三维可视化技术在矿井瞬变电磁探测中的应用.pdf

第 1 2期 2 0 1 3年 1 2月 山 西 焦 煤 科 技 S ha n x i Co ki ng Co a l S c i e n c e Te c h n o l o g y No． 1 2 De c． 2O1 3 试验研究 三维可视化技术在矿井瞬变电磁探测中的应用 温建绪 西山煤 电 集 团 公 司 地质 处， 山西 太原0 3 0 0 5 3 摘要介绍了矿井瞬变电磁法和三维可视化技术超前探 测的基本原理及资料处理、 解释 的基 本步骤， L-s - 维空间对异常体位置、 范围进行圈定的应用效果， 验证了该技术对提高资料的解释精 度具有较强的实用性和推广应用前景。 关键词三维可视化技术；瞬变电磁超前探 测； 应用效果 中图分类号 T D 6 7 9 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 2 0 6 5 2 2 0 1 3 1 2 0 0 2 6 0 2 根据 煤矿防治水规定 ， 本着“ 有疑必探、 先探 后掘” 的原则， 一般运用矿井 瞬变电磁法进行探测。 但 目前对矿井瞬变 电磁超前探测资料物探解 释方法 单一 ， 只是根据各个方 向测线所得视电阻率等值线断 面图对扇形断面进行二维分析 ， 没有根据矿井地质情 况实际对探测 区域进行 直观 、 全方位 的三维分析研 究 ， 因为矿井瞬变电磁受巷道全空问以及巷道条件影 响较大， 其视电阻率等值线断面图视电阻率值无绝对 意义， 低阻异常区的圈定主要遵从 相对原则。 目前 ， 在传统的矿井瞬变电磁超前探测资料解释中， 难 以对 掘进头前方含水低 阻异常体空间位置及分布情况做 出直观而准确 的判定 。预报巷道 掘进头前方地层 含 水性是矿井超前探测 的主要任务， 因此 ， 本文针对天 池店矿实际地质情况 ， 采用三维可视化技术对瞬变电 磁超前探测资料进行分析解释 ， 以减少多解性 ， 提高 解释可靠性 ， 促进矿井瞬变 电磁法在井下探查工作 中 发挥更大的优势 。 1 技术简介 1 瞬变电磁法 T r a n s i e n t e l e c t r o m a g n e t i c me t h ． o d 又称 时间域 电磁 法 T i m e d o m a i n e l e c t r o ma g n e t i c me t h o d ， 简称 T E M， 属于电磁感应类探测方法 ， 是在 煤矿井下巷道内探查周围空间不同位置 、 不同形态含 水构造的矿井物探方法之一。与其它矿井物探方法 相比， 具有施工空间小 、 方向性强 、 速度快 、 基本不耽 误掘进施工等优点 。矿井 瞬变 电磁超前探测是在地 面瞬变电磁法基础上发展而来 的， 其原理基本相同。 主要不同点是矿井瞬变电磁法是在井下巷道内进行 ， 瞬变 电磁场呈全空间分布。 2 三维可视化是用于显示描述和理解地下及地 面诸多地质现象特征的一种工具 ， 广泛应用于地质和 地球物理学的所有领域。三维可视是描绘 和理解模 型的一种手段 ， 是数据体 的一种表征形式 ， 并非模拟 技术 。它能够利用大量数据 ， 检查资料 的连续性 ， 辨 认资料真伪 ， 发现和提出有用异常， 为分析 、 理解及重 复数据提供了有用工具 ， 对多学科的交流协作起到桥 梁作用。三维可视化既是一种解释工具 ， 也是一种成 果表达工具 ， 可对传统剖面解释方法进行补充 。三维 数据体可视化解释是通过对来 自于地下探测范 围内 地质体的物性反映采用各种不 同的透明度参数在三 维空间内直接解释。这种三维立体扫描和追踪技术 可使解释人员快速选定 目标 ， 准确快速地描述各种复 杂的地质现象 。 2利用三维可视化处理、 解释的基本步骤 三维可视化技术以往主要运用于三维地震勘探 ， 现将该技术首次运用于天池店矿主斜井轨道下 山 5 0 m处矿井瞬变 电磁探测 中。基本步骤包括 三维数据 收稿 日期 2 0 1 3 0 92 9 作者简 介 温建绪 1 9 6 1 一 ， 男 ， 山西平遥人 ， 1 9 8 5年毕业于陕西煤校 ， 工程师 ， 主要从事矿井地质 、 煤 田地质勘探技术管理工作 f Ema i l 1 1 2 4 3 3 2 2 8 4 6 q q ． c o rn 3 0 山 西 焦 煤 科 技 2 0 1 3年第 1 2期 求。当监测数据有增 、 减等变动时 ， 应 自动反映到系 统中。同时 ， 可将该矿监测系统的数据进行专业级后 处理， 作为上一级信息网的信息源。 2 ． 1 ． 7 安全认证功能 系统健壮 、 抗干扰能力强 、 容错性好 ， 具有优 良的 安全验证体系， 支持系统 的安全性恢 复， 支持数据备 份 ， 保证系统安全可靠。网页 的访问必须通过 口令 ， 没有授权 的用户不能查看网页。 2 ． 2信息 自动化 系统平台预 留接 口 2 ． 2 ． 1 将来子系统扩容预留接 口 为了方便 以后系统的扩容 ， 信息 自动化预留其他 子系统接 口， 以及其他信息化软件模块接 口。系统接 入时按照统一的信息编码或者说统一的软件接 口协 议接入平 台。 2 ． 2 ． 2 为与上级生产联 网预留接 口 为与上级生产联网预留接 口， 为将来建立西山煤 电生产调度平台提供数据。 3 结语 西曲矿综合 自动化平 台是集数据采集 、 通信 、 处 理 、 控制 、 协调 、 综合分析判断 、 图文显示 为一体 的综 合数据应用软件系统， 应能在各种情况下准确 、 可靠 、 迅速地做出反应 ， 及时处理 、 协调各子系统的工作 ， 达 到实时 、 合理监控的 目的， 为矿井安全生产提供辅助 决策支持 。 参考文献 [ 1 ] 赵小虎 ， 张申， 谭得健． 基于矿山综合 自动化的网络结构分析 [ J ] ． 煤炭科学技术 ， 2 0 0 4 8 1 51 8 [ 2 ] 黄岭松． 矿井综合信息 自动化系统原理及应用[ J ] ． 煤矿机械 ， 2 0 0 4 1 0 1 1 71 1 9 ． [ 3 ] 孙广军． 大型煤矿 自动化控制系统整的设计 与应用 [ J ] ． 中国煤炭工业 ， 2 0 1 0 8 5 55 6 ． Th e Co n s t r u c t i o n o f Di s p a t c h i n g I n t e g r a t e d Au t o m a t i o n Pl a t f o r m i n Xi q u Co a l M i n e Xu Guo p i ng Abs t r a c t Co n s t r u c t s i n t e g r a t e d a u t o ma t i o n p l a t f o r m o f Xi q u c o a l mi n e i n Xi s h a n c o a l e l e c t r i c i t y g r o u p ， S i x s y s ． t e rns wa s s wi t c h e d i n i n t e g r a t e d p l a t f o r m v i a e x i s t i n g g r o u nd Et h e r n e t a n d u n d e r g r o un d i n d us t r i a l Et h e r ne t r i ng n e t - wo r k，r e a l i z e d t h e d a t a Ce n t r a l i z e a c q u i s i t i o n，s t o r a g e a n d r e l e a s e i n wh o l e c o a l mi n e，d i s p l a y e d b y c l i e n t c o mpu t e r ， s o l v e d t h e i n f o r ma t i o n i s l a n d p r o bl e ms o f e a c h s u b s y s t e m ， l a i d t h e f o u n d a t i o n f o r i n f o r ma t i o n ma n a g e me n t o f c o a l mi n e ． Ke y wo r ds I n t e g r a t e d a u t o ma t i o n；Co a l mi n e；I n t e g r a t i o n；Re a lt i me mo n i t o r i n g 上接 第 2 7页 Ap p l i c a t i o n o f Thr e e d i me ns i o n a l Vi s u a l i z a t i o n Te c h n o l o g y i n Ad v a n c e d De t e c t i o n o n M i n e Tr a n s i e nt El e c t r o ma g n e t i c M e t h o d W e n J i a n X U Ab s t r a c t I n t r o d u c e s t h e b a s i c p r i n c i p l e a n d s t e p s o f d a t a p r o c e s s i n g a n d i n t e r p r e t a t i o n t h a t t r a n s i e n t e l e c t r o ma g n e t i c me t h o d a n d t h r e ed i me n s i o n a l v i s u a l i z a t i o n t e c h n o l o g y i n a d v a n c e d d e t e c t i o n o n c o a l mi n e ，a n d t h e a p p l i c a t i o n e f f e c t s t ha t t h r e e d i me n s i o n a l s p a c e r i n gf o r c e d t h e s c o p e a n d p o s i t i o n o f a n o ma l y b o d y ． Ve r i fie d t h a t t h e t e c h n o l o g y h a s s t r o n g e r p r a c t i c a b i l i t y a n d a p p l i c a t i o n p r o s p e c t s t o i mp r o v e t h e p r e c i s i o n o f d a t a i n t e rp r e t a t i o n． Ke y wo r ds Th r e e di me n s i o n a l v i s u a l i z a t i o n t e c h n o l o g y；Tr a n s i e n t e l e c t r o ma g n e t i c me t h o d；Adv a n c e d d e t e c t i o n；Ap p l i c a t i o n e f f e c t