fā)展是以地面瞬變電磁為基礎(chǔ)，在應(yīng)用時(shí)需要考慮礦井巷道的全空間條件。由于礦井瞬變電磁法對(duì)低阻體反映靈敏，具有分辨率高、探測(cè)深度大、施工便捷、定向性好等特點(diǎn)，被認(rèn)為是探測(cè)具有低電阻率的含水帶最有效的方法之一，可利用瞬變電磁技術(shù)對(duì)礦井巷道頂?shù)装?、左右?cè)幫及掘進(jìn)面前方實(shí)施全方位探測(cè)。
　　本文首先從麥克斯韋方程組出發(fā)，介紹了主要應(yīng)用于地面的半空間瞬變電磁法和應(yīng)用于礦井下的全空間瞬變電磁法的理論基礎(chǔ)。由于半空間瞬變電磁法

3、更為成熟，礦井瞬變電磁法的數(shù)學(xué)模型、全空間視電阻率計(jì)算以及深度計(jì)算等方面會(huì)更多的參考半空間理論，得出了兩個(gè)導(dǎo)體半空間分界面上垂直偶極子的電磁場(chǎng)的分布，計(jì)算了礦井全空間晚期視電阻率和校正系數(shù)，并且得到在礦井巷道內(nèi)，瞬變電磁的探測(cè)深度是地面深度的1～1.2倍的結(jié)論。
　　其次，本文針對(duì)礦井瞬變電磁設(shè)備設(shè)計(jì)的不足，包括在關(guān)斷瞬間發(fā)射電流的下降時(shí)間過長(zhǎng)以及重疊回線互感強(qiáng)烈等，對(duì)瞬變電磁的發(fā)射電路進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了控制、驅(qū)動(dòng)、發(fā)射電路，改變