典型文献
基于电磁场合矢量的陷落柱三维模拟及其探测
文献摘要:
为了了解瞬变电磁场在含水陷落柱中的传播过程及电磁场响应特征,为瞬变电磁法超前探测掘进头前方的含水区提供理论支撑.建立矿井全空间含水陷落柱的地球物理模型,采用基于Yee网格的三维时域有限差分算法,模拟了电磁场的扩散过程,分析了在含水陷落柱影响下的全空间瞬变电磁场的时空分布特征,对电磁场某一方向上的分量进行了分析,并首次基于电场合矢量进行了详细描述,分析了电场合矢量的传播规律及响应特征,最后通过数值模型算例以及实际应用来验证瞬变电磁法探测含水陷落柱的有效性和适用性.结果表明:数值模拟采用适合瞬变电磁场计算的卷积完全匹配层(convolu-tion perfectly matched layer,CPML)边界进行求解,可以减弱截断边界对计算结果的影响;模拟过程中含水低阻体能够显著地影响瞬变电磁场扩散过程,随着感应电场向上下空间不断地扩散,由于电场Ex、Ey和Ez至少有两个极值的存在,若电场的畸变较小时,变化情况容易被淹没,一定程度上影响了异常体位置的准确判定,说明仅利用单一方向场量不利于分析低阻异常体的确切范围;而用合矢量来描述电磁场的扩散过程,感应电场合矢量仅有一个极大值,位于图形中心,感应电场此时已经到达低阻陷落柱内部,电场的分布受到陷落柱的显著影响,用合矢量来描述电磁波的扩散情况,可精确分析出异常体的位置,更能体现低阻体的电性、形态、位置等特征;实际应用也表明瞬变电磁法不仅可以探测到掘进头前方的含水陷落柱,还可以确定其方位和距离,说明数值模拟和实际应用都表明瞬变电磁法是探查含水陷落柱的有效方法之一.
文献关键词:
瞬变电磁;陷落柱;电磁场响应;有限差分;数值模拟
中图分类号:
作者姓名:
易洪春;袁永榜;牟义;常江浩
作者机构:
瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400039;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400037;煤炭科学技术研究院有限公司安全分院,北京100013;河北地质大学地球科学学院,石家庄050031
文献出处:
引用格式:
[1]易洪春;袁永榜;牟义;常江浩-.基于电磁场合矢量的陷落柱三维模拟及其探测)[J].科学技术与工程,2022(18):7789-7798
A类:
三维时域有限差分算法
B类:
陷落柱,三维模拟,了了,传播过程,电磁场响应,响应特征,瞬变电磁法,超前探测,掘进,头前,前方,水区,矿井,全空间,地球物理模型,Yee,扩散过程,时空分布特征,详细描述,传播规律,数值模型,电磁场计算,卷积完全匹配层,convolu,tion,perfectly,matched,layer,CPML,低阻体,感应电场,Ex,Ey,Ez,极值,畸变,被淹,淹没,异常体位置,方向场,低阻异常体,极大值,电磁波,探查
AB值:
0.236106
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