物探新技术新方法

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,深部资源与工程物探技术突破,（,;,）,中南大学,2012.2.27,2012,年第二届双频激电法应用研讨会,1,提 纲,1.,大深度与高分辨率难题及解析,2.,有效激励与响应观测,3.,大定源建场模式下巷井观测系统,4.,随钻超前探测观测系统,5.,阵列瞬变电磁勘探系统,6.,结语,中南大学地球物理勘察新技术研究所,2,（,1,）信号微弱,（,2,）,目标相对规模小,（,3,）施工效率低,（,4,）,地面跨度大，背景变得复杂,（,5,）钻探资料少、验证对比解释困难,1.1,大深度与高分辨率难题,1.,大深度与高分辨率难题与解析,中南大学地球物理勘察新技术研究所,3,（,1,）深部资源勘探的突破口,信号,解释水平！,A.,更高精度的数据,【,质,】,对仪器、观测技术提出要求,B.,更完备的数据集合,【,量,】,更充分的定解条件,C.,更合理的反演算法和解译体系,【,解释水平,】,综合勘探,1.2,大深度与高分辨率难题解析,中南大学地球物理勘察新技术研究所,4,A.,更高精度的数据,对,仪器、观测技术,提出要求,【,质,】,表,1.,理想球体相对异常精度与最大探测深度的关系,异常精度（）,10,5,4,3,2,1,0.5,0.1,低阻探测深径比（,h/D,）,0.857,1.210,1.342,1.527,1.821,2.424,3.184,5.80,高阻探测深径比（,h/D,）,0.577,0.857,0.962,1.110,1.342,1.821,2.424,4.50,中南大学地球物理勘察新技术研究所,h,D,地面,5,B.,更完备的数据集合,更充分的定解条件,【,量,】,I,单参数量（,x,分量，电位差,/,梯度,）,II,多参数量（电位差、极化率、磁化率,）,III,多分量（,x,、,y,、,z,分量，电位差,/,梯度,）,中南大学地球物理勘察新技术研究所,6,C.,更合理的解释,反演算法和解译体系,【,解释水平,】,I,物探专业信息融合（,物探行内,）,II,结合地质、化探、遥感、钻孔信息,（,行外,）,中南大学地球物理勘察新技术研究所,7,（,2,）充分认识环境和目标对象,背景或环境的复杂性,（,1,）屏蔽,/,吸收,（,2,）干扰,【,地形、地质、地球物理,】,（,3,）“源”背景水平,目标的多参数特征测试,（,1,）一物多性,（,2,）一性多物,标本测试,!,中南大学地球物理勘察新技术研究所,8,2.,有效激励与响应问题,2.1,物探作业模式与异常,目标唤醒,目标响应,响应接收,背 景,相对,异常,绝对异常,中南大学地球物理勘察新技术研究所,9,2.2,有效激励方式,（,1,）大功率（大电流、大震源,）,（,2,）重复激励,（,2,）迫近目标,（,3,）激励方式（组合源、复合源）,中南大学地球物理勘察新技术研究所,10,2.3,有效激励下的响应观测,（,1,）近目标观测,（,2,）远源观测,（,3,）比对观测,相对异常,100,(,实测值背景,) /,背景,相对异常,100,（带,背景,实测值带,背景,实测值）,/,某实测值,中南大学地球物理勘察新技术研究所,11,2.4,响应观测仪器与装备,（,1,）仪器和装备是人五官六感的延伸,（,2,）数据或异常并不能代表目标对象的存在,（,3,）关注仪器本身特性（信噪比、灵敏度、感应耦合,）,中南大学地球物理勘察新技术研究所,12,2.5,有效激励与接收条件下的信号提取,（,1,）基于数字信号处理的信号提取算法,一维傅立叶分析、滤波；统计分析；,概率分析；相关分析,（,2,）基于位场理论的信号提取算法,二维或三维时间、空间域；频率、波数域；,P,域,两个层次,中南大学地球物理勘察新技术研究所,13,物探新方法新技术,实例三则,中南大学地球物理勘察新技术研究所,14,一,.,大定源建场模式下巷井观测系统,需求,难题与局限,方法技术,突破口,（,1,）危机矿山接替资源勘探,（,2,）井巷环境隐患超前预报,供电,高密度电法,近目标观测,测量,坑道聚焦电法,远源观测,解释,坑道瞬变电磁,比对观测,1.,研究背景分析,中南大学地球物理勘察新技术研究所,15,以电位为测量参数时,井巷探测,系统工作布置示意图,中南大学地球物理勘察新技术研究所,16,2,、原理,均匀各向同性半空间条件下，通过位于地下的供电电极,A,、,B,，可以形成于,AB,中间,1 / 3,段的近似均匀电流场。各参数设置如图所示。则球外任意一点,P,的电位为：,均匀半空间中球体电场异常计算示意图,1,P,j,0,x,r,O,h,r,0,2,2,r,0,H,H,r,j,0,中南大学地球物理勘察新技术研究所,17,取电场强度为观测信号，其表达式为：,若球体中心位于隧道轴线上，且,r,0,2,）,理想高阻体,（,1,2,）,电位测量,U,1.075,0.855,电场测量,E,1.357,1.075,轴向前方球状隐患超前预报理想分辨能力,中南大学地球物理勘察新技术研究所,21,（,3,）物理模拟试验,13cm,球在侧面,13cm,M,N,掌子面,A,B,隧道腔体,导,线,球在前方,球在下方,模拟隧道直径为,5cm,，长度,110cm,，在隧道外周对称的四个方向上分别布置测量电极,M,、,N,，供电电极,A,、,B,距离,3m,。隧道位于,AB,中间,1/3,处，,MN,极距为,3cm,，,M,距隧道掌子面,1cm,。将此装置置于,深,2,m,、长宽分别为,3,m,和,4,m,的,水槽中央，距水面,80cm,；水的极化率为,0.0,，低阻铝球直径,25cm,。用,重庆奔腾地质仪器厂生产的数字激电仪和中南大学生产的,SQ,系列双频道数字激电仪分别测量,MN,之间的电位差和极化率，以,MN,中点为,记录点。,方位确定！,中南大学地球物理勘察新技术研究所,22,球体在前方（组合电极）,电位差异常,极化率异常,铝球直径：,25cm,中南大学地球物理勘察新技术研究所,23,球体在侧面,电位差异常,极化率异常,中南大学地球物理勘察新技术研究所,V,V,24,球体异常在侧面相对异常对比,球体异常在下方相对异常对比,中南大学地球物理勘察新技术研究所,25,3,、野外测量方法：,三分量测量,电极,A,电极,B,供电仪表,测量仪表,供电导线,供电导线,已开挖巷道,待开挖巷道,位于巷道侧壁测量电极,N,位于掌子面附近测量电极,M,图例：,测量导线,地表,中南大学地球物理勘察新技术研究所,26,4.,平朔煤矿,4109,主辅运巷测试试验,图,8. 4109,主运巷,TSP,实测记录示意图（,z,分量）,Fs,数据观测不稳定,Fs,数据观测不稳定,4109,主运巷地面供电井巷测量高频点电位,V,MN,及幅频率,Fs,电流,1.3A,电流,1.3A,4109,辅运巷地面供电井巷测量,2,频组,高频点电位,V,MN,及幅频率,Fs,2,频组实测数据,Fs,数据观测不稳定,电流,1.8A,（,1,）数据稳定可靠,（,2,）两参数对水敏感,（,2,）极化率有优势,中南大学地球物理勘察新技术研究所,27,特点小结,1.,大功率施工方便，效率高,2.,接近目标观测，异常信噪比高,3.,远离电源观测，背景场影响小,4.,多分量多参数观测,中南大学地球物理勘察新技术研究所,28,研究背景：,（,1,）深钻井昂贵,（,2,）钻孔本身或钻孔底部接近矿体,（,3,）钻孔资料已揭示地质或矿产条件,二,.,随钻超前探测观测系统,中南大学地球物理勘察新技术研究所,29,井中点电源激励电场扰动,征候,观测与解释。,1,、原理,超前预报,0,1,钻孔,供电电极,测量电极,隐伏目标,垂直接触带前的电激励电场征候模拟,x/m,x/m,电位征候观测,电场征候观测,A,B,中南大学地球物理勘察新技术研究所,30,2,、水槽物理模拟试验,测量电极电位，单位：,mV,以水面为起始点的垂直深度，单位：厘米,以水面为起始点的垂直深度，单位：厘米,测量电极电位，单位：,mV,水槽模拟试验电场,随电极深度变化实测曲线,由水槽模拟试验电场实测数据转换而成的视电阻率曲线,中南大学地球物理勘察新技术研究所,31,视幅频率测量结果,幅频率,Fs,，单位：,以水面为起始点的垂直深度，单位：厘米,图,4,为水槽模拟试验幅频率,Fs,实测异常曲线,迫近目标！,中南大学地球物理勘察新技术研究所,32,3,、野外实施,目标矿体,测量电极系,供电电极,无穷远,观测仪表,测量电缆,随钻超前,探测系统,结构,中南大学地球物理勘察新技术研究所,33,技术特点,（,1,）多参数,（,2,）多路同步采集,（,3,）迫近目标对象的测量与比对,（,4,）征候关联资料解释,中南大学地球物理勘察新技术研究所,34,瞬变电磁法（,TEM,）背景：,异常来自何方？,解决途径：,定向探测！,三,.,线阵列瞬变电磁法,35,三,.,线阵列瞬变电磁法,干 扰！,目 标！,1.,测量装置,中南大学地球物理勘察新技术研究所,36,2.,异常特征体现,背离现象,！,中南大学地球物理勘察新技术研究所,37,3.,应用领域,(1),超前预报,(2),深部资源定向勘探,中南大学地球物理勘察新技术研究所,38,六,.,分享结语,1.,解决有效激励与响应：,一远两近,（,1,）近目标激励,（,2,）远离激励源,（,3,）近目标观测,2.,仪器装备选择：,双多,（,1,）多参数观测,（,2,）多分量多路同步观测,3.,解释处理：,知己知彼,（,1,）熟悉对象,（,2,）由定性到定量,深部资源与工程物探新方法新技术,中南大学地球物理勘察新技术研究所,39,请同行们批评指正！,谢 谢！,欢迎访问,中南大学,地球物理勘察新技术研究所！,40,