矿山导水通道综合地球物理精细探测

本书详细阐述矿山导水通道主要地球物理探测技术，全面分析断层、陷落柱和采空区等导水通道的地球物理场响应特征，系统地介绍全方位、多方法和多场信息融合的导水通道精细探测技术方法，包括地-空电磁法、瞬变电磁法与地震联合反演、可控源音频大地电磁法与地震联合反演、多场多属性信息融合、核磁共振法与瞬变电磁法联合反演以及地面-钻孔地球物理方法等。最后，介绍综合地球物理技术精细探测矿山导水通道的工程应用，为矿井水害防治、煤矿智能化建设和安全生产提供可靠的地质保障。

前言
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 国内外研究现状及发展趋势 2
1.2.1 导水通道探测国内外研究现状 2
1.2.2 发展趋势 6
1.3 导水通道主要类型 8
1.3.1 断层 8
1.3.2 陷落柱 9
1.3.3 采空区 10
1.3.4 其他类型导水通道 10
1.4 导水通道主要探测方法 11
1.4.1 三维地震勘探 11
1.4.2 地面电(磁)法 12
1.4.3 矿井地球物理 13
第2章 导水通道地球物理场响应特征 19
2.1 典型导水通道的地质-地球物理模型 19
2.2 导水通道的地震波场响应特征 22
2.2.1 地震波场交错网格有限差分并行数值模拟方法 22
2.2.2 地震波场响应特征 24
2.3 导水通道的电磁场响应特征 35
2.3.1 瞬变电磁场响应特征 35
2.3.2 可控源音频大地电磁场响应特征 43
2.3.3 音频大地电磁场响应特征 49
2.3.4 钻孔瞬变电磁场响应特征 55
第3章 导水通道地-空电磁法精细探测技术 65
3.1 地-空时频融合电磁探测原理与方法 65
3.2 基于多频多源发射的数据采集技术 67
3.2.1 多源发射技术 67
3.2.2 多频发射技术 69
3.2.3 数据采集方法 71
3.3 基线校正和噪声抑制数据处理方法 72
3.3.1 低频噪声基线校正技术 72
3.3.2 耦合噪声联合抑制技术 73
3.4 基于时频融合的成像技术 74
3.4.1 时频融合成像策略 74
3.4.2 时频融合成像方法原理 74
3.4.3 时频融合成像方法应用 76
第4章 导水通道地球物理多场联合反演 78
4.1 瞬变电磁法与地震联合反演 78
4.1.1 瞬变电磁法与地震联合反演方法 78
4.1.2 瞬变电磁法与地震联合反演算例 86
4.2 可控源音频大地电磁法与地震联合反演 91
4.2.1 可控源音频大地电磁法与地震联合反演方法 91
4.2.2 可控源音频大地电磁法与地震联合反演算例 100
4.3 瞬变电磁法与可控源音频大地电磁法联合反演 104
4.3.1 瞬变电磁法与可控源音频大地电磁法联合反演方法 105
4.3.2 瞬变电磁法与可控源音频大地电磁法联合反演算例 106
4.4 核磁共振法与瞬变电磁法联合反演 108
4.4.1 核磁共振法与瞬变电磁法联合反演方法 109
4.4.2 核磁共振法与瞬变电磁法联合反演算例 112
第5章 基于多场信息融合的导水通道精细识别 116
5.1 信息融合算法 116
5.1.1 BP神经网络算法 117
5.1.2 粒子群优化算法 118
5.2 地球物理场特征提取 120
5.2.1 地震属性响应特征分析与提取 120
5.2.2 瞬变电磁法电阻率属性特征分析 126
5.3 陷落柱多场信息融合识别 128
5.3.1 多种信息融合方法对比测试 128
5.3.2 PSO-BP神经网络模型结构与参数选取 129
5.3.3 陷落柱模型算例 133
第6章 导水通道地面-钻孔地球物理精细探测技术 139
6.1 地面-钻孔瞬变电磁法 139
6.1.1 地面-钻孔瞬变电磁法原理与工作方法 139
6.1.2 异常场三分量矢量追踪定位技术 140
6.1.3 异常体空间参数定量反演算法 144
6.2 地面-钻孔地震勘探技术 152
6.2.1 地面-钻孔地震原理与工作方法 152
6.2.2 虚震源波场重构技术 153
6.2.3 观测系统优化设计 155
6.2.4 虚源波场重构法数值试验 157
第7章 工程应用 165
7.1 陷落柱精细探测 165
7.1.1 疑似陷落柱精细探测 165
7.1.2 陷落柱范围与富水性精细探测 174
7.2 断层精细探测 183
7.2.1 地质概况与地球物理特征 184
7.2.2 瞬变电磁法与地震综合探测 185
7.2.3 地震与可控源音频大地电磁法综合探测 187
7.2.4 探测成果工程验证 189
7.3 煤矿采空区精细探测 190
7.3.1 地质概况与地球物理特征 191
7.3.2 地-空电磁法探测 192
7.3.3 地面瞬变电磁法探测 195
7.3.4 核磁共振法探测 198
7.3.5 综合地球物理探测成果 202
7.3.6 探测成果工程验证 204
参考文献 205