电磁异常

电磁异常（精选三篇）

电磁异常 篇1

我们所做设计的电磁蜘蛛网结构与普通蜘蛛网类似,蜘蛛吐丝编成的网状物来捕促飞虫小动物等作食物, 也用来以结巢居住。电磁蜘蛛网结构则由无线电发射、接收电路(频率由27Mhz~49Mhz~315Mhz),(距离由10米~100米~1公里)组成。蜘蛛们感应到猎物冲撞或受困于蜘蛛网上时所产生的震动;在完成它们的网后,蜘蛛会在网上等待猎物到来。最简单的电磁蜘蛛网由10米、100米、1000米无线发射、接收器各3路组成。用于感应大地电磁场的变化,可以在地震前一星期左右测到地震前当地电磁场变化,提前报警。

临近主震发生前,在震源区附近将不断地产生许多新的裂缝,裂缝的两侧带有相反的电荷,它相当于一个电偶极子充放电,向外发射电磁信号。这可由下面一组麦克斯韦方程组得到解释,方程组是由高斯通量定理、磁通连续性原理(又称为磁场的高斯通量定理)、法拉第电磁感应定律和全电流定律(又称为安培环路定理) 4个方程式所组成的:这些是我们设计的理论基础。

大地电场、磁场会在空间中以某种形式分布,若每一时刻每个位置该物理量都有一个确定的值,则称在该空间中确定了该物理量的场。如电荷在其周围空间激发的电场,电流在周围空间激发的磁场等。 从数学上看,场是定义在空间区域上的函数。矢量场与矢量线:在确定空间区域上的每一点有确定矢量与之对应,则称该空间区域上定义了一个矢量场。为了同时描述矢量场的方向和分布,除了直接用矢量的数值和方向来表示矢量场的大小以外, 用矢量线来形象的描述矢量场分布。在矢量场中,若一条曲线上每一点的切线方向与场矢量在该点的方向重合,则该曲线称为矢量线。例:静电场的电力线、磁场的磁力线、流速场中的流线等。方向导数,在实际应用中不仅需要宏观上了解场在空间的数值,还需要知道场在不同方向上场变化的情况。应用方向性导数可以描述标量场在空间某个方向上变化的情况。在场的某一点上,场沿不同方向上变化率的大小(方向性导数)是不同的,必然存在一个变化最大的方向。场变化最大的方向为标量场梯度的方向,其数值为标量场的梯度值。梯度的性质如下:标量场的梯度是矢量场,它在空间某点的方向表示该点场变化最大(增大)的方向,其数值表示变化最大方向上场的空间变化率。标量场在某个方向上的方向导数,是梯度在该方向上的投影。标量场的梯度函数建立了标量场与矢量场的联系,这一联系使得某一类矢量场可以通过标量函数来研究,或者说标量场可以通过矢量场的来研究。

例 :在1976年7月28日唐山市7.8级大地震前,在震中处存在强大的地震波电磁场,在收音机的接收端,强大的地震波电磁场就淹没了各个广播电台发出的无线电波,所以唐山市在大地震前收音机收不到广播节目。在设计中就考虑到这种情况,这种电磁蜘蛛网最敏感部位是位于前30米的27Mhz~49Mhz部位。其次才是更高频率段。节点之间连接电路图如下:

1 GPRS(或GSM)网络远程控制

图2是GPRS网络远程控制方框原理图。最简单GPRS控制我们选择了第二代GSM远程遥控器,它选用高可靠的德国工业级芯片技术设计,内部使用通用的工业继电器, 内置GSM天线,可以实现手机振铃或手机短信息进行全国超远程遥控报警。成本低廉、可靠性高,平时没有报警短信,遇到电磁异常后就自动远程报警,然后在远程观测点先以每小时问答一次的方式远程了解实时电磁场变化情况, 随着时间缩短,最短问答时间是每分钟一次。监视异常电磁,可在全国范围均可操作。无距离限制。GSMSW-A1采用了GSM方式控制,可以免去接线的烦琐,如在四川布放电磁蜘蛛网就可以在宁波家中了解到该地实时的电磁场情况,只需插上SIM卡,通电后就能工作,使用方便,工作可靠。设备须注意事项如下:1、SIM卡要求:移动或联通的GSM制式SIM卡均可以使用,平时使用不会产生通话费用, 只在发短信设置时会有一定的短信使用费用。2、请不要将设备放置在铁皮箱内或金属围起来的环境,这样会导致无法接入GPRS网络或信号变差,影响实际使用。 3、SIM卡的来电显示功能一定要开启,使用时确保SIM卡内有足够的余额,这样才能正常反馈和发短信。4、当使用环境的信号比较弱时,会出现短信控制不灵敏的情况,这是正常的。因为手机发出的短信需要通讯中转站来转发,只有信号好的时候才会及时发送到对方号码。5、在短信或电话控制时,不要同时去操作按键,这样会导致系统不稳定。

2小结

在空旷地上放置6 ~ 8组幅度调制无线发射、无线接收模块(3KM),就可以在方圆约30平方公里范围内感应到大地电磁场变化,每小时扫描一次,就能分别在农村村庄、城市居民小区接收端上分别收到信号,像温度计指示温度一样,指示目前电磁场大小,再由PLC软件判断大地电磁场异常与报警。专门用来地震前监视空间电场变化,这是一种有希望的地震短临预报方法。多个电磁蜘蛛网组成群结合GPRS远程监控,就可以判断震中位置所在。当今世界上地震频繁,破坏力很大。 此装置可以提前几天~ 几个小时,知道地震发生时,避免许多可怕的事情。电磁波产生本身存在着不同步现象,有人对岩样施加压力,使岩样产生破裂和摩擦滑动, 以模拟地震孕震区构造断裂带的活动。实验结果表明:不同方位、不同频率的天线接收的信号到时不同步、信号幅度也有差异,位于裂隙处的天线接收的信号最大。 这说明岩石破裂产生的电磁辐射本身存在着方向性。因此,即使观测网内各个观测点都采用同一观测频率和同一灵敏度, 也会出现有的观测点记录到电磁异常信息,有的观测点根本收不到任何异常信号;有的观测点电磁异常信息出现的早, 有的观测点电磁异常信息出现的晚。尽管如此,在不同时间内各观测点所观测到的异常信号来源方向仍大体与震中方位一致。从上面的典型震例可以看出,5级左右地震电磁异常有的观测点在地震前半个月左右就可能出现,而反应较迟的观测点在震前数天或数小时才出现异常。该电场参数测量是不必进入地球内部,技术上容易实现,已经制成的电磁蜘蛛网地震预报器由多路发射、单路接收机电路组成。 利用每小时循环检测一次蜘蛛网,初步实验测试证明可以用于震前电磁场异常预报。

摘要：在地震多发地区放置3路无线发射模块(频率由27Mhz49Mhz315Mhz),(距离由30米3公里)就可以在方圆约30平方公里范围内感应到大地电磁场变化,在中央接收端上分别收到信号,利用专门的定时器,就能每小时扫描各路信号,再由PLC软件判断大地电磁场异常与报警,跟家用温度计指示常温一样由LED指示大地电磁场,还可以结合GPRS网络进行远程监视,多个电磁蜘蛛网组成的电磁蜘蛛群由GPRS网络和专门软件分析判断,可以在地震前一星期测到地震前当地电磁场变化,提前报警,还可分析震中的位置和地震的级别,非常实用。已经制作成功的设备成本低廉,室外放置设备功耗低,是一种有希望的地震短临预报方法。

电磁异常 篇2

铜山口矿区深部找矿EH-4高频大地电磁测深低阻2、3、4异常解析

通过验证2号低阻异常的钻探工程ZK02-1000、ZK03-1000施工,揭示引起2号低阻异常的原因,推测铜山口矿区深部2、3、4号低阻异常原因,确定深部找矿靶区,为指导矿山深部进一步合理找矿提供依据.

作 者：欧阳南 OUYANG Nan 作者单位：大冶有色金属设计研究院,湖北,黄石,435005刊 名：资源环境与工程英文刊名：RESOURCES ENVIRONMENT & ENGINEERING年，卷(期)：200923(4)分类号：P631.3+25关键词：电磁测探 低阻异常 矿化 地质构造

工作面地质异常的电磁波CT探测 篇3

关键词：电磁波CT,煤矿,工作面,探测

在矿井工作面开采生产过程中, 各种地质异常体 (断层、陷落柱、褶曲、煤层厚度变化及煤岩层的破碎等) 对工作面正常生产和安全管理往往产生不利影响。并且随着采煤机械化程度的提高, 要求在开采前查清工作面内隐伏构造及其他影响正常开采的不良地质体的程度越来越高, 在这方面电磁波CT发挥了极其重要的作用。利用电磁波CT技术进行工作面复杂构造探测, 可以定性到半定量地探查、分析各种构造, 并取得比较明显的地质效果。为了确定电磁波CT技术对复杂构造的探测能力和效果, 选择某区31105E工作面进行试验。

1、工作面概况

某研究区31105E工作面走向长度为888～982 m, 平均走向长为935 m;倾斜宽为114～149 m, 平均倾斜宽143 m;面积为133705 m2。该工作面基本为一小型单斜构造, 由于受较大断层影响, 工作面内煤层的走向变化较大, 其中:F25断层以西煤层走向为83°～123°, 倾向173°～213°, 倾角3°～4°;F25～F22与F3断层连线之间区段, 煤层走向47°～82°, 倾向137°～172°, 倾角5°～7°;F22与F3断层连线～F21与F5断层连线之间区段, 煤层走向128°～130°, 倾向218°～220°, 倾角5°;F21与F5断层连线～F 17与F6断层连线之间区段, 煤层走向105°～156°, 倾向195°～246°, 倾角5°～7°;F17与F6断层连线～F16与F8断层连线之间区段, 煤层走向70°～80°, 倾向160°～170°, 倾角5°～6°;F16与F8断层连线～切眼, 煤层走向132°～135°, 倾向222°～225°, 倾角2°～3°。煤层可采指数为1, 变异系数2.3%。层厚度较稳定, 含1～2层夹矸, 上部夹矸较稳定。煤层宏观煤岩组分为半光亮型煤, 煤层结构一般呈明显的条带状结构, 断口呈参差状和不平坦状, 性较脆, 亮煤和暗煤呈较厚的分层出现, 间夹镜煤和丝炭条带。直接顶为灰黑色粉砂岩, 直接底为灰——灰黑色细砂岩。该工作面断裂构造发育, 地质构造较复杂。工作面掘进时共揭露落差1.0 m以上的断层24条。

2、电磁波CT的探测原理及工作方法

2.1 探测原理

电磁波在地下岩层中传播时, 由于各种岩石电性的不同, 对电磁波能量吸收也不同, 低阻岩体对电磁波吸收作用较高阻岩体强。在矿井下, 电磁波穿过煤层途中遇到异常构造时, 渡能量被吸收或完全屏蔽, 则在接收巷道收到微弱的电磁波信号或收不到透射信号, 形成透视异常。通过发射、接收巷道电磁波信号, 研究各种地质构造体对电磁波的影响所造成的各种无线电波透视异常, 从而进行地质推断和解释。

2.2 工作方法

坑透井下观测方式有同步法和定点法两种方式, 本次探测采用定点法, 即发射机相对固定在巷道事先确定好的发射点位置上, 接收机在工作面另一巷道内一定范围内逐点观测场强值, 在完成一条巷道的测量后, 将接收机和发射机互换, 再次进行观测接收, 观测射线呈扇形分布。为了保证层析成像的高精度和高分辨率.要求数据采集点应适当加密, 观测密度应加大。为尽可能地减少干扰因素的影响, 在井球物理勘探生产机研究下, 数据采集过程中对干扰因素进行了背景值的测量, 即在发射机开机和关机的情况下, 分别测量场强值, 在关机的情况下, 测量值为几个分贝, 能够满足观测要求。另外在数据采集过程中注意避开金属物体, 有效地减少了干扰, 保证了数据采集的真实可靠。

3、仪器和观测系统布置

1) 本次探测采用WKT～F3型坑透仪, 该仪器具有灵敏度高, 抗干扰能力强的特点, 井下在发射机关闭的情况下, 接收到的场强值仅0～4个dB。根据工作面长度, 确定采用工作频率为0.5MHz。

2) 根据本次探测工作的要求, 按定点发射多点接收方法进行数据采集, 采用定点法进行观测。选择发射点间距50m, 观测点间距10m, 共设计发射点34个, 每一发射点对应测量接收点10个, 根据采集的数据得到观测系统如图1所示。

4、资料处理与解释

观测工作结束后, 进人数据整理、成像和解释工作。

4.1 资料处理

本次探测资料的处理, 采用根据CT成像计算原理编制的电磁波CT处理软件, 做出综合曲线图、CT色谱图, 结合工作面两巷的实际揭露构造资料进行综合分析, 以圈定地质异常区域。

4 2 解释成果

电磁波CT解释主要依据吸收衰减系统成像结果, 不同的地质条件和不同的地质现象所引起的电磁波衰减特征不同, 因此根据不同的异常特征即可以进行地质解释。

图2是此电磁波CT探测的数据曲线图, 图3是基于上面的数据而反演的电磁波CT成像衰减系数色谱图。据成像结果, 并结合巷道采掘情况, 整个工作面可以圈定比较明显的异常15个, 图3中的红色或暗红色区为主要异常, 浅色为一般异常, 主要成果如下:①上巷N16点处4.9 m断层于下巷F9断层为同一条;②上巷N20东1.7m断层延展距离减小;③F12断层延展距离较原推断长;④推断可能有l处隐伏构造;⑤其他断层基本与原来推断吻合。

5 结论