矿井直流电阻率法三维反演研究

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• 作者：鲁晶津郭恒王信文
• 会议时间：2014-10-19
• 关键词：井下水文地质 ; 直流电阻率法 ; 三维反演 ; 水害探测
• 作者单位：中国煤炭科工集团 西安研究院有限公司 西安 710077
• 母体文献：2014年中国地球科学联合学术年会论文集
• 会议名称：2014年中国地球科学联合学术年会
• 会议地点：北京
• 主办单位：中国地球物理学会
• 语种：chi
• 分类号：TV8;P63

摘要

开展矿井电法,可利用井下巷道实施测量,与地面勘探相比更接近深部的灾害性地质体.是目前矿井水害探测方法中应用时间较长并且准确率相对较高的一种物探方法。为了充分发挥全空间环境下三维电磁法探测的优势,本文在三维电阻率反演软件RESINVM3D的基础上,开展矿井直流电阻率法的三维反演研究,以实现巷道顶/底板、工作面顶/底板及工作面内部等目标区域内含/导水构造的空间位置、发育规模和展布形态等的精细探测。 三维电阻率反演软件RESINVM3D是基于Matlab编写、针对地面高密度电法及井间电法数据三维反演的开源软件,正演部分采用有限体积法离散偏微分方程并用预条件双共辘梯度稳定算法进行求解,反演部分则采用拟高斯-牛顿法进行反演拟合并用预条件共轭梯度法计算更新模型。在三维电阻率反演软件RESINVM3D的基础上,分别从正演边界条件、反演目标区域、反演参数等方面加以改进,使其适用于井下全空间环境。根据全空间球状体理论解公式编写球状体直流电阻率法三维正演程序,实现球状体模型在不同观测装置下的正演计算,为三维反演提供模拟的实验数据。依次对单极-单极、单极-偶极、垂直偶极-偶极以及平行偶极-偶极四种观测装置进行正演计算,并对正演结果进行三维反演。结果表明,不同装置反演所得的低阻异常区域与球状体所在位置及范围基本吻合,其中平行偶极-偶极装置观测所得的数据反演效果最好。