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专业认证背景下勘查技术与工程专业实践教学体系构建探索——以安徽理工大学为例

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创新创业理论研究与实践 2024年第10期7卷 111-114页

作者：付茂如胡雄武安徽理工大学地球与环境学院

实践教学环节是课堂教学的拓展与延续，通过实践可以把抽象的理论知识与现场实际结合，使学生真正理解课堂上所学知识，对培养学生的应用能力和创新能力具有十分重要的作用，这也是工程教育专业认证重点强调的内容。该文以安徽理工大学... 详细信息

实践教学环节是课堂教学的拓展与延续，通过实践可以把抽象的理论知识与现场实际结合，使学生真正理解课堂上所学知识，对培养学生的应用能力和创新能力具有十分重要的作用，这也是工程教育专业认证重点强调的内容。该文以安徽理工大学勘查技术与工程专业为例，探索在工程教育专业认证背景下，安徽理工大学如何构建勘查技术与工程专业实践教学体系，为同类专业实践教育提供建议，具有较强的现实意义和理论研究价值。

关键词：勘查技术与工程实践教学专业认证体系构建实践能力创新能力

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陕北矿区地下水资源地面瞬变电磁法探查实践

煤炭科学技术 2022年第5期50卷 208-215页

作者：吴群英胡雄武王宏科陕西陕煤陕北矿业有限公司陕西神木719301 安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001

黄河流域中上游煤炭资源的大规模开发已造成生态环境的持续恶化,掌握煤炭开采对地下水环境的影响规律有助于实现煤炭资源开发与生态环境保护协调发展,采用瞬变电磁方法探测地下水的赋存特征是其中的一项重点研究内容。以陕北煤矿区直罗... 详细信息

黄河流域中上游煤炭资源的大规模开发已造成生态环境的持续恶化,掌握煤炭开采对地下水环境的影响规律有助于实现煤炭资源开发与生态环境保护协调发展,采用瞬变电磁方法探测地下水的赋存特征是其中的一项重点研究内容。以陕北煤矿区直罗组和延安组2个目标含水地层的地下水资源为研究对象,基于钻孔地质剖面和视电阻率测井曲线,构建了研究区主采煤层上覆地层的正常和异常地电模型。通过地面瞬变电磁一维正演模拟,获得了不同地电模型条件下的感应电压和全程视电阻率曲线,分析了各模型对应的瞬变电磁场响应数据之间的差异性,其结果表明目标含水层在不同富水条件下具有不同的瞬变电磁场响应特征,0.0001~0.0100 s是瞬变电磁场对不同目标含水层进行分辨的有效观测时间,从理论上确定了利用瞬变电磁法进行目标含水层富水性探测的可行性。现场探测试验进一步给出了适用于研究区的瞬变电磁观测参数,获得了目标含水层的电性参数分布特征,基于统计学原理确定直罗组和延安组含水层的电性异常判别阈值分别为34Ω·m和48Ω·m。以此为依据,揭示了直罗组和延安组地层的地下水赋存特征,总体上判定前者裂隙相对发育,具有较强富水性,后者岩层相对完整,具有弱富水性。最后,针对煤炭开采对地下水环境的影响规律研究,指出了后续瞬变电磁探测工作重点以及相关影响因素。

关键词：陕北矿区地下水瞬变电磁法正演模拟直罗组延安组

隐伏型软硬岩接触带温纳三极联合反演成像模拟及应用

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隧道建设(中英文) 2023年第9期43卷 1501-1510页

作者：谭磊江晓益胡雄武徐虎安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 浙江省水利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院) 浙江杭州310020 浙江广川工程咨询有限公司浙江杭州310020 浙江省水利防灾减灾重点实验室浙江杭州310020

为研究温纳三极(AMN&MNB)联合反演成像在岩层接触带划分中的有效性,构建整体、局部表层高阻体的软硬岩层地电模型,分析不同高密度电法装置对反演电阻率的响应特征,探讨温纳三极联合反演成像对覆盖层电阻率及厚度变化下岩层接触带的识别... 详细信息

为研究温纳三极(AMN&MNB)联合反演成像在岩层接触带划分中的有效性,构建整体、局部表层高阻体的软硬岩层地电模型,分析不同高密度电法装置对反演电阻率的响应特征,探讨温纳三极联合反演成像对覆盖层电阻率及厚度变化下岩层接触带的识别能力,并通过改变接触带倾角研究电阻率断面的响应特征。结果表明:1)地表局部高阻体对反演断面的干扰要强于整体高阻体,但影响深度较浅;2)不同装置的反演断面与预设模型基本吻合,但温纳三极联合反演探测深度较大,且对倾角的刻画更加精细;3)降低覆盖层电阻率或增加覆盖层厚度,温纳三极联合反演对倾角的识别能力随之下降;4)温纳三极联合反演能追踪岩层倾角的变化,但高阻上覆岩层易在接触带部位产生虚假低阻异常。结合泗安水库导流隧洞岩层划分的应用可知,温纳三极联合反演成像较常规电法装置获得的接触带产状及位置与实际揭露吻合度更高。

关键词：岩层接触面软硬岩高密度电法温纳三极电阻率联合反演成像

采煤工作面底板水双频激电法数值仿真与探测试验

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煤炭学报 2022年第8期47卷 3024-3036页

作者：胡雄武徐标张平松吴荣新付茂如程林安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 矿山地质灾害防治与环境保护安徽普通高校重点实验室安徽淮南232001 深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001

深部煤层开采常遭受底板水害威胁,严重影响煤矿安全高效生产。采用矿井电法实施采场底板岩层富水性探测是煤矿水害防治工作中的一项重点内容,但该方法面临实测电阻率多解性强及异常定位不准的难题。为进一步提高对岩层富水区的判定精度... 详细信息

深部煤层开采常遭受底板水害威胁,严重影响煤矿安全高效生产。采用矿井电法实施采场底板岩层富水性探测是煤矿水害防治工作中的一项重点内容,但该方法面临实测电阻率多解性强及异常定位不准的难题。为进一步提高对岩层富水区的判定精度,提出了采煤工作面双频激电(Induced Polarization,IP)全方位探测方法。结合淮南矿区深部A组煤层顶底板地质与地电条件,构建了不同方位的圆柱体富水异常地电模型;以Cole-Cole模型为激电效应基础,采用有限元方法实施了双频激电数值模拟,理论分析了不同异常模型的激电视参数响应特征,其结果表明:①单巷激电视参数表现为低阻高频散异常,曲线“交点”可准确定位异常模型的走向位置,但难以确定异常模型的准确方位。②双巷透视各发射点对应的激电视参数曲线在异常模型附近聚焦,同样表现为低阻高频散异常特征,发射点与异常模型的位置关系决定了视参数曲线形态及性质,接收点与异常模型的位置关系决定了异常幅度大小。激电视参数对面内及巷道底板异常模型的响应幅度大,对面外模型异常响应幅度偏小。为进一步评价激电视参数成像精度,对比分析了双巷透视和全方位数据的三维反演结果,表明单巷测深和双巷透视数据可相互约束,利用全方位方法所得的激电反演结果能精准定位各异常模型,体现了该方法的优越性。工程实践进一步表明,该方法能有效降低电性异常的多解性,大幅提高异常空间定位精度,改善煤层底板岩层富水区的判定效果,为煤矿水害精准防治提供了有力的技术支撑。

关键词：采煤工作面底板水双频激电法数值仿真

基于小线圈瞬变电磁法的红沙泉矿区地下水资源探测

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煤矿安全 2022年第8期53卷 81-86页

作者：李海潮徐标胡雄武国家能源集团新疆能源有限责任公司新疆乌鲁木齐830000 安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001

地下水环境与地表生态环境保护与修复密切相关,地下水资源探测是掌握地下水环境特征的重要内容。以红沙泉露天矿区生态修复为背景,以矿区钻孔地质柱状及电阻率测井曲线为基础,构建了4种不同的地电模型,基于一维正演理论,获得了小线圈瞬... 详细信息

地下水环境与地表生态环境保护与修复密切相关,地下水资源探测是掌握地下水环境特征的重要内容。以红沙泉露天矿区生态修复为背景,以矿区钻孔地质柱状及电阻率测井曲线为基础,构建了4种不同的地电模型,基于一维正演理论,获得了小线圈瞬变电磁感应电压及视电阻率响应曲线。对比分析表明:不同含水地电模型条件下的感应电压及视电阻率对含水层的含水性响应敏感,且彼此在0.01~50 ms时间段内存在较为明显的差异,反映利用小线圈瞬变电磁方法对研究区地下水资源探测在理论上具备可行性。现场试验及钻探结果进一步验证了该方法在研究区地下水资源探测中的有效性以及可靠性。

关键词：生态环境修复瞬变电磁法地下水资源正演模拟视电阻率

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瞬变电磁共中心零磁通线圈研制与试验

煤炭学报 2023年第2期48卷 918-930页

作者：胡雄武陈人峻张平松吴荣新付茂如周昊钰安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001

基于小尺度共中心线圈的瞬变电磁方法因施工便捷、快速且对低阻体敏感等优点,而被广泛应用于矿山、交通、水利等领域的工程地质探测。但理论与实践表明,该方法实测早延时信号明显失真,所计算的视电阻率值严重偏离实际,从而造成该方法对... 详细信息

基于小尺度共中心线圈的瞬变电磁方法因施工便捷、快速且对低阻体敏感等优点,而被广泛应用于矿山、交通、水利等领域的工程地质探测。但理论与实践表明,该方法实测早延时信号明显失真,所计算的视电阻率值严重偏离实际,从而造成该方法对浅层地电信息的探测能力缺失,存在勘探盲区。为克服该技术缺陷,首先重建了共中心观测方式下仪器记录的瞬变场信号,基于理论分析研究了接收系统暂态过程和一次场对瞬变场观测信号的影响特征。结果表明,接收系统暂态过程和一次场是引起早延时数据失真的2个原因;与前者相比,后者对瞬变场有效分辨时间滞后的影响更大,为关键因素。同时指出在调制接收系统阻尼匹配情况下,进一步消除一次场干扰是减小勘探盲区的有效途径。基于此,考虑到发射线圈内、外磁场极性相反的特点,建立了共中心零磁通线圈的绕制方法,明确采用内、外接收线圈串联的方式可实现接收线圈内一次场总磁通量趋向于零(即零磁通);并通过公式推导,给出了内、外接收线圈匝数比的理论计算方法。现场试验结果表明:(1)内、外接收线圈匝数比的理论值较为可靠,但因线圈绕制存在误差,实际中还需结合线圈实测信号特征进行修正;(2)与中心线圈相比,所绕制的零磁通线圈受一次场干扰明显减小,瞬变场有效分辨时间大幅前移,早延时信号得到高度保真;在此基础上,通过增加内、外接收线圈匝数,可有效改善晚延时数据信噪比;(3)与中心线圈相比,零磁通线圈实测数据对试验区浅层地电信息的分辨能力明显增强,较好地解决了瞬变电磁方法存在浅层勘探盲区的技术难题,体现了零磁通线圈的可靠性和优越性,可为实际探测提供装备支撑。

关键词：瞬变电磁法零磁通线圈互感勘探盲区

线圈耦合距对坑道瞬变电磁场的影响与校正方法

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煤炭科学技术 2023年第2期51卷 306-316页

作者：胡雄武陈人峻张平松吴荣新郭立全付茂如安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001

水害是我国煤层开采面临的主要灾害之一,坑道瞬变电磁方法作为一种有力的坑道水害探测手段,近年来已广泛应用于我国各大煤矿区,但受坑道空间限制,线圈与围岩表面存在不等的耦合距,导致不同测点观测的瞬变场存在差异,进而影响岩层富水性... 详细信息

水害是我国煤层开采面临的主要灾害之一,坑道瞬变电磁方法作为一种有力的坑道水害探测手段,近年来已广泛应用于我国各大煤矿区,但受坑道空间限制,线圈与围岩表面存在不等的耦合距,导致不同测点观测的瞬变场存在差异,进而影响岩层富水性的判定精度。为此,基于数值仿真技术研究了坑道内有和无金属支护条件下耦合距对瞬变场的影响,其结果表明:(1)坑道内无金属支护时,耦合距对瞬变场的影响主要集中在早期,且随瞬变场时间延迟而快速减小,对实测瞬变场数据的影响基本可以忽略。(2)坑道内存在金属支护时,瞬变场曲线存在明显的拐点,其对应时间因围岩电阻率增大而延长;与无金属支护的瞬变场相比,拐点前瞬变场响应幅值受金属影响显著增大且无明显规律;拐点后瞬变场幅值有较大变化,但衰减趋势一致;耦合距对瞬变场响应的影响大,尤其是坑道掘进正前方观测点,其对耦合距的变化更为敏感;不同探测方位不同围岩电阻率及不同耦合距条件下获得的瞬变场曲线相关系数趋向于1,曲线之间具有对数平移特性。据此提出了瞬变场晚期数据平移校正方法,并针对坑道掘进前方低阻球状模型进行了数值验证,与校正前的数据对比表明,校正后的瞬变场数据对低阻体的判定精度更高,有效降低了耦合距对瞬变场观测的影响。现场试验进一步佐证了该方法的可靠性,可为坑道水害防治提供技术支撑。

关键词：坑道瞬变电磁耦合距平移校正矿井水害超前探测

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瞬变电磁法在城市防空洞渗漏探查中的应用

地质论评 2023年第S1期69卷 415-416页

作者：谭磊徐虎江晓益胡雄武浙江省水利防灾减灾重点实验室杭州310020 浙江省水利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院) 杭州310020 浙江广川工程咨询有限公司杭州310020 安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001

城市防空洞是保障人民群众应急安全的重要场所,但随着使用年限的不断增长,有部分洞室出现淤积、渗漏、沉降等安全隐患。为实施老旧防空洞的安全提升工作,查明防空洞的分布位置、埋藏深度、周边覆盖层及与既有建筑物之间的空间关系尤为... 详细信息

城市防空洞是保障人民群众应急安全的重要场所,但随着使用年限的不断增长,有部分洞室出现淤积、渗漏、沉降等安全隐患。为实施老旧防空洞的安全提升工作,查明防空洞的分布位置、埋藏深度、周边覆盖层及与既有建筑物之间的空间关系尤为重要。柴承平等(2019)采用高密度电法和高精度磁测综合勘察防空洞的埋深、位置及其延伸,取得较满意的效果;谷松(2011)采用地质雷达对地下防空洞进行探测工作.

关键词：瞬变电磁法防空洞渗漏视电阻率

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坑道掘进瞬变电磁超前探水技术应用分析

岩土力学 2012年第9期33卷 2749-2753页

作者：张平松李永盛胡雄武同济大学土木工程学院上海200092 安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001

坑道掘进前方含水体一直是影响安全生产的主要因素之一,瞬变电磁法在超前探水预报中发挥了重要作用。由于坑道全空间探测条件的特殊性,其测试布置方式对探测结果判断产生一定影响,主要表现在干扰因素剔除、电阻率深度计算、异常体空间... 详细信息

坑道掘进前方含水体一直是影响安全生产的主要因素之一,瞬变电磁法在超前探水预报中发挥了重要作用。由于坑道全空间探测条件的特殊性,其测试布置方式对探测结果判断产生一定影响,主要表现在干扰因素剔除、电阻率深度计算、异常体空间判断等内容。为了获得较为可靠的探测结果,通过改进测试布置方式,增加中心线方向竖直测试剖面,与坑道迎头顶板、顺层、底板剖面一起形成四断面法超前测试,增强了对前方含水异常体的空间判断能力。通过与瞬变电磁超前常规探测方式相对比,认为四断面法利用横断面与纵剖面相结合,对地质体判断的优越性较强。现场应用结果表明,该方法在预报测区前方地质异常体时,以低于10.m为低阻异常区判断标准,具有一定的可靠性,能为坑道掘进安全生产提供有效指导。

关键词：超前探水瞬变电磁法四断面观测系统坑道掘进