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。
矿物材料对电磁波的吸收特性及其应用
第5期2006年10月 矿产综合利用M ulti purpose Utili za ti on of M i n era l Resources No .5O ct .2006 综合评述 矿物材料对电磁波的吸收特性及其应用管登高1,王树根2(1.成都理工大学材料与化学化工学院,四川 成都 610059;2.中国地质科学院矿产综合利用研究所,四川 成都 610041) 摘要:分析了矿物的宏观电磁参数(σ、μ′、μ″、ε′、ε″)对电磁波吸收性能的影响及其在地质、冶金和材料科学中的应用。
结果表明,矿物的电磁参数会影响其波阻抗与空气阻抗的匹配程度,提高阻抗匹配程度,可降低矿物对入射电磁波的反射,增加矿物对进入其内部的电磁波的吸收;矿物对电磁波的吸收损耗取决于该矿物的电磁参数及电磁波的频率f;不同矿物的导电性、介电损耗和磁损耗特性差异较大,矿物电磁参数随频率的改变而改变。
搞清矿物的电磁特性对地质遥感、矿冶工程以及电磁功能材料制备有较强的实用意义。
关键词:矿物材料;电磁参量;吸波特性;电导率;介电常数;磁导率中图分类号:P579 文献标识码:A 文章编号:100026532(2006)0520017205 地质过程中形成的数量众多、不同类型的矿物和岩石对入射电磁波有一定的反射、吸收、散射和透射性能。
这既是遥感测量和矿产资源普查的前提,也是鉴定、分离矿物及其利用矿物制备电磁功能材料的物理依据。
在电子和信息时代,信息的产生、传递、接收、处理和存储要以电磁波为载体,地球表面的矿物和岩石对电磁波的不同吸收反射性能会对信息的传播产生明显的影响。
随着电子电气设备的大量应用,电磁空间环境污染日益严重,市场对电磁波屏蔽吸收材料的数量和品质有了更高的要求。
天然矿物成本低廉,若将某些具有优异电磁特性的天然矿物经过特殊处理,可研制出低成本高性能的这类功能材料。
因此,研究矿物对电磁波的吸波性能及其应用具有重要的现实意义。
1 矿物对电磁波的吸收1.1 矿物对电磁波的吸收作用具有一定能量的电磁波入射到矿物表面时,由于矿物的波阻抗与空气的波阻抗不匹配,电磁波会被反射回空气中。
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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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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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
China University of Mining & Technology
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。
电磁辐射信号在金属矿岩中的传播
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。
岩石破裂过程中电磁辐射信号特征研究
４７０
物探化探计算技术
４１ 卷
律。２００４年，Ｓｏｔｏｌｏｎｇｏ－Ｃｏｓｔａ等 提 ［１６］ 出 了 地 震 的 Ｆｒａｇｍｅｎｔ－Ａｓｐｅｒｉｔｙ模型（即 ＳＣＰ 模型），他 们认为 地震能量 的 释 放 与 模 型 中 碎 片 （Ｆｒａｇｍｅｎｔ）大 小 的 分布有关，并且认为 破 裂 过 程 是 一 种 长 程 相 互 作 用 的现象，属于非广延问题。于是他们 利用 Ｔｓａｌｌｉｓ熵 的最大熵原理推导 出 地 震 的 能 量 分 布 函 数，该 函 数 可以描述更广能量范围内的地震能量分 布情况。随 后该 模 型 被 用 于 一 系 列 地 震 研 究 中［１７－１９］。Ｃｈｍｅｌ 等 修 ［１５］ 改了 Ｓｉｌｖａ［１７］推 导 出 的 能 量 分 布 函 数，并 将 其用于分析岩石破裂过 程 中 犈犕犈、犃犈 和 破 裂 发 光 （犉犔）信 号 的 能 量 分 布 情 况 ，三 类 信 号 的 拟 合 结 果 都 很好。因此，这里尝试用 Ｃｈｍｅｌ等 改 进 的 能 量 分 布 函数来分析 岩 石 破 裂 过 程 中 犈犕犈 的 能 量 特 征，推 测岩石破裂类型和裂纹的发育过程。
由于 ＧＲ 定律所表现的对数－线性关系 不能 描 述 地 震 目 录 中 震 级 过 大／过 小 的 地 震 事 件 ，因 此 人 们 一直在寻找可以描述更广震级范围内地震事件的定
收 稿 日 期 ：２０１８０３２９ 基 金 项 目 ： 国 家 自 然 科 学 基 金 （４１００４０２９） 第 一 作 者 ： 张 雪 娟 （１９９０－ ），女 ，硕 士 ，主 要 从 事 岩 石 电 磁 实 验 的 研 究 ，Ｅｍａｉｌ：２２３５４７０４９９＠ｑｑ．ｃｏｍ。
关 键 词 ： 岩 石 破 裂 ；电 磁 辐 射 ；声 发 射 ；非 广 延 分 析 ；ｂ 值 ；统 一 等 待 时 间 定 标 律 中 图 分 类 号 ：Ｐ６３１．２ 文 献 标 志 码 ：Ａ 犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１１７４９．２０１９．０４．０５
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（6）[17]。 其中：
E2（ z）=ce-浊xe（i 棕t-kx）
（6）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
c
=-
滋0dz1T0 棕2 浊2+i2k浊+滋0着xx 棕2-k
2
（7）
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
关键词：衰减；纵波；电磁信号；电导率
中图分类号：TU452
文献标识码：A
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 的 [4，10，22] 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
籽e
为炸药密度，kg/m3；D
为炸药波速，m/s。Pe=
籽eD2 b+1
，
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]：
E（1
z）=-
滋0dz1T0棕2 滋0着xx棕2-k2
e（i 棕t-kx）
（3）
式中：滋0 为真空磁导率，H/m；着xx 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
以令：
k=茁+i琢 2.1 无衰减平面波下电磁信号
（8）
联合式（3）和式（8），则可以得到金属矿中的电
磁信号：
第 34 卷
（1）
收稿日期：2019-03-03 资助项目：贵州省自然科学基金（[2017]1072） 作者简介：万国香（1979-），女，江西南昌人，副教授，主要从事岩石破裂的电磁辐射和声发射研究工作。
8
T0=
2 籽cp 籽cp+籽eD
伊Pe
（2）
式中：籽 为岩石密度，kg/m3；cp 为岩石纵波波速，m/s；
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 10-2 S/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=滓E，此时的波矢量不再是实数，而是复数。可
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：
T1=x赞 T0e-浊xe（i 棕 t-kx）
（4）
T0=
2 籽cp 籽cp+籽eD
伊Pe，浊=0.826 1D0+0.139 3
（5）
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臆0.6，因此在文中取 D0=0～0.6[19]。
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。
明显，当电导率增加到 10-4 S/m 量级时，电导率对电场的衰减逐渐增强。当电导率到达 10-2 S/m 时，电导率对电场的
衰减作用十分显著。当电导率低于 10-3 量级时，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
增大到近 10-2 S/m 时，电导率对电场的衰减作用越来越“强”。
第 34 卷第 3 期 2019 年 6 月
悦澡蚤灶葬 栽怎灶早泽贼藻灶 陨灶凿怎泽贼则赠
DOI：10.3969/j.issn.员园园9原062圆.2019.03.002
电磁辐射信号在金属矿岩中的传播
灾燥造援34，晕燥援3 Jun.圆园19
万国香 1袁王其胜 2袁李夕兵 3袁蔡十华 4
（1.嘉应学院 物理与光信息科技学院，广东 梅州 514015；2. 嘉应学院 土木工程学院，广东 梅州 514015；3.中南大学 资源与安 全工程学院，湖南 长沙 410083；4.江西师范大学 物理与通信电子学院，江西 南昌 330027）
摘 要：基于压电效应，研究理想平面纵波和衰减平面纵波两种情况下岩石产生的电磁信号在金属矿中的传播。根
据金属矿岩中波矢量的改变，得到了两种纵波条件下金属矿岩中电场的表达式。通过对表达式的计算，结果表明：电
场随着电导率、传播距离和初始损伤增大而不断减小。在电导率为 10-8 S/m 量级时，电导率对电场的衰减作用并不
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]：
T1=x赞 T0e（i 棕t-kx） 式中：棕 为角频率，rad/s；k 为波数，m-1。