检索结果-内蒙古大学图书馆

地球物理学报 2024年第9期67卷 3630-3639页

作者：薛俊杰程久龙韩杨春中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国矿业大学(北京) 煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室北京100083

钻孔瞬变电磁法是将发射与接收装置布置于钻孔中,因距离目标体近,探测精度得到提升,有利于煤矿钻孔周围含水体精细探测.常规的钻孔瞬变电磁法通过多分量响应近似判断异常体方向,难以对异常体的边界位置进行刻画,而且因瞬变电磁场的扩散... 详细信息

钻孔瞬变电磁法是将发射与接收装置布置于钻孔中,因距离目标体近,探测精度得到提升,有利于煤矿钻孔周围含水体精细探测.常规的钻孔瞬变电磁法通过多分量响应近似判断异常体方向,难以对异常体的边界位置进行刻画,而且因瞬变电磁场的扩散特征,常规的反演方法对地质异常体的边界位置分辨率偏低.针对以上问题,结合钻孔瞬变电磁法扫描探测定位方法,通过波场转换将钻孔瞬变电磁法数据转换成虚拟波场数据,然后进行全波形反演与成像.针对虚拟波场直达波能量较强且属于干扰波,采用剪切波变换去除虚拟波场直达波,避免了虚假界面;其次由于波场转换过程中核函数病态性强的特点,引入虚拟电导率,降低了虚拟波场速度,从而降低了波场转换核函数病态性;为了对虚拟波场进行高精度反演与成像,分别采用阻尼最小二乘法和伴随状态法实现虚拟波场全波形反演.结合钻孔瞬变电磁法探测的数值实验得出阻尼最小二乘全波形反演方法的反演结果更加准确,可以实现对钻孔孔壁外围地层信息的精细刻画,提高了钻孔瞬变电磁法扫描探测的效果.

关键词：钻孔瞬变电磁法虚拟波场全波形反演扫描探测

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钻孔瞬变电磁法扫描探测RCQPSO-LMO组合算法2.5D反演

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地球物理学报 2024年第2期67卷 781-792页

作者：程久龙焦俊俊陈志董毅中国矿业大学(北京)煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

利用钻孔进行超前探测地质构造及含水体是地下开挖工程中的常规手段,如何利用这些钻孔进行钻孔瞬变电磁法扫描探测,从而实现钻孔孔壁外围地质异常体的精细探测,对实现地下工程地质透明化具有重要的指导意义.本文提出钻孔瞬变电磁法扫描... 详细信息

利用钻孔进行超前探测地质构造及含水体是地下开挖工程中的常规手段,如何利用这些钻孔进行钻孔瞬变电磁法扫描探测,从而实现钻孔孔壁外围地质异常体的精细探测,对实现地下工程地质透明化具有重要的指导意义.本文提出钻孔瞬变电磁法扫描探测2.5D反演的数据解译方法,首先针对随机性反演算法时效性低,易陷入局部最优解,而确定性反演算法依赖初始模型的问题,提出了组合策略的量子粒子群优化算法用来随机搜索最优初始模型.在此基础上,利用Levenberg-Marquarat方法求解Occam反演的目标函数,形成了RCQPSO-LMO组合算法进行2.5D反演,通过对比组合算法和单一算法,验证了组合算法具有更精确的反演结果.其次结合屏蔽条件下扫描探测,对比分析了有无屏蔽的2.5D反演结果,通过设定屏蔽系数对非探测方向信号进行部分压制,可以较好地解决钻孔径向扫描探测中对非探测方向信号部分屏蔽下的反演及成像.最后建立三组理论模型进行组合算法2.5D反演,结果表明:组合算法反演结果与理论模型的一致性较好,对低阻异常体的反演精度较高,验证了组合算法对钻孔孔壁外围低阻异常体具有较高的反演精度和分辨能力.

关键词：钻孔瞬变电磁法扫描探测量子粒子群优化算法组合算法 2.5D反演

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钻孔瞬变电磁法接收线圈定向屏蔽物理模拟研究

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煤炭学报 2024年第7期49卷 3178-3187页

作者：辛成涛程久龙李垚孔孟行中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

钻孔瞬变电磁(BTEM)扫描探测方法可以利用巷道已有超前探查钻孔,通过旋转置于钻孔内收发线圈对孔壁外围隐蔽地质异常体进行扫描探测,因收发装置位于钻孔内,不仅避免了巷道内电气设备和金属物的电磁干扰,而且可以提高钻孔利用率,减少钻... 详细信息

钻孔瞬变电磁(BTEM)扫描探测方法可以利用巷道已有超前探查钻孔,通过旋转置于钻孔内收发线圈对孔壁外围隐蔽地质异常体进行扫描探测,因收发装置位于钻孔内,不仅避免了巷道内电气设备和金属物的电磁干扰,而且可以提高钻孔利用率,减少钻探工作量。然而,钻孔瞬变电磁法受全空间效应的影响,在扫描探测过程中,以收发线圈法线方向为探测方向接收异常体二次场信号的同时,还易受到其他方向信号的叠加干扰。若无法有效压制干扰信号,将直接影响对钻孔孔壁外围地质异常体的精确定位。利用屏蔽的方法,在接收线圈上安装屏蔽罩,尽可能保留线圈法线与屏蔽罩开口一致的探测方向的响应信号,而对其他方向的信号进行压制,从而实现钻孔孔壁径向一定范围内指向性探测。首先通过物理模拟实验探讨了不同匝数、尺寸的收发线圈对瞬变电磁场响应特征的影响,对适用于钻孔内的收发线圈参数进行组合优选。然后针对所要屏蔽的电磁波,选择不同种类的屏蔽材料,开展不同材料对不同方向电磁波的屏蔽效果实验。通过对比探测方向和其他方向的感应电动势,证实以泡沫镍制作的屏蔽罩能有效地压制非探测方向的干扰信号。通过实验分别对屏蔽罩的不同形状、磁导率等物性参数进行瞬变电磁场响应特征对比分析,并探讨屏蔽罩开口角度与定向屏蔽效果的关系,优化定向屏蔽罩参数,增强屏蔽效果。最后使用参数优化后的收发线圈和定向屏蔽装置进行钻孔瞬变电磁法径向断面扫描探测现场实验,采用基于混合分布的混沌量子粒子群和Levenberg-Marquarat及Occam组合算法的反演方法进行电阻率成像。研究表明:以泡沫镍为屏蔽材料,安装在接收线圈上的弧形屏蔽罩定向屏蔽效果较好,可以有效地压制钻孔瞬变电磁法扫描探测过程中非探测方向的信号干扰,且能较大程度的保留探测方向的异常响应信号,进而可以实现对钻孔孔壁外围隐蔽地质异常体的精确定位。

关键词：钻孔瞬变电磁法定向屏蔽瞬变电磁场特征扫描探测

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钻孔瞬变电磁法扫描探测磁芯线圈激励电磁场响应特征

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煤炭学报 2023年第3期48卷 1302-1310页

作者：程久龙姜国庆李垚田楚霄孟上梁沛元中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

瞬变电磁测井一般采用超小线圈作为发射装置,由于激励产生的瞬变电磁场强度较低,仅能进行钻孔孔壁岩层探测,无法实现钻孔外围径向远距离探测及地质异常体精确定位。基于全空间瞬变电磁场相关理论,提出钻孔瞬变电磁法(BTEM)扫描探测方法... 详细信息

瞬变电磁测井一般采用超小线圈作为发射装置,由于激励产生的瞬变电磁场强度较低,仅能进行钻孔孔壁岩层探测,无法实现钻孔外围径向远距离探测及地质异常体精确定位。基于全空间瞬变电磁场相关理论,提出钻孔瞬变电磁法(BTEM)扫描探测方法,利用磁芯线圈激励电磁场,增强发射磁矩,提高钻孔瞬变电磁法的径向探测距离。同时,通过灵活调整线圈方向,对钻孔孔壁进行360°扫描,实现钻孔径向方向全方位探测,提高钻孔瞬变电磁法对含水地质体的空间分辨率和定位精度。建立钻孔全空间三维地质-地球物理模型,提出优化的网格剖分策略,采用特殊网格结构对钻孔中磁芯线圈进行网格加密及规范化,提高数值模拟精度。采用有限单元法分别计算均匀介质条件下钻孔瞬变电磁法磁芯激励电磁场响应以及含有低阻地质异常体时钻孔瞬变电磁法不同装置探测的瞬变电磁场响应,分析了共面偶极装置及共轴偶极装置以及不同几何参数对应的瞬变电磁场响应特征,采用全空间全区视电阻率计算及时深转换算法进行全空间电阻率成像。研究表明,在钻孔瞬变电磁法超小线圈中加入磁芯可以显著增强电磁场强度,并且增强的幅度与磁芯的直径和长度成正比,相比较而言,增大磁芯长度对电磁场响应的增强作用更为显著;钻孔全空间磁芯线圈激励时探测结果可以较好地反映钻孔径向外围岩层中低阻地质体引起的瞬变电磁场异常,共面偶极装置和共轴偶极装置均可以获得较为理想的探测效果,全空间电阻率成像结果分辨率较高,相比较而言,共面偶极装置得到的异常幅度更大,并且对异常体中心的定位更为准确,而共轴偶极装置对异常体整体形态和边界的刻画更为准确。

关键词：钻孔瞬变电磁法扫描探测磁芯线圈激励响应特征

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基于全卷积神经网络的钻孔瞬变电磁法岩层富水性预测研究

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煤田地质与勘探 2023年第1期51卷 289-297页

作者：程久龙王慧杰徐忠忠黄琪嵩姜国庆中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 安徽工业大学建筑工程学院安徽马鞍山243002

巷道掘进前方采用钻探或地球物理方法进行超前探测含水层的位置及富水性,提前做好防治水工作对煤矿安全生产至关重要。利用钻孔瞬变电磁法(BTEM)进行超前探测优势明显,目前解释方法是根据计算的电阻率进行岩层富水性的定性分析,还无法... 详细信息

巷道掘进前方采用钻探或地球物理方法进行超前探测含水层的位置及富水性,提前做好防治水工作对煤矿安全生产至关重要。利用钻孔瞬变电磁法(BTEM)进行超前探测优势明显,目前解释方法是根据计算的电阻率进行岩层富水性的定性分析,还无法实现对含水层富水性等级进行预测。提出利用钻孔瞬变电磁法探测,采用全卷积神经网络(FCNN)方法进行钻孔外围含水层富水性等级的准确预测。首先,依据阿尔奇公式、Kozeny–Carman公式、导水系数公式和单位涌水量公式,建立砂岩含水层单位厚度的电阻率与按钻孔单位涌水量划分的含水层富水性4个等级的对应关系;其次,建立全空间条件下不同富水性岩层的地质–地球物理模型,采用三维时域有限差分法(FDTD)进行全空间瞬变电磁场数值模拟;为了接近实际情况,在正演结果中加入了5%~15%的随机噪声,提取与岩层富水性等级关联的特征参数,采用全卷积神经网络(FCNN)进行了岩层富水性等级预测的训练和仿真测试,测试集预测的富水性等级平均准确率为91.8%;最后,利用某矿煤层水力压裂后的钻孔瞬变电磁法实测数据进行煤岩层富水性等级预测,检验FCNN方法预测效果。研究结果表明:采用全卷积神经网络预测钻孔附近岩层富水性是可行和有效的,可以实现钻孔径向方向岩层富水性等级的准确预测,提高了钻孔瞬变电磁法对钻孔外围岩层富水性的探测精度,该方法将在超前探测岩层富水性方面发挥重要作用。

关键词：钻孔瞬变电磁法全卷积神经网络(FCNN) 特征提取岩层富水性预测

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钻孔瞬变电磁法超前探测物理模拟试验研究

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中国煤炭地质 2024年第7期36卷 68-73,67页

作者：邱浩煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 煤矿灾害防控全国重点实验室北京100013 北京市煤矿安全工程技术研究中心北京100013 山西省矿井地球物理勘探技术创新中心山西晋城048006

钻孔瞬变电磁法采用小型收发线圈在超前探水钻孔中发射脉冲一次场间歇观测感应“二次场”并对其进行数据处理解译,以达到探测钻孔周围含水异常体的目的。基于瞬变电磁基础理论及相似准则搭建了水槽物理模拟试验平台,采用物理模拟试验的... 详细信息

钻孔瞬变电磁法采用小型收发线圈在超前探水钻孔中发射脉冲一次场间歇观测感应“二次场”并对其进行数据处理解译,以达到探测钻孔周围含水异常体的目的。基于瞬变电磁基础理论及相似准则搭建了水槽物理模拟试验平台,采用物理模拟试验的方法分析了共轴装置钻孔轴向及径向不同距离异常体、共轴装置钻孔轴向不同角度板状异常体、共面装置钻孔径向多点探测异常体的响应特征,结果表明:当存在异常体时感应电动势升高,异常体距离越近,感应电动势越强,异常特征越明显。板状异常体在早、中期感应电动势升高,柱状、块状异常体全程均出现感应电动势升高现象。板状异常体倾角越小,感应电动势升高越明显,异常特征越明显。共面装置钻孔径向多点探测视电阻率成像结果中异常体的轮廓特征反映明显,物理模拟试验结果充分验证了方法的有效性。

关键词：钻孔瞬变电磁法响应特征物理模拟超前探测

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钻孔瞬变电磁法扫描探测2.5D反演方法

钻孔瞬变电磁法扫描探测2.5D反演方法

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2022年中国地球科学联合学术年会

作者：程久龙陈志姜成麟黄嘉欣中国矿业大学(北京)

针对随机性算法在钻孔瞬变电磁法扫描探测反演中存在效率较低、易陷入局部最优解中的问题,提出一种改进的混沌量子粒子群(CQPSO)算法,并将该算法与基于阻尼最小二乘法的奥柯姆(LMO)算法进行组合,进行钻孔瞬变电磁法扫描探测2.5D反演,通... 详细信息

针对随机性算法在钻孔瞬变电磁法扫描探测反演中存在效率较低、易陷入局部最优解中的问题,提出一种改进的混沌量子粒子群(CQPSO)算法,并将该算法与基于阻尼最小二乘法的奥柯姆(LMO)算法进行组合,进行钻孔瞬变电磁法扫描探测2.5D反演,通过设定屏蔽系数对非探测方向的信号进行部分压制,来模拟实际探测过程中屏蔽装置对电磁场产生的屏蔽。研究表明:该组合反演方法能有效提高对钻孔孔壁围岩地质异常体的定位和分辨能力。

关键词：钻孔瞬变电磁法扫描探测混沌量子粒子群算法反演

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钻孔瞬变电磁法与跨孔电阻率法CT在大埋深燃气管道精确定深中的应用

钻孔瞬变电磁法与跨孔电阻率法CT在大埋深燃气管道精确定深中的应...

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中国城市规划协会地下管线专业委员会2018年年会

作者：余森林刘文伍鞠建荣田庆福南京市测绘勘察研究院股份有限公司南京210019

燃气管道敷设基础资料的缺失给然气管道养护修复及附近地下基建(管道、管廊、地下街等)方案的设计和施工带来极大障碍.物探方法可用于管道定位、定深探查,但随着目标管道埋深的增大,常规物探方法的定位偏差尤其是定深偏差显著增大,往往... 详细信息

燃气管道敷设基础资料的缺失给然气管道养护修复及附近地下基建(管道、管廊、地下街等)方案的设计和施工带来极大障碍.物探方法可用于管道定位、定深探查,但随着目标管道埋深的增大,常规物探方法的定位偏差尤其是定深偏差显著增大,往往不能满足施工设计的需求.在对多种物探方法特点分析的基础上,结合燃气管道特性,从观测系统及探测装置出发,将钻孔瞬变电磁法与跨孔电阻率法CT应用于大埋深燃气管道深度探查,工程实践证明上述两种物探方法均能对目标管道实现精确定深.

关键词：大埋深燃气管道钻孔瞬变电磁法跨孔电阻率法定深精度

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钻孔瞬变电磁法接收线圈定向屏蔽实验研究

钻孔瞬变电磁法接收线圈定向屏蔽实验研究

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2023年中国地球科学联合学术年会

作者：程久龙辛成涛李垚中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院

钻孔瞬变电磁法受全空间效应影响,在扫描探测方向接收异常体二次场信号时,易受到其它非探测方向信号的叠加干扰。为有效解决全空间效应影响,提高二次场信号强度,本文采用不同低频电磁场屏蔽材料,将其制成屏蔽罩安装在探测线圈的接收端,... 详细信息

钻孔瞬变电磁法受全空间效应影响,在扫描探测方向接收异常体二次场信号时,易受到其它非探测方向信号的叠加干扰。为有效解决全空间效应影响,提高二次场信号强度,本文采用不同低频电磁场屏蔽材料,将其制成屏蔽罩安装在探测线圈的接收端,用于减弱由隐蔽地质异常体所产生的来自非探测方向的感应电磁场。实验结果表明:以泡沫镍为屏蔽材料的定向屏蔽效果较好,为钻孔瞬变电磁定向扫描探测提供了技术支撑。

关键词：钻孔瞬变电磁法定向屏蔽物理模拟瞬变电磁场特征扫描探测

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钻孔瞬变电磁法扫描探测合成孔径成像研究

钻孔瞬变电磁法扫描探测合成孔径成像研究

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2022年中国地球科学联合学术年会

作者：程久龙朱昱炼焦宇飞辛成涛孔孟行中国矿业大学(北京)

为提高钻孔瞬变电磁法对孔壁电性界面的分辨能力,结合全方位扫描探测数值模拟,采用波场变换和合成孔径等方法进行孔壁岩层电性成像。研究表明,钻孔瞬变电磁法扫描探测电磁场数据经波场变换和合成孔径成像后能有效提高对电性分界面的分... 详细信息

为提高钻孔瞬变电磁法对孔壁电性界面的分辨能力,结合全方位扫描探测数值模拟,采用波场变换和合成孔径等方法进行孔壁岩层电性成像。研究表明,钻孔瞬变电磁法扫描探测电磁场数据经波场变换和合成孔径成像后能有效提高对电性分界面的分辨能力。

关键词：钻孔瞬变电磁法扫描探测波场变换合成孔径成像

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