[发明专利]一种固源瞬变电磁三维隧道超前预报方法

权利要求书

1.一种固源瞬变电磁三维隧道超前预报方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)沿着隧道掌子面整个轮廓边缘布置发射线圈；

(2)在掌子面上安置多个接收点，在发射回线内，布置多条相互平行的接收测线，使接收点基本布满整个掌子面；

(3)获取各个接收点的感应电动势值，对其进行归一化和校正处理，计算得到等效动源类瞬变电磁方法测得的感应电动势值，并计算视电阻率；

(4)得到的所有视电阻率-深度曲线数据进行反演和三维成像，实现固源瞬变电磁三维隧道超前地质预报；

所述步骤(3)中，校正的退步骤包括：

(3-1)采用数值模拟三维正演方法，构造一个均匀介质的半空间模型，并在该模型表面布置发射线圈；

(3-2)在所构造模型的发射线圈内，由上至下布置多条相互平行的接收测线，每条侧线上的接收点间距固定；

(3-3)利用数值模拟计算获得发射回线内各接收点的感应电动势值，对感应电动势值进行电流、接收面积归一化处理，得到归一化后的感应电动势值；

(3-4)将构造杂模型上的线圈的面积等效为规则线圈，分别以每个接收点为中心，等效规则线圈为发射线圈，发射电流大小不变，采用中心回线瞬变电磁装置进行测量，计算等效动源类瞬变电磁方法感应电动势值，并对其进行归一化处理；

(3-5)根据归一化后的感应电动势值和归一化的等效动源类瞬变电磁方法感应电动势值，确定固源瞬变电磁三维隧道超前预报方法相对于动源类瞬变电磁方法的校正函数。

2.如权利要求1所述的一种固源瞬变电磁三维隧道超前预报方法，其特征是：所述步骤(3-1)中，发射线圈形状采用圆形。

3.如权利要求1所述的一种固源瞬变电磁三维隧道超前预报方法，其特征是：所述步骤(3-2)中，每条测线上的起止接收点基本接近于发射回线轮廓上，使得接收点基本充满整个发射线圈。

4.如权利要求1所述的一种固源瞬变电磁三维隧道超前预报方法，其特征是：所述步骤(3-3)中，以位于发射回线内中心的接收点为原点，以该原点为圆心，距离该原点半径为r1上的任一点记为1号点，距离该原点半径为r2的点为2号点，以此类推，共设包括原点在内的n+1个点，每个接收点均可得到感应电动势，假设由n+1个接收点得到的原始感应电动势值为UR,T，对UR,T进行电流、接收面积归一化处理，得到VR,T。

5.如权利要求1所述的一种固源瞬变电磁三维隧道超前预报方法，其特征是：所述步骤(3-3)中，半径相同的任一点的感应电动势值均相等。

6.如权利要求1所述的一种固源瞬变电磁三维隧道超前预报方法，其特征是：所述步骤(3-4)中，将在构造模型上布置的线圈的面积等效为规则线圈，不改变n+1个接收点在均匀介质模型上的位置，并分别以每个接收点为中心，等效方形线圈为发射线圈，发射电流大小不变，采用中心回线瞬变电磁装置进行测量，获得另一组原始感应电动势值U′R,T，同样对U′R,T进行电流、接收面积归一化处理，得到V′R,T。

7.如权利要求6所述的一种固源瞬变电磁三维隧道超前预报方法，其特征是所述规则线圈为方形。

8.如权利要求1所述的一种固源瞬变电磁三维隧道超前预报方法，其特征是：所述步骤(3-5)中，利用等效动源类瞬变电磁装置测得的感应电动势值V′R,T和固源瞬变电磁三维隧道超前预报方法测得的感应电动势值VR,T比值，计算校正系数，通过对不同距离和时间的校正系数，采用数值拟合方法，确定只与距离和时间有关的校正函数。

9.如权利要求1所述的一种固源瞬变电磁三维隧道超前预报方法，其特征是：所述步骤(4)中，利用动源类瞬变电磁中心回线装置视电阻率公式计算视电阻率。