井下瞬变电磁仪硬件对致灾水体分辨能力的评估

赵钟南，许洋铖，吴燕清，谭青青，康跃明，王 耀

井下瞬变电磁仪硬件对致灾水体分辨能力的评估

赵钟南1,2，许洋铖1,2，吴燕清1,2，谭青青1,2，康跃明1,2，王 耀3

(1. 重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆 400044；2. 重庆大学 资源与安全学院，重庆 400044；3. 重庆邮电大学 先进制造工程学院，重庆 400065)

井下瞬变电磁随掘探测技术是探测掘进面前方致灾水体的有效方法，从硬件方面评估仪器对致灾水体的分辨能力，是仪器能够在井下正确使用的重要手段。通过比较二次场绝对差和仪器分辨率、叠加后背景噪声之间的大小关系，分析含水致灾体识别的硬件条件和评估依据；提出从硬件方面评估井下瞬变电磁对致灾水体分辨能力的计算方法：根据致灾水体结构建立三维地质模型，推导梯形波关断与负阶跃波关断二次场感应电压的关系，在GPU上采用全空间三维有限差分并行算法计算了致灾水体二次场响应；测量某瞬变电磁仪的关断时间和综合噪声，根据致灾水体的硬件分辨依据，从硬件方面评估井下瞬变电磁仪对导水陷落柱、充水采空区的分辨能力。为井下瞬变电磁探测仪器的研制和现场准确探测提供技术参考，具有重大的研究意义。

瞬变电磁；致灾水体；分辨能力；FDTD；并行计算

矿井水害[1-3]是煤矿开采面临的第二大灾害。随着开采深度的增加，掘进面和回采面距离奥灰含水层越来越近，不仅面临采空水的威胁，底板奥灰水的威胁也相应增加。实时、准确查明充水采空区、导水陷落柱等含水致灾体，是煤矿隐蔽致灾地质因素动态智能探测技术的重要研究内容[4-6]。……