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基于可控源音频大地电磁法的老空区积水及富水异常区探查研究

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山西煤炭 2025年第1期45卷 75-84页

作者：徐安全秦胜君张志亭北京探创资源科技股份有限公司北京110000

矿井老空区积水及断层含水性快速精准探查,对于保障工作面安全回采以及巷道安全掘进具有重要意义。本次研究将技术领先的可控源音频大地电磁法(CSAMT)勘探设备引入到煤矿老空区积水及断层的含水性评价中,在李楼煤业1301和1302工作面采... 详细信息

矿井老空区积水及断层含水性快速精准探查,对于保障工作面安全回采以及巷道安全掘进具有重要意义。本次研究将技术领先的可控源音频大地电磁法(CSAMT)勘探设备引入到煤矿老空区积水及断层的含水性评价中,在李楼煤业1301和1302工作面采空区探测区域进行了“一磁九电”高密度排列测量。研究结果表明:探测区域试验点测量得到幅值-频率、相位-频率曲线形态圆滑、规则,各信号道一致性较好,证明了该设备在该区域探测的有效性;探测结果中识别出视电阻率值小于10Ω·m的区域。其中,Y1和Y2异常分析为断层发育岩石破碎富水区;C1和C2分析为采空积水异常区,其水平投影面积79956 m^(2)和92677 m^(2),评估该区域的积水量分别为110418 m^(3)和133731 m^(3);在测区内断层区域存在明显低阻体异常或切割富水区,推测该断层为局部含水。该研究为李楼煤业及相似地质条件下的老空区积水及断层含水性探查提供理论与技术支持。

关键词：可控源音频大地电磁法一磁九电采空区积水富水异常区

可控源音频大地电磁法在岩溶塌陷勘察中的应用

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地球物理学进展 2015年第6期30卷 2616-2622页

作者：陈玉玲韩凯陈贻祥甘伏平赵伟中国地质科学院岩溶地质研究所桂林541004 国土资源部/广西岩溶动力学重点实验室桂林541004

本文利用可控源音频大地电磁法对广西来宾市吉利村的岩溶塌陷分布特征进行了研究,研究结果表明吉利村岩溶塌陷主要沿断层带发育,并预测了部分隐伏断层-管道型岩溶塌陷隐患,给出了具体位置.可控源音频大地电磁法可以大致圈定断层引起的... 详细信息

本文利用可控源音频大地电磁法对广西来宾市吉利村的岩溶塌陷分布特征进行了研究,研究结果表明吉利村岩溶塌陷主要沿断层带发育,并预测了部分隐伏断层-管道型岩溶塌陷隐患,给出了具体位置.可控源音频大地电磁法可以大致圈定断层引起的强岩溶发育区域,为寻找这类岩溶塌陷提供可靠的依据,但对地下隐伏岩溶塌陷位置、埋深、规模、充填物性质等的探测还需结合其他物探方法.

关键词：岩溶塌陷可控源音频大地电磁法断层

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可控源音频大地电磁法密频比组合波观测系统

仪器仪表学报 2002年第5期23卷 471-474页

作者：管业鹏童林夙东南大学电子工程系南京210096

讨论了可控源音频大地电磁法CSAMT（Controlled Source Audio-frequency Magnetotellurics）密频比组合波观测系统及其硬件结构。该系统一次能同时至少观测三个频率,既保证了观测精度,又极大地提高了观测效率,且能根据实际情况,进行任... 详细信息

讨论了可控源音频大地电磁法CSAMT（Controlled Source Audio-frequency Magnetotellurics）密频比组合波观测系统及其硬件结构。该系统一次能同时至少观测三个频率,既保证了观测精度,又极大地提高了观测效率,且能根据实际情况,进行任意组合方式下的CSAMT作。在接收机的实现上,使用了模拟傅氏变换技术,使低速A/D转换器能满足测量要求,降低了成本。引入微机控制,提高了仪器的可靠性,并能实时处理现场观测数据。

关键词：可控源音频大地电磁法密频比组合波观测系统精度效率 CSAMT

可控源音频大地电磁法在金属矿山采空区探测中的应用研究

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矿业研究与开发 2011年第6期31卷 18-21,74页

作者：韩浩亮高永涛胡乃联吴顺川崔波北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

根据西石门铁矿的地质特征,将可控源音频大地电磁法应用于地下采空区的探测。通过美国ZONGE公司生产的新型GDP-32II型多功能电法系统进行矿区数据采集,然后结合矿区地质对数据资料进行反演分析,确定采空区空间分布。实践表明,可控源音... 详细信息

根据西石门铁矿的地质特征,将可控源音频大地电磁法应用于地下采空区的探测。通过美国ZONGE公司生产的新型GDP-32II型多功能电法系统进行矿区数据采集,然后结合矿区地质对数据资料进行反演分析,确定采空区空间分布。实践表明,可控源音频大地电磁法能够很好应用于金属矿山采空区探测,为金属矿山的安全生产提供借鉴。

关键词：可控源音频大地电磁法采空区电阻率

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可控源音频大地电磁法在采空区勘探中的应用

中国煤炭 2013年第1期39卷 40-43页

作者：李江华刘超林柳杰张小波中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京市海淀区100083 保利能源控股有限公司高家庄煤矿山西省中阳县033400

通过采用可控源音频大地电磁法对国兴煤矿4-1号煤层进行采空区勘探,介绍了可控源音频大地电磁法的工作原理及其野外数据收集过程,并结合地质条件综合分析了采空区及积水区范围,说明了可控源音频大地电磁法在采空区勘探中的有效性,进而... 详细信息

通过采用可控源音频大地电磁法对国兴煤矿4-1号煤层进行采空区勘探,介绍了可控源音频大地电磁法的工作原理及其野外数据收集过程,并结合地质条件综合分析了采空区及积水区范围,说明了可控源音频大地电磁法在采空区勘探中的有效性,进而为评价老空水对工作面的开采影响以及制定出合理的探放水方案和探放水技术措施提供可靠依据。

关键词：可控源音频大地电磁法视电阻率采空区勘探积水异常区

可控源音频大地电磁法在个旧西区深部地质结构探测中的应用

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科学技术与工程 2020年第26期20卷 10605-10610页

作者：杨震周美霞安徽理工大学测绘学院淮南232001

个旧西区具有与个旧东区相似的成矿地质条件,是近年来找矿工作的重点。为了研究个旧西区深部地质结构,采用可控源音频大地电磁法(controlled source audiomagnetotellurics,CSAMT),选择在个旧东区典型矿段(卡房)开展长600 m,共12测点的... 详细信息

个旧西区具有与个旧东区相似的成矿地质条件,是近年来找矿工作的重点。为了研究个旧西区深部地质结构,采用可控源音频大地电磁法(controlled source audiomagnetotellurics,CSAMT),选择在个旧东区典型矿段(卡房)开展长600 m,共12测点的过井试验剖面测量,探讨了在该地区使用CSAMT法的有效性,同时完成个旧西区长21 km,共420测点的CSAMT剖面测量。基于地层岩石物性特征及过井剖面电阻率反演结果,成功划分出2 km以深范围内地层组间界面以及岩体顶面接触结构。结果显示:以316测点为界,南北电阻率迥异,北部为高阻,主要为花岗岩分布区,南部为低阻,主要为沉积岩分布区;识别出F 1、F 2、F 3共3条断裂,揭露了地下构造的形态特征;桥顶山凸起的3处岩凹与南侧的岩兜、者勒白凸起南缘的岩兜、贾沙河海拔750~0 m处的个旧组地层捕虏体是成矿的有利部位,可优先布设相关验证工作;水塘寨下方深埋的花岗岩凸起和个旧组地层接触部位,显示良好的找矿远景,是寻求找矿突破的关键。可见,CSAMT法是该区深部地质信息探测的一种行之有效的方法。

关键词：可控源音频大地电磁法深部地质结构成矿有利部位个旧西区

可控源音频大地电磁法在金属矿产勘探中的研究及其应用

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可控源音频大地电磁法在金属矿产勘探中的研究及其应用

作者：喻汶成都理工大学

学位级别：硕士

可控源音频大地电磁法（CSAMT）是近年来发展比较迅速的一种电法勘探方法，以其勘探深度大、抗干扰能力强、效率高，尤其是不受高阻地层屏蔽且对低阻地层敏感等优点，使得它在工程物探、金属矿产勘探、地热田勘探及油气田勘探中得到成... 详细信息

可控源音频大地电磁法（CSAMT）是近年来发展比较迅速的一种电法勘探方法，以其勘探深度大、抗干扰能力强、效率高，尤其是不受高阻地层屏蔽且对低阻地层敏感等优点，使得它在工程物探、金属矿产勘探、地热田勘探及油气田勘探中得到成功的应用。它解决了众多的实际问题，有着十分广阔的应用前景，是地球物理勘探领域中的重要方法之一。CSAMT法是在大地电磁法（MT）和音频大地电磁法（AMT）的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法。它是以有限长接地导线为场源，在距场源中心一定距离处同时观测电、磁场参数的一种电磁测深方法。它向四周发射天波、地面波和地层波三种形式电磁波。然后由于地面波和地层波波程的差别，在某一点处，在地面附近形成一个几乎垂直向下传播的水平极化平面波。这三种波在地下介质中传播的过程中，均与之发生相互作用，并被地面的观测点所接收到。这就是CSAMT法解决地质问题的物理前提。本文首先介绍了CSAMT法的理论基础，由麦克斯韦方程组推导出了电磁场的波动方程。在此基础上，由水平电偶极源向外传播的电磁波，推导出不同远处的不同电场和磁场的公式，最后得到CSAMT的基本公式（视电阻率公式和视相位公式）。在CSAMT理论研究的基础上，我们对影响CSAMT法应用的关键技术问题进行了详细而深入的研究，主要对近场效应和静态效应做了深入的研究，以及它们产生的原因、产生的后果以及如何校正做了深入的研究，其次探讨了趋肤效应和对近场效应有直接的关系的波场区的划分。通过对CSAMT的深入研究得到的结论来指导野外数据的采集工作，确定收发距r、发射偶极AB与接收偶极MN的大小、如何提高数据质量避免采集中的一些干扰等。通过研究我们知道，对于勘探较浅的目标应该采用较小的接收偶极，反之，勘探较深的目标应该采用较大的接收偶极。最后，在对室内处理、数据反演与解释推断的探讨后，形成一套适用于金属矿产勘探的技术手段，为接下来的CSAMT实际勘探工作提供了依据。论文最后通过对CSAMT法应用在金属矿产勘探的实例中，说明了CSAMT法可以有效反映地下地电差异，划分存在电性差异的岩体。在工区结合已有地质物探资料基础上，推断地下异常，进而指导下一步工作。实例表明CSAMT法能在金属矿产勘探中取得较好的效果，是目前指导金属矿产勘查的一种比较好的勘查方法。

关键词：可控源音频大地电磁法静态效应近场效应

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可控源音频大地电磁法在大连地热勘查研究

可控源音频大地电磁法在大连地热勘查研究

作者：张强成都理工大学

学位级别：硕士

作为绿色能源，地热资源的开发利用日益受到人们的广泛重视。一般情况下地热资源埋藏较深，开采风险很大。为了提高效率，降低成本，减少投资风险，开发地热资源前必须进行地质调查，地球物理勘查是地热资源调查的重要手段之一。地下热... 详细信息

作为绿色能源，地热资源的开发利用日益受到人们的广泛重视。一般情况下地热资源埋藏较深，开采风险很大。为了提高效率，降低成本，减少投资风险，开发地热资源前必须进行地质调查，地球物理勘查是地热资源调查的重要手段之一。地下热水能够使热储层位电阻率降低，低阻异常是识别地热资源的重要标志，所以以往地热资源调查中，直流电阻率法一直占主导地位。直流电阻率法工作效率低、勘探深度相对较浅，在使用中受到较大限制。目前地热资源开发的深度越来越大，大多开采深度已超过2000米。随着深度加大，地表观测到由地下热水引起的电阻率差异越来越小，以至难以观测到由地热变化引起的电阻率异常，所以深部地热资源调查的主要任务是勘查热储地层及地质构造分布情况。可控源音频大地电磁测深是以有限长接地导线为场源，在距场源中心一定距离处同时观测电、磁场参数的一种电磁测深方法。该方法采用定源观测，勘探深度相对较大，是目前深部地热资源勘探的主要手段。本研究课题利用典型地热田方法试验研究，探讨研究可控源音频大地电磁测深法在典型地热田上方法技术和解释技术。利用电阻率的二维，三维空间分布情况，研究地下水来源通道、赋存空间位置以及盖层情况，推断热储可能赋存位置;利用研究电阻率的二维，三维空间分布进行间接判断地热资源导储地热构造的方法技术。通过研究表明：一定条件下,可控源音频大地电磁测深方法能够较好地承担断裂破碎带对断层地热田的勘查工作,电阻率异常可以较好地反映地热存储条件和热储空间的分布情况。目前地热田勘查主要任务是查明地热田生成环境和热储的存储空间。随着勘探深度加深,开采风险随之加大,地表采集到异常信息逐渐减弱一些方法的有效性明显降低,勘查难度随之增大,因此,利用可控源音频大地电磁测深方法勘探地热,结合已知地质及其它相关资料进行综合研究,合理地进行地质解释,降低投资风险,是地热田勘查的关键。

关键词：可控源音频大地电磁法地热电法

可控源音频大地电磁法在地热勘查中的应用研究

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可控源音频大地电磁法在地热勘查中的应用研究

作者：祝杰成都理工大学

学位级别：硕士

随着对绿色环保型能源需求的增加，地热资源越来越受到各国的重视，成为大家竞相开发和研究的对象。我国是个能源消耗大国，同时也是个中低温地热资源蕴藏大国。通过地质调查，全国已发现地热异常3000多处，其中进行地热勘查的并已对地... 详细信息

随着对绿色环保型能源需求的增加，地热资源越来越受到各国的重视，成为大家竞相开发和研究的对象。我国是个能源消耗大国，同时也是个中低温地热资源蕴藏大国。通过地质调查，全国已发现地热异常3000多处，其中进行地热勘查的并已对地热资源进行评价的地热田有50多处。全国已建成地热井2000多眼，地热资源利用总量已居世界第一位。在我国地热资源总量中，沉积盆地传导型地热田占有相当大的比例，这类地热田普遍埋藏深、温度低，但地热田规模大、易开采，地热资源利用率高，经济效益好。针对我国中、低温地热资源的主要特点，本文主要对可控源音频大地电磁法在地热勘探中的应用做了研究。本文以地热勘探研究为契机，首先介绍了大地电磁学的基本性质，研究了常见岩石的电阻率，分析影响岩石电阻率的因素，如岩石类型、岩石孔隙度、含水性及地温场的作用，给出了地温梯度计算公式及标本电阻测量的基本方法。在介绍了电磁波与介质之间的相互作用后，引出了对可控源音频大地电磁法的应用背景和研究现状的阐述。然后介绍了可控源音频大地电磁法的理论基础，推导出了电磁方程在波区场的波动方程及在近区场的扩散方程，对大地电磁测深法和瞬变电磁法本质有了更深刻的认知，并有波区场波动方程推导出了卡尼亚视电阻率的一般表达式。根据电磁场正演模型的边界元数值计算方法，由泛函极值问题得出了电磁法数值计算的约束方程，为电磁方程提供了解析解的条件。在理论研究的基础上，对可控源音频大地电磁法在工作中可能遇到的问题进行了一定的研究，重点分析研究了静态效应、近场效应的发生原因及校正方法，同时对可控源音频大地电磁法中的场源效应、假极值效应等问题进行了一定的讨论和阐述。本文首次系统地阐述了拐角频率、磁探头偏角、电极极差对实测数据质量的影响，并研究了电流、电压和功率三者关系对电、磁场观测的影响。本文研究了拐角频率对视电阻率和相位的影响规律，较为完善的给出了拐角频率的计算公式，指出拐角频率值的高低将直接影响视电阻率和相位曲线的准确程度;对磁探头偏转角度所引起的测量误差进行了一个定量的分析，指出磁探头水平摆放方位的偏转将会对卡尼亚视电阻率产生重要影响。以发射极AB中垂线计算为例，其特征为：张角越大，卡尼亚视电阻率的误差越大，当张角达到±30°时，卡尼亚视电阻率误差将随着θ角的增大而急剧增大。当ψ=25~0，θ=+10~0时，卡尼亚视电阻率的误差可达到230%，当ψ=+25~0，θ=10~0时，卡尼亚视电阻率的误差可达到-50%;对电极极差所引起的误差进行了实际分析，并提出了在室温下的5%NaCl溶液条件下判断电极优劣的技术指标：一对固体不极化电极的极差电位≦1mV，24h内极差漂移≦0.1mV，10s内短周期噪声≦0.01mV，频率响应范围是0~10kHZ，使用温度范围是-20℃~40℃;对供电电流、电压之间的分配情况进行了合理配置，得到了较为满意的结论。本文最后通过对几个有代表性的地热田成功勘探实例，说明了在地层温度和地层破碎双重作用下的热储构造用可控源音频大地电磁法勘探是有效可行的。提出可控源音频大地电磁法具有勘探深度大、抗干扰能力强、工作效率高等优点，是目前比较好的一种地热田勘查方法。

关键词：地热可控源音频大地电磁法校正拐角频率磁探头偏角电极极差