在煤层屋顶上的隔离层水的短暂电磁响应的数值模拟
Haiyan Yang1, Junjun Jiao2,3, Qiang Wang4
1School of Resources and Geosciences, China University of Mining and Technology, Xuzhou, 221116, Jiangsu, China.
Scientific reports
|July 9, 2024
概括
精确检测含水裂对于防止采矿水危害至关重要. 数字模拟显示,水平电磁组件可以更好地解决导电性对比,但与细导体作斗争.
科学领域:
- 地质物理学 地质物理学
- 采矿工程 采矿工程 采矿工程
- 水文地质学 水文地质学
背景情况:
- 采矿引发的压力会导致岩石断裂,为水进入隔离层创造通道.
- 充满水的断层在采矿操作中构成重大水危险,需要精确的检测方法.
研究的目的:
- 调查过渡电磁 (TEM) 方法在检测含水断裂方面的有效性.
- 用3D数值模拟分析含水骨折对TEM反应的影响.
主要方法:
- 使用3D时间域有限差异方法与Yee的网格来模拟短暂的电磁响应.
- 开发了一个地质和地质物理模型,代表一个分离层中的含水块.
- 根据"烟环"理论进行了近似反转.
主要成果:
- 断裂中的含水体显著影响诱导电压扩散速度,水平速度低于垂直.
- 水平电磁组件对异常体的反应更强,导电性对比度和层边界的分辨率更好.
- 3D模拟表明,水平的表面电阻元件更好地反映电结构,但对隐藏的细导体具有较弱的检测能力.
结论:
- 横向的TEM组件在解决采矿环境中的导电性对比度和地质边界方面具有优势.
- 需要进一步改进观察或数值插值方法,以提高与含水裂相关的微妙导电特征的检测.
