5433字开题报告范文，地质工程专业开放报告:瞬变电磁法在闽东二矿水文地质调查中的应用

瞬变电磁法在闽东二矿水文地质调查中的应用

开幕报告

内容

一、选题背景

二.研究的目的和意义

第三，本研究涉及的主要理论

第四，本文的主要内容和研究框架

(一)本研究的主要内容

(2)本文的研究框架

五、写作大纲

六、本文的研究进展

七、读过的文学作品

一、选题背景

瞬变电磁法是近年来发展起来的一种时域电磁勘探方法。目前，它已应用于地球物理勘探的几乎所有领域:矿产勘探、地下水和地热勘探、工程勘探、环境评价、地质灾害调查和考古等。它是使用最广泛的地球物理方法之一。它使用不接地回路(磁源)或接地回路(电流源)向地下发送脉冲磁场(即初级磁场)。在它的激发下，地下地质体中产生感应涡流。涡流的大小取决于地质体的导电能力，强导电能力导致强感应涡流。初级磁场消失后，涡流不会立即消失；它将具有衰减过程，这将产生随时间变化的感应电磁场(即次级场)。次级场包含丰富的地电信息。在接收器中不同的延迟时间测量二次感应电动势，得到二次场随时间的衰减特性。通过对这些响应信息的提取和分析，达到了[3-4]探测地下地质体的目的。瞬变电磁法是在没有初级背景场的情况下观察次级场。与有限元(频域电磁法)相比，瞬变电磁法具有以下优点:(1)断电后观察纯二次场，减少副作用的影响，提高电分辨率；(2)可以用高功率增强二次场信号，提高信噪比，增加勘探深度；(3)穿透和区分低电阻覆盖层的能力强，无高阻屏蔽现象；(4)采用人工场源，受随机干扰影响较小；(5)感应磁场的测量受静态位移的影响较小；(6)通过多次脉冲激励和重复叠加观测，可以提高信噪比和观测精度；(7)通过选择不同的观测时间窗，可以获得不同勘探深度的数据，以整合剖面和水深测量。瞬变电磁法中使用的主要设备类型有:(1)中心回路和重叠回路设备。该设备的发射环路和接收环路的中心点重合于空。其最大特点是体积效应小，分层能力强。(2)分离回路装置，其中发送回路和接收回路分开一段距离并同时移动；(3)大型固定源环路装置。传输回路采用边长数百米的矩形线框，而接收回路采用小线框。测量线可以布置在环的中间或者可以穿过传输线框架。(4)偶极装置与上述装置的区别在于传输回路的边长较小，如10m×10m多匝线框，接收回路与传输回路相隔一定距离。该装置主要用于浅层勘探。

二.研究的目的和意义

目前，我国正处于转型时期，从过度依赖能源的粗放型劳动密集型工业大国向科技水平高、各种资源比例合理的集约型科技强国转变。然而，在未来很长一段时间内，现有的能源利用比例不会有很大变化。我国许多煤炭资源处于复杂的水文地质条件下。就已探明的煤炭储量而言，受地下水威胁的煤炭储量约占总储量的27%。根据现有数据，从2006年到2011年，中国煤矿共发生128起水害，造成1101人死亡，[1]经济损失巨大。近年来，针对煤矿水害问题进行了大量的研究和实践，极大地提高了[煤矿的安全性。然而，许多人仍然有一种粗心大意的感觉，对水害认识不足。特别是在一些水文地质条件复杂的新开发地区，水文地质条件在未充分调查前就已投入生产。突水量过大时不时会导致油井停产甚至水淹。为了保证煤矿建设和生产期间的安全，在建井前进行水文地质勘探势在必行。查明矿区复杂的水文地质条件，为后续矿山建设和水害防治提供依据，确保矿山安全已成为洪水矿区亟待解决的问题。目前，水文地质勘探一般采用钻井和抽水试验相结合的方法。首先，在勘探区进行钻井，然后进行泵送试验。这样，钻孔施工盲目、数量多、成本高、工期长，含水层的识别与钻孔数量直接相关。近年来，瞬变电磁法因其效率高、对低电阻率敏感等优点，在找水勘探中取得了良好的效果。本研究区闽东二矿是一个新的矿区。结合以往地质资料，该区为裂隙水充填矿床。水文地质条件复杂，属煤层与含水层之间的直接充水或不稳定隔水层沉积，含水层厚度大，水头压力高。充分利用瞬变电磁法的优势，指导钻孔布置，建立三维水体模型，并相互验证后期和抽水试验结果，从而准确查明断层导水率、各含水层富水性及其之间的水力联系，为下一步的建井工作提供有力的技术保障。

第三，本研究涉及的主要理论

瞬变电磁法是由前苏联科学家在20世纪30年代[5]提出的。当时，采用了远程工作模式。自20世纪60年代以来，许多国家的研究者对水平层状介质的时域响应做了大量的研究工作。瞬变电磁法在理论上取得了很大进展，[6-9]。20世纪50年代和60年代，前苏联完成了瞬变电磁法的一维正反分析，建立了解释理论和野外工作方法，瞬变电磁法开始进入实用阶段。在20世纪70年代和80年代，在[10-17]的二维和三维正演模拟方面做了大量工作，发表了大量论文，其中有关于三维电磁响应算法的报告，[19-20]。纳比根于1979年建立的“烟圈”理论为电磁场传播理论奠定了基础，[8。20世纪80年代后期，研究了瞬变电磁法激发效应的特点和影响，解释了瞬变电磁法后期电磁响应的符号变化现象，开发了许多电磁场数值模拟方法和技术，[21-29]。英语专业的大部分文献发表于1980年。其中，在理论研究方面具有代表性的著作有由a. A .考夫曼和g. v .凯勒合著的《频域和时域电磁测深》，以及由m. n .纳比伊恩编辑的《应用地球物理学中的电磁方法》等。20世纪90年代，[30-31瞬变电磁理论与应用方面的文章很多，大多停留在理论研究阶段，实际现场测试结果不理想。世界各国学者在本世纪[32’瞬变电磁场理论研究方面做了大量工作，并举行了多次相关会议，讨论瞬变电磁法的应用和改进。透射电镜技术取得了很大进步。稀有金属[[33]、地下含水层探测[[34]和污染探测都有许多成功的例子。20世纪70年代，脉冲瞬变电磁仪在我国[进行了现场试验。自20世纪80年代中期以来，瞬变电磁技术在中国迅速推广，并在金属勘探中取得了良好的应用效果。代表作有朴华荣的电磁测深原理、牛支林的脉冲瞬变电磁法原理、方文藻的瞬变电磁测深原理、姜邦远的实用近区磁源瞬变电磁法勘探、李西兴的瞬变电磁测深理论及应用。近年来，理论研究和实际应用都取得了重大突破。李希等人[36]提出了瞬变电磁合成孔径成像方法，薛国强等人[37]在短偏移深度探测技术中取得了良好的结果。同时，在[38-39隧道、矿山超前探测、采矿空地区探测[40-41、金属矿产勘探[42-43等方面取得了良好的应用效果。

自20世纪50年代初以来，中国的水文地球物理勘探已经进行了60多年。在此期间，水的地球物理勘探取得了很大进展，并取得了一些成就，[44]。我国水文地球物理勘探主要经历了四个发展阶段[45]:20世纪50年代和60年代，是水文地球物理勘探的成长阶段。使用的主要方法包括电阻率法、渗透电场法、钻孔充电法、钻孔扩散法等。20世纪70年代，在大规模实施水文地球物理勘探阶段，采用了一些新的方法，如激发极化法和音频大地电场法等。地球物理勘探技术达到了一个新阶段。20世纪80年代，在水文地质地球物理勘探技术的大发展阶段，平原找水、山区基岩裂隙水和岩溶水勘探、地震折射法、甚低频法、二次时差法、频域激发极化法、核地球物理勘探法、钻孔测速仪等多种方法进入水文地质地球物理勘探领域。20世纪90年代，在水文地球物理勘探稳定发展的阶段，中国的技术处于国际领先水平，[46]。瞬变电磁法自20世纪90年代初开始应用于工程勘察，[47]。近年来，瞬变电磁法作为一种重要的方法，因其效率高、成本低、对低电阻地质体响应灵敏、垂直分辨率高等优点，受到越来越多的关注和应用。在地下水勘探、煤田水害勘探、隧道水体、岩溶水体和水文地质调查等地方有许多研究和应用实例，[48-52]。

第四，本文的主要内容和研究框架

(一)本研究的主要内容

在分析国内外水文地质条件瞬变电磁勘探论文及该地区相关地质资料的基础上，重点研究了以下几个方面:

(1)用瞬变电磁法探测该区16-3煤层上各主要含水层的富水区和断层间距≥5m的断层导水率。

(2)采用瞬变电磁法分别对群孔抽水试验前后进行检测，并对检测结果进行延时处理，得到该地区地下水的富水性和水力联系。

(3)综合对比分析检测数据和抽水试验结果，更全面地解释该地区水文地质条件。

(2)本文的研究框架

本文的研究框架可以简单表达为:(略)

五、写作大纲

摘要

摘要

第一章引言

1.1研究目的和意义

1.2过去的工作情况和存在的问题

1.3研究内容和技术路线

1.3.1研究内容

1.3.2技术路线

1.3.3创新点

第二章瞬变电磁技术的理论基础

2.1方法概述

2.2瞬变电磁法的研究现状

2.2.1瞬变电磁技术研究综述

2.2.2瞬变电磁法在水文地球物理勘探中的研究现状

2.3瞬变电磁法的响应特性

2.3.1瞬变电磁信号特征

2.3.2均匀半波空之间的瞬态电磁场

2.3.3视电阻率计算

第三章勘探区的地质和地球物理特征

3.1地质特征分析

3.1.1地层

3.1.2益民组煤层

3.1.3勘探区地质结构

3.2水文地质特征分析

3.2.1含水层

3.2.2含水层

3.3地球物理特征分析

第四章数据采集和数据处理

4.1试验工作和技术参数的选择

4.2网络布局和工作量

4.3技术保证措施和质量评审

4.4数据处理

第五章结果和数据的分析和评价

5.1主要目标层富水性分析

5.1.1第四纪底水富集分析

5.1.2 15-1顶煤富水性分析

5.1.3 16-1煤层顶板富水性分析

5.2断层水丰度分析

5.3群孔抽水与瞬变电磁的联合分析

5.4差异属性分析

5.5综合比较分析

第六章结论和建议

参考

谢谢你

六、本文的研究进展(略)

七、读过的主要文献

陈善乐，李玉成王华君。基于瞬变电磁法检测工作面底板含水量的研究[[J]。煤炭科学与技术，2014，42(3):96-98。

孟庆新。瞬变电磁法在[煤田导水构造测量中的应用。Xi安:长安大学，2009。

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[4]金扬。环境和工程地球物理学[硕士]。北京:地质出版社，2011。

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