[发明专利]一种地下目标体异常定量判定方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及煤田水文地质与地球物理领域，具体涉及一种地下目标体异常定量判定方法和装置。

背景技术

瞬变电磁(TEM)法是一种建立在电磁感应原理基础上的时间域人工源电磁探测方法。它是利用阶跃形波电磁脉冲激发，利用不接地回线向地下发射一次场，在一次场关断后，在测点测量由地下介质产生的感应二次场随时间的变化，来达到寻找各种地质目标体的一种地球物理信息提取方法。

在煤炭领域，瞬变电磁法的应用较多，在面对寻找煤矿采空区、煤矿巷道掘进面的连续跟踪与超前探测、煤层水的探测与防治等相关地质问题时，首选的方法是瞬变电磁探测技术。可以说瞬变电磁法是保障煤矿安全的重要手段，对减少煤矿安全事故有着积极作用。在采空区探测的应用方面，李金花(2006)、成剑文(2007)、张开元(2007)、陈卫营(2013)等都取得了很好的效果。傅佩河(2006)、倪良高(2007)、易德礼(2004)、吴有信(2009)、张运霞(2005)、刘树才(2008)等，都以瞬变电磁法对低阻目标体敏感的特征为基本前提，将该方法应用与煤层水、顶板水防治，煤矿采区水文勘探方面并取得了较好的效果。

在金属矿勘探领域，瞬变电磁法一直应用的都比较广泛，是寻找矿产资源的重要手段之一。金中国(2002)、方根显(2003)、张晓永(2005)、陈贵生(2006)、张林(2007)、叶敏生(2007)、薛国强(2012)等多位专家学者应用瞬变电磁法在铝土矿、镍矿、铅锌矿、铀矿、钼矿等金属矿勘查应用研究中都取得了不错的成果。

目前，对于瞬变电磁法探测资料的解释，特别是对于异常的确定，主要依靠钻孔和地质资料来完成，但是，在一些地区，钻孔资料很缺乏，地质资料也不多，这时主要视电阻率--深度剖面进行解释，这种解释方法仍处于定性和“看图识字”的阶段。对瞬变电磁法测深资料定量解释还局限于单点一维反演，很多情况下是靠解释人员的工作经验对测深结果做出大致判断，人为性较大。对地下目标体的评价精度低。远不能满足实际工程地质的需要，这一状况也限制了方法的推广应用。

很多文献研究了不同地质目标体在不同情况下的响应特性，郭安民等(2010)采用瞬变电磁法全空间探测技术，研究了煤矿工作面顶板、底板或煤层内部的隐伏导含水构造的异常响应特性；李成等(2012)通过球体电磁响应的计算，对低阻围岩中高阻球体模型电磁响应测量结果进行了分析，获得了高阻球体的异常响应特征；王凯(2012)通过一维正反演研究了煤矿充水采空区的异常响应特性；周楠楠等(2014)研究了矩形回线源瞬变电磁水平分量响应特征，并对瞬变电磁各分量对薄层分辨能力进行了比较；孙怀凤(2015)采用时域有限差分法实现了针对任意复杂模型瞬变电磁探测的三维正演，完成了隧道含水构造瞬变电磁场响应的三维建模,并针对典型含水构造进行了响应特征分析。这些研究对于有效探测地下目标体起到了很好的指导作用。但是，在实际工作中，地下目标体能不能被有效探测，关键的问题是能否被仪器观测数据所分辨。

发明内容

本发明为了解决现有技术地下目标体探测中仪器的分辨能力和瞬变电磁的实施的问题，本发明提供一种地下目标体异常定量判定方法和装置，利用地球物理方法，对观测数据进行评价，对可分辨的地下目标体异常定量判定。

为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种地下目标体异常定量判定方法，包括：

确定待估区背景场瞬变电磁感应电压数据；

确定待估区每个观测点的瞬变电磁感应电压数据；

将所述待估区每个观测点的瞬变电磁感应电压数据与所述背景场瞬变电磁感应电压数据进行比对，确定所述待估区的观测点在水平方向是否异常。

优选地，确定待估区背景场瞬变电磁感应电压数据包括：

选取一条没有异常体存在的剖面，利用不接地回线向地下发射一次电磁场；在所述电磁场关断后，在观测点测量由地下介质产生的感应电压数据；将测量获得的感应电压数据作为背景场感应电压数据。

优选地，确定待估区背景场瞬变电磁感应电压数据包括：

选取一条剖面，利用不接地回线向地下发射一次电磁场；在所述一次电磁场关断后，在观测点测量由地下介质产生的感应电压数据；选取多个测点的感应电压数据的平均值作为背景场感应电压数据。

优选地，确定待估区每个观测点的瞬变电磁感应电压数据包括：

采用矩形回线源探测所述待估区每个观测点的地下介质对应的二次感应电压信号。