电磁辐射信号在金属矿岩中的传播
电磁辐射探伤机在矿产资源开发中的应用研究
电磁辐射探伤机在矿产资源开发中的应用研究引言：随着现代科技的不断发展，对于矿产资源的探测和开发也越来越重要。
在矿产资源的开发过程中，准确、高效地探测地下矿体的位置、规模和质量分布是至关重要的。
电磁辐射探伤机作为一种现代化的矿物资源勘探工具，已经在矿产资源开发中得到了广泛应用。
本文将重点探讨电磁辐射探伤机在矿产资源开发中的应用研究，并探讨其在矿物探测、矿床预测和资源量评估等方面的应用。
一、电磁辐射探伤机的工作原理和技术特点电磁辐射探伤机是一种利用电磁波辐射特性进行矿物探测的仪器。
它通过发送电磁波进入地下，然后依据不同矿石对电磁波的吸收和反射特性，来实现对地下矿体的探测。
这种仪器可以根据探测目标选取不同的工作频段，从而实现对不同矿石的探测和分析。
此外，电磁辐射探伤机具有探头精度高、探测速度快、操作简便等特点，使其在矿产资源开发中具有广泛的应用前景。
二、电磁辐射探伤机在矿物探测中的应用1. 矿区勘探：电磁辐射探伤机可以通过扫描地下矿体产生的电磁场信号，来确定矿区的地质构造和矿石分布情况。
这种方法具有非破坏性、探测速度快的优势，可以辅助矿区勘探工作的实施，提高勘探效率和准确性。
2. 矿石品质分析：电磁辐射探伤机可以根据不同矿石对电磁波的吸收和反射特性，对矿石的品质进行分析和评估。
通过测量矿石产生的电磁辐射信号的频率、振幅和相位等参数，可以判断矿石的物理性质和成分，对矿石的品质进行定量评估，从而为矿产资源开发提供重要的参考依据。
三、电磁辐射探伤机在矿床预测中的应用研究1. 地质结构勘测：电磁辐射探伤机可以通过测量地下矿体产生的电磁辐射信号，对地下的地质结构进行勘测。
通过分析矿体产生的电磁辐射信号的频率、振幅和相位等参数，可以判断矿体的形态、大小和深度等信息，为矿床预测提供重要的参考依据。
2. 矿体探测：电磁辐射探伤机可以通过测量地下矿体产生的电磁辐射信号，对地下矿体进行探测。
通过分析矿体产生的电磁辐射信号的特征，可以确定地下矿体的位置、规模和形态等信息，为矿床的开发与利用提供重要的参考。
《中国钨业》2019年总目次
·行业管理·在中国钨业协会六届八次理事会上的讲话陈全训（1-1）履行宗旨、搭桥干事，推进钨行业高质量发展———中国钨业协会六届八次理事会工作报告丁学全（1-4）·市场贸易·我国钨业高质量发展的思考刘良先（1-10）·地质·采矿·选矿·地层围岩对华南脉状钨矿床的成矿控制作用研究述评吴开兴,王永航,孙涛,郭小飞,胡咏梅,陈陵康,刘卫明（1-22）赣南钨矿山通风系统共性问题分析与优化实践汪光鑫,苑栋,张树标（1-32）钨矿浮选捕收剂研究现状及新药剂的制备与工业应用许海峰,李文风,陈雯（1-37）江西崇仁聚源钨矿床地质特征及成因探讨陈立泉,刘春生,李宗朋,周先军（2-1）纵向导波在钢绞线中传播及缺陷检测数值模拟蒋欢,朱品竹,郑场松,何文（2-8）中深孔崩矿崩落法在下垄钨业的应用叶际寰,李春,古和成,王志聪,叶光祥（2-16）基于三维仿真系统延深矿井通风系统优化研究苑栋,袁建文,汪光鑫,钟健民,叶光祥（2-23）某石英脉型钨锡矿石工艺矿物学研究及可选性分析洪秋阳,李波,梁冬云,董天颂（2-29）不同地形和粗糙度下尾矿库溃坝模拟研究李金羽,王光进,崔博,赵冰,艾啸韬（3-1）电磁辐射信号在金属矿岩中的传播万国香,王其胜,李夕兵,蔡十华（3-7）尾砂料浆L 型管道自流输送试验研究杨宁,尹贤刚（3-12）越城岭界牌矿区夕卡岩型铜钨矿石工艺矿物学研究肖荣,杜芳芳,雷源保,郭爱民,谭仕敏（3-17）基于新型离心选矿机的联合流程回收钨细泥试验研究周晓文,杨志兆,张永兵,耿亮（3-24）复杂难选低品位黑白钨矿可选性试验研究张婷,李平,李振飞（3-30）柱-机联合工艺在低品位白钨矿回收中的应用实践张健,郭建根,王旭（3-36）江西寻乌湖岽钨矿成矿年代学及成矿流体特征漆富勇,彭琳琳,尹积扬,黄建,罗剑（4-1）石英脉型钨矿山中深孔爆破震动规律分析与预测谢世勇,叶光祥,叶际寰,李春,张树标（4-8）某钨矿地下开采诱发地表构筑物沉降研究徐锋,肖春瑜,王丹,李江红,许威,徐文锋（4-14）湖南某低品位钨矿工艺矿物学研究蒋英,梁冬云,李波（4-20）SLon 离心机分选钨锡微细粒级矿泥的工艺试验易凡,陈禄政,熊涛,黄会春,李华,李振飞（4-26）磨矿浓度的串级PID 控制郭文萍,刘述春,陈清,曾令挥（4-32）江西大吉山钨多金属矿勘查新进展与资源潜力吴明珠,邱凯,谢明璜（5-1）浒坑钨矿南部区段矿床类型及赋存规律初探孙最强,周孝满,何维基,江辉（5-6）几种岩石点荷载强度与单轴抗压强度之间的关系研究郭延辉,侯克鹏,蒋军,牛向东（5-13）某钨多金属矿尾矿水处理与回用试验研究尚兴科,周晓彤（5-18）新型捕收剂ZL 在白钨浮选中的应用吴海燕,戚光荣,林辉（5-25）从细粒钨锡混合精矿中分离白钨矿的试验研究付广钦,周晓彤,邓丽红,关通（5-31）湖北通城县大坪钨矿地质特征及找矿方向尹近,徐兴宽,张文胜,田彩霞,薛哲,龙兴跃（6-1）蒙古国西部乌兰乌拉钨矿床地质特征及找矿方向刘亚朋,张帅,石传军,孟祥熙,李江鹏,张发山（6-9）皖南某低品位钨银矿浮选工艺研究杜淑华,潘邦龙,夏亮（6-14）湖南某钨矿XRT 射线智能选矿机预选抛废研究与应用贾妮（6-20）某多金属选矿厂磨矿分级工艺优化研究黄伟生,王忠海,刘杰,徐涛（6-25）《中国钨业》2019年总目次题目期页题目期页第6期·冶金·材料·折点氯化法除钨冶炼厂氨氮废水研究陈星宇,马鑫铭,史明,唐忠阳,刘旭恒,黄少波,赵中伟（1-45）钨渣回收利用技术研究现状谢建清（1-50）不同单斜仲钨酸铵在惰性气体中的热分解研究王玥,陈杉杉,马丽丽,林高安（1-58）难熔金属溅射靶材的应用及制备技术王晖,夏明星,李延超,刘啸锋,蔡小梅,白润,张新（1-64）超音速火焰喷涂86WC-10Co-4Cr涂层的抗氧化性能刘宝刚,谢颖,王倩,陶楠,李鸿娟（1-70）高比重钨合金注射成形工艺研究王威（2-34）高钙白钨矿分解工业试验研究杨运光,万林生,龚丹丹（2-39）球形钨粉的制备及粉末特性研究张莹莹,刘国辉,周武平,熊宁,王广达（2-43）金相分析在YG类硬质合金中的应用朱二涛,张久兴,杨新宇,羊建高,潘亚飞（2-50）新型X射线屏蔽涂料的制备及其性能研究张静,冯建,伍方,李邦怿,朱玉斌（3-41）WO42-对红色荧光粉Na2CaSiO4颐Eu3+发光性能的影响研究隆金桥,崔连胜,姚鹏飞,刘晓凤,谭能文,舒韦（3-46）退火温度对TaW12合金组织性能的影响张新,王晖,李延超,李来平（3-51）细颗粒蓝色氧化钨制备工艺研究余春荣,谢中华,徐双,陈亿,黄亮（4-36）粉末粒度对超粗晶硬质合金性能影响的研究汤昌仁,梁瑜,郭永忠,陈玉柏,杨树忠（4-41）超细晶硬质合金混合料的球磨混料机制唐炜,肖颖奕,杨树忠,张帆,文小强,许洋（4-47）不同偏压下Cr/CrCN涂层在3.5%NaCl环境下的电化学及摩擦学行为朱瑞源,陈颢,郭圣达,羊求民,陈丽勇（4-55）低温离解高温自还原制备细颗粒蓝色氧化钨陈升（4-62）724型阳离子树脂从钨酸铵溶液吸附除镁的动力学张永会,杨亮（5-36）碳酸钙沉淀法从钨酸钠溶液中深度脱除磷的研究方君娟,王水龙,杨亮（5-42）网状结构硬质合金发展现状唐炜,郭永忠,杨树忠,张帆,肖颖奕,谭敦强（5-46）超音速等离子喷涂WC10Co4Cr涂层干湿条件下的摩擦磨损性能研究徐一,于修水,蒋穹,唐建成,张思宇（5-54）稀土金属对超细晶WC-Co硬质合金组织和性能的影响杨树忠,唐炜,肖颖奕,王玉香,张帆（5-59）钎焊工艺对钨/钢焊缝组织结构和焊接强度的影响郑春财（5-65）高纯均相针状紫色氧化钨制备工艺研究谢中华,余春荣,汪壮瀚,徐双,陈亿,黄亮（5-71）添加锰对WC-8Co硬质合金组织和性能的影响唐启佳,李重典,李锐（6-30）Mo-0.7%La合金热处理后的微观组织稳定性研究刘仁智,张铁军,安耿（6-36）钨渣脱水过程中加压过滤机的应用实践余春荣,黄亮,徐双,李跃海,陆晓晖（6-43）WC粉末碳化工艺与球磨时间对亚微晶硬质合金显微组织与性能的影响刘志芳,梁瑜,钟腾飞,郭永忠,覃伟坚,汤昌仁（6-48）团粒/基体体积比对网状结构硬质合金组织结构及性能的影响唐炜,杨树忠,郭永忠,肖颖奕,欧立明,谭敦强（6-54）高纯钨的制备及粒度影响研究郑艾龙,吴传露,杨益航,黄志民,陈俊卿,叶铭海（6-61）·环保·分析·上饶市矿山地质环境影响评估及防治建议舒顺平,舒仲强,何登华（3-55）全谱直流电弧发射光谱法同时测定钨中19种杂质元素吴冬梅,赵燕秋,付国余（3-60）ICP-OES法测定钼精矿及焙烧钼精矿中的钨量刘鸿,谢璐,杨峰（3-65）二苯硫脲泡塑富集测定钨矿中的金马怡飞,汪广恒,柯艳,高文旭,王恒（4-66）电感耦合等离子体发射光谱法同时测定钨锡矿中6种元素李延超,梁静,李来平,刘啸峰,林小辉,杨毅超,张国君（4-70）ICP-OES法测定碳化钨中的高含量铬陈焕涛,李盛意（4-75）·机械·自动化·基于深度相机的矿斗载矿量的测量方法杨文龙,马保亮,陈辰（6-69）·其他·厦门钨业钨产业领域在华专利布局分析鄢春根,王志强,黄桂花,徐笑阳,成飞（1-75）株洲硬质合金集团有限公司钨产业专利布局分析鄢春根,廖睿,徐笑阳（2-67）我国钨产业现状及战略储备思考袁博,孙立楠,王国平,刘良先（2-74）77第34卷《电弧焊和等离子焊接、切割用钨电极》国家标准解析王芦燕,于月光,彭鹰,李曹兵,张宇晴（3-69）《中国钨业》2019年第34卷总目次（6-76）·行业信息·柿竹园公司喜获国家科学技术进步二等奖（1-9）；敬告作者（1-31）；《中国钨业》征稿征订启事（1-80）；敬告作者（2-15）；柿竹园公司喜获湖南省科技进步二等奖（2-22）；《中国钨业》征稿征订启事（2-28）；《中国发明与专利》杂志征稿征订启事（2-38）；《中国钨业》来稿须知（2-49）；中国钨业协会六届十七次主席团会议在赣州召开（2-78）；《中国钨业》征稿征订启事（3-6）；敬告作者（3-11）；《中国钨业》中青年编委招募（3-77）；柿竹园公司上半年实现“双超”（3-78）；《中国钨业》来稿须知（4-40）；敬告作者（4-46）；《中国钨业》征稿征订启事（4-54）；敬告作者（5-12）；《中国钨业》来稿须知（5-30）；《中国钨业》征稿征订启事（5-41）；柿竹园公司开展“红旗班组”创建活动（5-64）；更正说明（5-77）；《中国钨业》专题稿约（5-78）；中国钨业协会六届十九次主席团会议召开（6-8）；《中国发明与专利》杂志征稿征订启事（6-19）；《《中国钨业》征稿征订启事（6-24）；敬告作者（6-35）；中国钨业》专题稿约（6-75）78。
广域电磁法在金属矿山深部找矿中的应用
77矿产资源M ineral resources广域电磁法在金属矿山深部找矿中的应用谢宇飞甘肃省地质调查院，甘肃 兰州 ７３００００摘 要：广域电磁法（ＷＥＭ）作为一种先进的地球物理勘探技术，已经在金属矿山深部找矿中显示出其显著的潜力和应用价值。
ＷＥＭ利用电磁波探测地下结构，尤其擅长于识别和定位高电导率的金属矿物。
在深部矿物勘探领域，ＷＥＭ不仅提供了一种穿透深层地壳的手段，还能够在复杂的地质环境中实现精确探测。
本文将探讨ＷＥＭ的工作原理、技术优势、以及其在金属矿山深部勘探中的应用。
特别关注的是ＷＥＭ在数据处理、三维建模、与其他勘探方法的结合使用以及技术创新方面的进展，旨在全面理解ＷＥＭ在深部找矿中的潜力和挑战。
关键词：广域电磁法；金属矿山；深部找矿；应用中图分类号：Ｐ６３１．３２５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２４）０３－００７７－３Application of Wide Area Electromagnetic Method in Deep Exploration of Metal MinesXIE Yu-feiＧｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｒｖｅｙ ｏｆ Ｇａｎｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００００，ＣｈｉｎａAbstract: Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｍｅｔｈｏｄ （ＷＥＭ）， ａｓ ａｎ ａｄｖａｎｃｅｄ ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｈａｓ ｓｈｏｗｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ ｉｎ ｄｅｅｐ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｓ． ＷＥＭ ｕｔｉｌｉｚｅｓ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｗａｖｅｓ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ， ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ａｄｅｐｔ ａｔ ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ ａｎｄ ｌｏｃａｔｉｎｇ ｈｉｇｈ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｒａｌｓ． Ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｄｅｅｐ ｍｉｎｅｒａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ， ＷＥＭ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ ｄｅｅｐ ｃｒｕｓｔ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｅｎａｂｌｅｓ ｐｒｅｃｉｓｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｃｏｍｐｌｅｘ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ． Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｗｉｌｌ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ， ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ， ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＷＥＭ ｉｎ ｄｅｅｐ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｓ． Ｓｐｅｃｉａｌ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｉｓ ｐａｉｄ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ＷＥＭ ｉｎ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， ３Ｄ ｍｏｄｅｌｉｎｇ， ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｕｓｅ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ， ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ， ａｉｍｉｎｇ ｔｏ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｎｄ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｏｆ ＷＥＭ ｉｎ ｄｅｅｐ ｍｉｎｅｒａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ．Keywords: Ｗｉｄｅ ａｒｅａ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄ； Ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｓ； Ｄｅｅｐ ｍｉｎｅｒａｌ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－１２作者简介：谢宇飞，男，生于１９９２年，汉族，甘肃天水人，本科，工程师，研究方向：地球物理重磁电固体矿产勘查。
《2024年多因素作用下受载煤岩体电磁辐射规律实验研究》范文
《多因素作用下受载煤岩体电磁辐射规律实验研究》篇一一、引言随着对矿产资源开采的不断深入，煤矿安全成为亟待解决的重要问题。
在煤矿生产过程中，受载煤岩体的稳定性和安全性直接关系到矿井的安全。
近年来，电磁辐射技术在煤矿安全监测中得到了广泛应用。
本文旨在通过实验研究多因素作用下受载煤岩体电磁辐射的规律，为煤矿安全生产提供理论依据和技术支持。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验所使用的煤岩体样品取自某煤矿，经过加工处理后，得到符合实验要求的样品。
2. 实验方法（1）制备不同因素（如应力、温度、湿度等）下的煤岩体样品；（2）采用电磁辐射监测设备对受载煤岩体进行实时监测；（3）记录并分析不同因素作用下煤岩体电磁辐射的变化规律；（4）结合理论分析和数值模拟，探讨多因素作用下煤岩体电磁辐射的机理。
三、实验结果与分析1. 单因素作用下煤岩体电磁辐射规律（1）应力作用下：随着应力的增加，煤岩体电磁辐射强度逐渐增大，呈现出明显的正相关关系；（2）温度作用下：温度对煤岩体电磁辐射的影响表现为在一定范围内，随着温度的升高，电磁辐射强度先增大后减小；（3）湿度作用下：湿度对煤岩体电磁辐射的影响较小，但湿度变化会影响煤岩体的物理性质，进而影响电磁辐射的传播。
2. 多因素作用下煤岩体电磁辐射规律在多因素（如应力、温度、湿度等）共同作用下，煤岩体电磁辐射表现出复杂的非线性变化规律。
通过实验数据和理论分析，发现多因素之间存在相互作用和影响，共同决定了煤岩体电磁辐射的强度和频率。
3. 煤岩体电磁辐射机理探讨结合实验结果和理论分析，认为煤岩体在受载过程中会产生微裂纹和损伤，这些微裂纹和损伤会改变煤岩体的物理性质和电性性质，从而产生电磁辐射。
多因素作用下，微裂纹和损伤的扩展和演化规律发生变化，导致电磁辐射的强度和频率发生变化。
四、讨论与结论本文通过实验研究多因素作用下受载煤岩体电磁辐射的规律，得出以下结论：1. 应力是影响煤岩体电磁辐射的主要因素之一，随着应力的增加，电磁辐射强度逐渐增大；2. 温度对煤岩体电磁辐射的影响表现为先增大后减小，存在一个最佳温度范围；3. 湿度对煤岩体电磁辐射的影响较小，但会影响煤岩体的物理性质和电性性质；4. 多因素之间存在相互作用和影响，共同决定了煤岩体电磁辐射的强度和频率；5. 煤岩体在受载过程中产生的微裂纹和损伤是电磁辐射产生的主要原因。
煤与瓦斯突出电磁辐射的监测及应用
煤与瓦斯突出电磁辐射的监测及应用煤与瓦斯突出概述煤与瓦斯突出是煤矿安全生产中的重要问题。
煤与瓦斯突出是指由于煤层面内应力分布失稳，导致一个或多个煤柱破坏，煤层瓦斯突然释放，形成一定压力和速度的瓦斯流，而且与这种瓦斯流同时爆发出来的煤与矿物碎块等杂物，所构成的不稳定岩层现象。
煤与瓦斯突出是一种突然发生的灾害，常常伴随着巨大的喷流和爆炸声，是煤矿发生的一种重大事故。
据统计，煤与瓦斯突出是我国煤矿事故中造成人员伤亡和经济损失最为严重的一种事故类型。
煤与瓦斯突出电磁辐射的物理基础煤与瓦斯突出在煤层破裂与瓦斯喷出的过程中会产生大量的电磁波辐射。
这主要是因为在煤层破裂和瓦斯喷出的过程中，由于煤与矿物碎块等材料的快速摩擦同时产生了电荷的分离和移动，由此产生了较强的电磁辐射信号。
煤与瓦斯突出产生的电磁波辐射信号主要包括低频、中频和高频三个频段。
低频电磁辐射信号是指频率在几百赫兹以下的电磁辐射信号，主要是由于瓦斯和岩层中的电荷分离和迁移过程，以及瓦斯流动所产生的涡电流和静电荷所引起的。
低频电磁辐射信号具有较强的穿透力和远距离传输能力，但是受到地形、电磁干扰和信噪比等因素的影响较大。
中频电磁辐射信号是指频率在几千赫兹以上几百兆赫兹以下的电磁辐射信号，主要是由于煤与瓦斯突出中电荷迁移和瓦斯流动所产生的涡流和静电荷所引起的。
中频电磁辐射信号的穿透能力比低频电磁辐射信号要差一些，但是受到地形和电磁干扰的影响较小，信噪比较高。
高频电磁辐射信号是指频率在几百兆赫兹以上的电磁辐射信号，主要是由于煤与瓦斯突出中的电子、离子、分子和原子等的振动和转化所产生的。
这种电磁辐射信号的传播距离比较短，但是受地形和电磁干扰的影响也较小。
煤与瓦斯突出电磁辐射的监测技术煤与瓦斯突出电磁辐射监测技术是一种利用电磁辐射信号来监测煤与瓦斯突出的技术。
其主要原理是利用地表接收到的煤与瓦斯突出电磁辐射信号来判断煤层内的状况，从而预测煤与瓦斯突出的危险程度和发生可能性。
采矿地球物理(07煤岩变形破裂的电磁辐射)
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中国矿业大学
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E /mV
煤样变形破坏的EME分布 140 120 100
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图7-2 7煤的试验结果
载荷/KN
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煤样变形破坏的P-t曲线 40
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中国矿业大学
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从上述分析可以得出，煤岩体产生电磁辐射， 源于煤岩体的非均质性，是由应力作用下煤岩体中 产生非均匀变速形变而引起的。受载煤岩体中发生 以下电荷(或带电粒子)运动过程：
（1）煤岩材料变形及破裂时能够产生电磁场， 有两种形式：一种是由电荷，特别是试样表面积累 电荷引起的库仑场(或准静电场)；另一种是由带电 粒子作变速运动产生的电磁辐射，是一种脉冲波。
中国矿业大学
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发射出来的这些低速运动带电粒子在电场的 作用下加速，当带电粒子碰撞到周围环境介质的 分子或原子，或碰撞到周围的煤岩体裂隙表面时 会减速，在其变速运动过程中会产生电磁辐射。 后者形成的电磁辐射也叫韧致辐射。由于可能形 成了大量的带电粒子，因此会产生从低频电磁辐 射到x光的宽频带电磁辐射。
煤岩电磁辐射技术及其应用第二讲
一、煤岩动力灾害 ——顶板事故
2011年9月24日15时19分，云南曲靖祠堂坡煤矿发生 一起顶板垮落事故，造成5人死亡。
《盲井》剧照
现实版盲井
煤体内开掘切割眼后应力重新分布
a—切眼宽度；Q—切眼上部岩体重量； H—煤层距地面深度；γ—上覆岩层的容重
工作面围岩应力分布
a—增压区；b—减压区；c—稳压区
基本顶初次周期垮落（来压）示意图
L2--周期垮落步距；h—直接顶厚度；m—煤层厚度
岩层移动推测图
(a)岩层内部破坏推测图 1—冒落带；2—裂隙带；3—弯曲下沉带
（b）沿工作面推进方向的分区(裂隙带)
A-煤壁支承区；B-离层区；C-重新压实区
“其上支板，以防压崩 耳。凡煤炭去空，而后 以土填实其井 。”
力－时间曲线
P/kN
100
150 t/s
200
250
300
电磁辐射与载荷有较好 的对应关系，电磁辐射随 着摩擦力的增大而增大。
脉冲数 能量
原煤摩擦实验电磁辐射图
二、煤岩电磁辐射的研究——实验研究
4、煤岩分级加载及蠕变过程电磁辐射特征规律
7 6 5 4 3 2 1 0 0
应变ε /%
б =5.9MPa
电液伺服压力试验机
二、煤岩电磁辐射的研究—— 实验研究
课题组通过对不同煤矿、上千块煤岩试样的实验测试，主要 研究了以下内容：
不同类型煤岩冲击破坏的电磁辐射特性及与应力、变形之间的相 关性；
不同作用因素（加载方式：单轴压缩、单轴拉伸、磨擦、蠕变、 冲击、三轴等）、加载速率、煤岩类型（不同矿区的煤岩、不同 冲击危险性的煤、岩石、组合煤岩、不同含水量的煤岩）下的电 磁辐射规律； 电磁辐射与声发射的相关性。
煤岩电磁辐射技术研究及其应用_陈亚运
图2煤层试样单轴压裂破坏过程中电磁辐射试验结果煤岩电磁辐射技术研究及其应用摘要:电磁辐射是煤岩体受到采动影响后应力重新分布或变形破裂趋向新的平衡的结果。
综述煤岩的电磁辐射技术的研究及其应用，包括煤岩受载产生的电磁辐射与应力和变形破裂程度的关系、电磁辐射的原理等研究，以及电磁辐射技术在煤岩冲击地压灾害预测方面的研究和应用。
关键词:煤岩；电磁辐射技术；冲击地压；应用中图分类号:TD324文献标识码:A 文章编号:1008-8725（2011）09-0203-02Research and Appliance of Technique ofCoal Rock Electromagnetic RadiationCHEN Ya-yun,ZHOU Zhen-jun（College of Sunyueqi,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,China ）Abstract:Electromagnetic radiation happens when stress is re-distributed,deformed or broken and then comes to a new balance after the coal rocks are extracted.This article mainly deals with the research and appliance of the technique of coal rock electromagnetic radiation.It includes the reasearch of the electromagnetic radiation reduced by the stressed coal rocks and it has some －thing to do with the relationship between the stress and the extent of the deforming and break －ing.It deals with the theory of electromagnetic radiation.Also it deals with the research and ap －pliance of the technique of electromagnetic radiation in the disaster prediction of rock burst.Key words:coal rocks;technique of coal rock electromagnetic radiation;rock burst;appliance收稿日期:2010-12-29;修订日期:2011-05-13作者简介:陈亚运（1990-），男，江苏盐城人，中国矿业大学学生。
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电磁辐射信号在金属矿岩中的传播万国香; 王其胜; 李夕兵; 蔡十华【期刊名称】《《中国钨业》》【年(卷),期】2019(034)003【总页数】5页(P7-11)【关键词】衰减; 纵波; 电磁信号; 电导率【作者】万国香; 王其胜; 李夕兵; 蔡十华【作者单位】嘉应学院物理与光信息科技学院广东梅州 514015; 嘉应学院土木工程学院广东梅州 514015; 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙 410083;江西师范大学物理与通信电子学院江西南昌 330027【正文语种】中文【中图分类】TU452近年来，岩石受力变形破裂过程中产生的电磁辐射信号备受人们的关注[1-5]。
研究者开展了大量的室内实验来探测该种电磁信号，并试图研究它的产生机制[6-10]。
岩石破裂电磁辐射效应的研究，对于地震预测或者金属矿山冲击地压危险性的监测等均有重要的研究价值。
金安中等人开展了野外爆破试验，在爆点附近记录到了中低频电磁信号，并说明该信号受岩石属性、爆破能量以及观测距离和方向等众多因素的影响[11]。
赵扬锋等[12]人研究结果表明岩石变形破裂产生的电荷信号受应力变化速率的影响，在应力变化速率大时，会有较强的电荷信号出现。
宋大钊等[13]人研究了煤岩体损伤破坏过程中的能量转化机制，并建立了受载煤岩体的电磁辐射能与耗散能两者间的关系。
赵伏军等[14]人试验结果表明，岩石破碎过程中产生的声发射和电磁辐射信号波形变化与刀具侵入的载荷曲线均呈跃进式特征，且具有较好的一致性；声发射和电磁辐射信号随加载速率增加而增强。
为了解释所探测到的岩石电磁信号，人们提出了各自不同的观点，比如“动电效应”，裂纹尖端电荷运动、微破裂产生电偶极子、偶电层[4，10，22]的观点、电子发射激发空气、天然半导体效应[7]、压电压磁效应[6-7]等，目前关于电磁辐射的产生机制还没有定论[8]。
Yoshida等[15]试验结果表明，与非压电岩石的试验结果相比，他们认为压电性是岩石破裂产生电磁信号的最重要的产生机制。
压电法已作为一种新的找矿方法，在苏联（后来主要是俄国）应用了几十年，取得了较好的地质效果，近年来我国的压电法也越来越完善[16]。
本课题组基于压电效应，研究了岩石在爆炸应力波作用下岩石电磁信号特征[17]。
另外，纵观以往学者们的研究，对于金属矿岩中电磁辐射的传播特性鲜有涉及，因此在前期工作的基础上，进一步研究平面纵波下产生的电磁信号在金属矿岩中的传播规律。
1 平面波下电磁信号本文首先基于压电效应，得到岩石中电磁辐射信号，由于篇幅问题，在此暂时考虑岩石在纵波下产生的电磁信号，横波可另行研究。
1.1 无衰减平面波下电磁信号假设岩体中有一个纵波（x传播x偏振），可以表示为[18]：式中：ω 为角频率，rad/s；k 为波数，m-1。
式中：ρ为岩石密度，kg/m3；cp为岩石纵波波速，m/s；ρe为炸药密度，kg/m3；D 为炸药波速，m/s。
对于常用固体炸药，可近似取b=3。
结合压电方程和麦克斯韦方程组可得[17]：式中：μ0为真空磁导率，H/m；εxx为介电系数，F/m；dz1为压电系数，C/N；下标1是为了与下面的电场进行区别，下标z表示方向。
1.2 衰减平面波下电磁信号假设岩体中有一个x传播x偏振的衰减纵波，形如式（4）[19]。
其中：式中：D0为岩石的初始损伤，实际测量起来比较困难，在工程上，一般取D0≤0.6，因此在文中取D0=0～0.6[19]。
同理，可以得到衰减平面波下电场表达式为式（6）[17]。
其中：2 金属矿岩中电磁信号的传播若不考虑产生电磁信号的“应力波源”的衰减，电磁信号在完整的非金属矿岩石中的传播时，几乎不会产生宏观电流，基本属于理想化的问题，幅值不会发生衰减。
如果是金属矿岩，根据文献[20]，其电导率最大值可达10-2S/m左右，该值远大于非金属矿岩石，因而容易形成宏观电流，产生焦耳热，从而产生消耗电磁信号的能量。
考虑到金属矿岩石具有较高的电导率，可以近似地将它视为导体。
在导体内部有J=σE，此时的波矢量不再是实数，而是复数。
可以令：2.1 无衰减平面波下电磁信号联合式（3）和式（8），则可以得到金属矿中的电磁信号：α、β均为正实数，分别称之为衰减常数和相位常数。
为简单起见，如果考虑垂直入射，则有[21]：不过对于金属矿来说，并不能等同于纯金属，因此很难达到良导体的条件，在此作一个特别说明。
由表达式（9）可以看出，理想化无衰减的平面所产生的电磁信号在金属矿石将会产生衰减，其衰减的程度由衰减常数决定。
2.2 衰减平面波下电磁信号根据表达式（6）和（8），可以得到衰减平面电磁波的电磁信号在金属矿中的表达式：从表达式（13）可以看出，电磁信号本来已经存在衰减，此时加上衰减常数，电磁信号衰减更严重了。
电场强度E的下标1和2分别表示无衰减平面波和衰减平面波两种情况下的电场表达式。
如果是良导体，则更有简单的表达式[21]：3 参数研究根据公式（9）计算可以得到平面波下电场幅值变化，分别如图1和图2所示；根据公式（13）计算可以得到球面波下电场幅值变化，分别如图3和图4。
在计算时，为了考虑电导率和磁导率对电场幅值的影响，固定其他参数的取值。
考虑到参数的选择应具有实际意义，根据文献[22]对广西瑚珊锡矿脉石英样品的实际测量数据，取dz1=193.22×10-15CN-1；为考查电磁信号的传播问题，结合分析文献[20]对实际金属矿井的报道，进一步确定电导率取值范围从10-8量级至 10-1量级，ε=1.2×10-12F/m，采用固定变量法，取岩石密度ρ=2700 kg/m3，纵波传播速度cp=5600 m/s；炸药密度ρe=1630 kg/m3，炸药波速D=6900 m/s[19]。
其他参数取值见对应图示；考虑到压电法等为低频段，取频率f=2 Hz。
图1和图2表示在岩石无衰减平面波作用下所产生的电磁信号，随电导率和传播距离的变化。
从图1和图2均可以看出，即使平面波无衰减，它所产生的电场幅值也将随着传播距离发生衰减，这是电导率的存在而导致的。
这与相同条件下，非金属矿中电磁辐射信号的传播结果是不一样的[17]。
图1 无衰减平面波下电场幅值随传播距离的衰减Fig.1 Attenuation of electric field amplitude with the changing propagation distance under non-attenuated plane wave图2 无衰减平面波下电场幅值随电导率的衰减Fig.2 Attenuation of electricfield amplitude with the changing conductivity under non-attenuated plane wave从图1可以看出，在电导率为10-8S/m量级时，此时的电导率值对应于非金属电介质材料，电场值几乎和横坐标平行，说明电导率对电场的衰减并不明显；当电导率增加到10-4S/m量级时，电场值发生衰减，电导率对电场的衰减作用逐渐显示它的影响力。
当电导率到达10-2S/m时，电导率对电场的衰减作用十分显著，当传播至180 m左右时，电场幅值已经几乎衰减一半。
对于金属矿，电导率的最大值是可以达到10-1S/m左右的[20]，这种情况下，电导率对电场的衰减不可忽视。
文献[22]的试验结果表明，含金属硫化物的岩石（黄铁矿石、黄铜矿石，方铅矿等）均能产生较强的电磁辐射信号，信号强度跟接收天线与岩石标本之间的距离有很大关系，有的观测点几乎探测不到电磁信号，这极有可能与岩石的高电导率值有关，正是高电导率值导致电磁信号随距离发生比较剧烈的衰减。
图3和图4表示岩石在衰减平面波作用下所产生的电磁信号随电导率、岩石的初始损伤和传播距离的变化。
从图3可以看出，电场随初始损伤增大而衰减，曲线1和2非常接近，几乎重合在一起，说明此时电导率对电场的衰减作用相比于初始损伤显得“弱”一些。
当电导率增大到时，相比于曲线1和2，电场的幅值下降了许多，说明此时电导率对电场的衰减作用越来越“强”。
图4的结果再次验证了图3的分析结果，在电导率比较小的情况下，岩石的初始损伤对电场的衰减作用更加明显。
图3 衰减平面波下电场随岩石初始损伤的衰减Fig.3 Attenuation of electric field with initial damage of rock under attenuated plane wave图4 衰减平面波下电场随传播距离的衰减Fig.4 Attenuation of electric field with propagation distance under attenuated plane wave从以上的分析结果来看，相比于非金属矿，由于金属矿具有较大的电导率值，由于压电效应所产生的电磁信号衰减比较迅速，因而有可能在一定范围内是难以探测到电磁辐射信号的，而在某些离产生电磁信号“源”距离较近的区域，可能仍有可能探测到电磁信号，这与文献[11]的研究结果基本相符。
4 结论（1）基于压电效应，结合导体中波矢量发生改变的事实，得到了理想和衰减平面纵波下金属矿中电场的表达式。
（2）计算结果表明，在金属矿中，由于电导率的存在，即使是无衰减平面波产生的电磁信号也将随传播发生衰减，电导率越大，电场衰减越剧烈。
（3）在无衰减平面波下，在电导率为1.5×10-8S/m时，电导率对电场的衰减作用并不明显，当电导率增加到2.5×10-4S/m量级时，电导率对电场的衰减逐渐增强。
当电导率达到1.8×10-2S/m时，电导率对电场的衰减作用十分显著。
在衰减平面波作用下，电场同时随着电导率和岩石初始损伤两者发生衰减，当电导率低于2.5×10-3S/m时，电导率对电场的衰减作用相比于初始损伤显得“弱”一些。
当电导率增大到1.8×10-1S/m时，电导率对电场的衰减作用越来越“强”，在电导率和初始损伤两者共同影响下，电场迅速衰减。
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