[发明专利]一种矿井全空间瞬变电磁数据处理方法

说明书

本发明涉及一种瞬变电磁数据处理方法，属于地球物理勘探技术领域，具体是涉及一种矿井全空间瞬变电磁数据处理方法。本发明将反演处理技术引入矿井瞬变电磁数据处理中，提高数据处理质量，本发明采用组合反演方法，既解决了阻尼最小二乘法需要人为提供初始模型的问题，又充分利用了粒子群能进行全局寻优的优势，本发明将组合算法依靠粒子群算法为阻尼最小二乘提供初始模型，兼顾了粒子群算法能进行非线性反演的特点和阻尼最小二乘寻优效率高的优点。

技术领域

本发明涉及一种瞬变电磁数据处理方法，属于地球物理勘探技术领域，具体是涉及一种矿井全空间瞬变电磁数据处理方法。

背景技术

地球物理勘探技术作为利用物理方法解决地质问题的技术手段，在地质勘探领域得到了广泛应用。瞬变电磁法是地球物理勘探方法的一种，它以电磁感应定律为探测原理，通过接收地质异常体产生的感应二次场，来探测并推断其电性特征。

瞬变电磁法工作装置众多，根据其工作空间不同可分为航空瞬变电磁、地面瞬变电磁、地井瞬变电磁和矿井瞬变电磁法等。所谓矿井瞬变电磁法就是其工作空间位于地下矿井中。因地下矿井空间所限，其工作装置不能太大，比如发射线圈一般为边长2m的方形多匝回线，接收线圈为多匝回线或磁探头。当在巷道进行顶底板探测时，由于矿井瞬变电磁法探测数据既包含有顶板地层信息又包含底板地层信息，而常规处理方法多是来源于地面半空间瞬变电磁理论，仅是对数据进行初步处理，计算视电阻率并绘制视电阻率断面图，且无法区分顶板和底板信息。

从反演角度考虑，就阻尼最小二乘法反演而言，需要给定初始模型，而且初始模型对反演结果影响很大，初始模型越靠近目标模型，寻优速度越快，反演结果越精确，但是准确给定初始模型往往是非常困难的，人为给定又存在很大的盲目性。粒子群算法的优点是不需要给定初始模型，但其寻优速度较最小二乘法慢，因此若将两种方法进行组合，首先利用粒子群算法不需要初始模型的优点，进行初步反演，获得满足一定误差要求的初始结果后作为初始模型输入阻尼最小二乘算法进行精细反演，这样能在不需要人为指定初始模型的情况下，获得较高的寻优速度和较好的反演效果。

公开号为CN104992440A的中国发明专利公开了一种矿井瞬变电磁探测图形处理方法及装置，该发明通过获取运顺巷道的探测点及轨顺巷道的探测点的探测点的坐标值和瞬变电磁探测数据；对探测点的探测数值进行预处理；根据预处理结果，将运顺巷道探测点及轨顺巷道探测点的探测数值进行融合，从而使得生成的图形线条清晰连贯，准确显示探测结果。该发明仅是对不同巷道原始探测数据进行融合，未涉及数据处理及反演过程。

公开号为CN107765319A的中国发明专利，公开了一种矿井瞬变电磁法电阻率校正方法，通过利用两次不同收发距观测数据进行电阻率校正，消除互感信号，提取出有效大地二次场信号，很好地解决矿井瞬变电磁法电阻率值偏低失真的问题；因为探测深度与电阻率成正比，提高了矿井瞬变电磁法的探测深度。该发明仅是消除互感影响，进行电阻率校正，未涉及反演问题。

公开号为CN103267985A的中国发明专利公开了一种利用发射电流校正矿井瞬变电磁电感效应的方法。该方法校正矿井瞬变电磁使用的多匝小线框对采集数据带来的电感效应，消除现有矿井瞬变电磁处理过程中电感效应带来的影响，该发明同样未涉及反演问题。

以上三个与矿井瞬变电磁法有关的专利均未涉及数据反演问题，对于地面瞬变电磁法而言，有部分学者对数据反演问题开展了相关研究，叙述如下：

公开号为CN104537714A的中国专利公开了一种高精度的磁共振与瞬变电磁空间约束联合反演方法，将地磁场方向参数引入磁共振反演，采用三维大地模型中磁共振与瞬变电磁空间约束联合反演方案，构建组合反演目标函数与迭代方程和三维大地模型，同时反演测区全部测线测点的磁共振与瞬变电磁数据，实现组合反演空间约束。该发明未涉及矿井瞬变电磁勘探内容，也未涉及粒子群和阻尼最小二乘反演方法。