等值反磁通瞬变电磁法探测技术规范DB43／T 2955-2024.pdf

DB43/T 2024 295543湖 南 省 地 方 标 准ICS 17.220.20CCS A 55发 布 湖南省市场监督管理局2024-05 发布-13 2024-07 实施-13等值反磁通瞬变电磁法探测技术规范Technical specification for opposing-coils transient electromagneticsDB43/T 2955 2024 I 目 次 前言 1 范围 1 2 规 范性 引用 文件 1 3 术 语和 定义 1 4 符号 2 5 探 测设 计 2 5.1 设计 前的 准备 工作 2 5.2 测网 设计 2 5.3 工作 参数 设计 2 5.4 设计 书要 求 2 6 仪 器设 备要 求 3 6.1 基本 要求 3 6.2 水面 仪器 设备 特殊 要 求 3 6.3 地下 仪器 设备 特殊 要 求 3 7 数 据采 集 3 7.1 一般 要求 3 7.2 地面 作业 数据 采集 3 7.3 地下 作业 数据 采集 4 7.4 水面 作业 数据 采集 5 7.5 数 据 质量 评价 5 8 数 据处 理方 法 5 8.1 数据 预处 理 5 8.2 反演 5 9 定 性分 析与 定量 解释 6 9.1 定性 分析 6 9.2 定量 解释 6 10 成果 6 DB43/T 2955 2024 II DB43/T 2955 2024 III 前 言 本文件 按 照GB/T 1.1 2020 标 准化 工作 导则 第1 部分：标 准化 文件 的结 构和起 草规 则 的规定起草。请注意 本文 件的 某些 内容 可能涉 及专 利。本文 件的 发布机 构不 承担 识别 专利 的责任。本文件 由湖 南省 市场 监督 管理局 提出 和归 口。本文件 起草 单位：湖 南省 计量检 测研 究院、中 南大 学、湖 南五 维 地 质科 技有 限公司、河 北省 地球 物理勘查 院（河北 省浅 层地 热能研 究中 心）。本文件 主要 起草 人：徐昱、席振 铢、黎倩 茜、薛军 平、周 胜、龙霞、侯 海涛、王鹤、高 志海、黄 基文、李 祖强。DB43/T 2955 2024 IV DB43/T 2955 2024 1 等值反磁 通瞬变 电磁法探 测技术 规范 1 范围 本文件 规范 了等 值反 磁通 瞬变电 磁法 地面、地 下以 及水域 探测 项目 的设 计、仪器保 障、数据 采集、资料处 理、成果 解释 以及 报告编 写的 要求。本文件 适用 于探 测的 目标 体具有 一定 规模，与 周围 介质存 在明 显的 电阻 率差 异，并 且要 求电 磁噪 声应弱于 二次 场信 号；本文 件适用 于工 程地 质、水文 地质、固体 矿产 以 及 油气 能源等 勘探 领域。2 规 范性 引用 文件 下列文 件中 的内 容通 过文 中的规 范性 引用 而构 成本 文件必 不可 少的 条款。其 中，注日 期的 引用 文件，仅该日 期对 应的 版本 适用 于本文 件；不注 日期 的引 用文件，其 最新 版本（包 括所有 的修 改单）适 用 于 本文件。GB/T 18314-2009 全球 定 位系统（GPS）测量 规范 DZ/T 0153 2014 物化 探 工程测 量规 范 DZ/T 0187 2016 地面 磁 性源瞬 变电 磁法 技术 规程 JGJ/T 437 2018 城市 地 下病害 体综 合探 测与 风险 技术评 估标 准 DB43/T 2151 2021 等 值 反磁通 瞬变 电磁 法探 测系 统通用 技术 条件 3 术 语和 定义 下列术 语和 定义 适用 于本 文件。3.1 等值反 磁通 瞬变 电磁 法 opposing-coils transient electromagnetics（OCTEM）采用上 下两 个平 行共 轴的 反向串 联磁 性源 为发 射源，接收天 线位 于上 下磁 性源 共轴的 零磁 通水 平面上的晚 期瞬 变电 磁测 深方 法。3.2 拖曳天 线 towing antenna 搭载在 拖体 上的 等值 反磁 通天线。3.3 拖曳作 业 towing operation 拖曳天 线在 水面、滩 涂以 及淤泥 上走 航工 作 的 模式。3.4 定点测 量模 式 static measurement mode 天线处 于静 止状 态下 测量 二次场 的模 式。3.5 动态测 量模 式 dynamic measurement mode 天线处 于运 动状 态下 测量 二次场 的模 式。DB43/T 2955 2024 2 3.6 常规超 前探 测模 式 conventional advanced detection mode 天线底 面与 洞室 掌子 面、顶底板 以及 左右 围墙 平行 或重合 探测 前方 目标 体的 作业方 式。3.7 扇形超 前探 测模 式 fanned detection mode 通过改 变天 线底 面与 洞室 掌子面、顶 底板 以及 左右 围墙的 夹角，实 现探 测前 方目标 体的 作业 方 式。4 符号 下列符 号适 用于 本文 件。f 频 率。电 阻率。t 时 间。U 电 压。D 探 测深 度。M 均方 相对 误差。5 探 测设 计 5.1 设计 前的 准备 工作 5.1.1 根 据探 测目 标与 任 务，收 集相 关的 地质、地 球物理、地 球化 学、钻探、坑探 以及 测绘 等资 料。5.1.2 现 场踏 勘，掌握 地 形、交 通、气候 以及 人文 等施工 条件，调 查电 磁干 扰情况。5.1.3 开 展正 演、物理 试 验或现 场试 验，论证 探测 方法的 有效 性。5.2 测网 设计 5.2.1 根 据探 测目 标体 大 小、产 状、形态 以及 工作 比例尺 的要 求选 择线 距和 点距。5.2.2 测 线应 垂直 目标 体 走向，尽可 能与 地质 勘探 线重合。5.2.3 地下 作业，测点 应 设置在 掌子面、顶 底板或 左右边 墙的中 部区 域，最 小点距 和线距 都应 大于天线的半 径。5.3 工作 参数 设计 5.3.1 最 大探 测深 度按 式（1）估算：t D 28（1）式中：D 探 测深度（单位：m）；工 作区 介质 的电阻 率（单位：m）；t 二次 场值 大 于噪声 背景 值的 最大 有效 衰减时 间(单位：ms)。5.3.2 根 据最 大探 测深 度 D 和环境 噪声 确定 发送 基频，基频 应小 于10004t，t 为 最 大有 效衰减 时间。5.3.3 根 据数 据采 集的 质 量要求，现 场测 试获 得叠 加次数。5.4 设计 书要 求 设计书 应包 括以 下内 容：DB43/T 2955 2024 3 a）目 标与 任务；b）前 人工 作基 础；c）地 质、地球 物理 特征 及物性 条件；d）数 据采 集方 法与 技术；e）数 据处 理技 术与 正反 演方法；f）进 度安 排、经费 预算 以及预 期提 交成 果；g）健 康、安全、环 保等 保障措 施。6 仪 器设 备要 求 6.1 基本 要求 6.1.1 系统 具有自 检、记 录发送 波形、实时监 控工 作状态 的功能，其它 功能 要求详 见 DB43/T 2151 2021 的规 定。6.1.2 天 线应 为收 发一 体，发 送为 磁性 源、接收 为 空芯感 应线 圈，并 具有 等 值反磁 通零 磁通 调零 机构。6.1.3 发 送基 频、电流 准 确度以 及占 空比 等发 送机 关键性 能指 标详 见 DB43/T 2151 2021 的 规定。6.1.4 信 号采 集卡 的分 辨 率、采 样率 以及 动态 范围 等关键 性能 指标 详 见DB43/T 2151 2021 的规 定。6.2 水面 仪器 设备 特殊 要 求 6.2.1 拖 曳缆 长度 15 m，发送 电流 20 A。6.2.2 配 备导 航定 位仪 和 水深测 深仪，仪 器精 度应 达到厘 米级。6.2.3 水 面拖 曳船 的性 能 和规格 应符 合下 列规 定：a）拖 曳船 长度 应8 m、后甲板 长和 宽都 应2 m；b）拖 曳船 排水 量应 4 吨；c）船速 2 4 节时 可匀 速 航行。6.3 地下 仪器 设备 特殊 要 求 6.3.1 收 发天 线直 径30 cm，高度 20 cm。6.3.2 收 发天 线应 配备 角 度传感 器，且精 度1。6.3.3 应 配备 三角 支架 及 角度 调 节杆。6.3.4 在 煤矿 矿井 开展 工 作时，仪器 设备 应满 足相 关的防 爆规 范要 求。7 数 据采 集 7.1 一般 要求 7.1.1 自 检主 机，测试 校 验仪器 设备，保 障仪 器正 常工作。7.1.2 数 据控 制终 端与 主 机 WiFi 连 接良 好，确保 数 据正常 传输。7.1.3 在 已知 目标 体上 开 展现场 试验，得 到发 射基 频、叠 加次 数以 及反 演系 数等参 数。7.2 地面 作业 数据 采集 7.2.1 测 点放 样 测点放 样应 符合 以下 要求：DB43/T 2955 2024 4 a）采 用全 球定 位系 统放 样，详 见 GB/T 18314 2009 和 DZ/T 0153 2014 规 范要求；b）放 样精 度：水平 方向 厘米级，高 程分 米级。7.2.2 定 点测 量模 式仪 器 布置 定点测 量模 式仪 器布 置应 符合以 下要 求：a）以 测点 为中 心现 场构 建半径 0.5 m 的天 线平 台；b）天 线与 地面 接触 耦合 良好，水平 气泡 居中；c）在 测量 期间 天线 应处 于水平 静止 状态；d）传 输缆 应平 铺在 地面 上，不 缠绕；e）天 线与 仪器 主机、操 作平台 的距 离应 5 m；f）操 作平 台与 仪器 主机 的距离 应控 制 在WiFi 信 号 良好覆 盖范 围内；g）现 场人 员、通讯 设备 以及交 通工 具应 远离 天 线5 m 以 上。7.2.3 一 般场 地条 件的 数 据采集 一般 场 地条 件的 数据 采集 应符合 以下 要求：a）定 点测 量模 式下，在 以测点 为中 心，2 倍 天线 半径范 围内 的地 形相 对平 缓；b）2 倍天 线半 径内 没有 高于天 线的 金属 物体；c）5 m 高 度内 无强 烈的 电磁噪 声源 或悬 空金 属线 缆。7.2.4 城区 场地条 件的 数 据采集 时，天 线中 心与街 道隔离 栏、路 边立 柱、建 筑物边 缘等物 体距 离应大于 2 倍 天线 半径。7.2.5 若 测点 偏离 设计 点 位，测 点在 测线 方向 偏离 距离应 小 于 1/2 测点 距，垂直测 线方 向偏 移应 小于1/5 线 距。7.3 地下 作业 数据 采集 7.3.1 选 用直 径30 cm 的地下 空间 专用 探测 天线。7.3.2 一 般应 采用 常规 超 前探测 模式，特 殊情 况下 可采用 扇形 超前 探测 模式。7.3.3 测 点设 置要 求 测量设 置应 符合 以下 要求：a）与 地下 空间 边缘 的距 离2 倍天 线半 径；b）后方 1 m 空 间内 没有 工具、线缆、管 道、台架 等施工 设备；c）距 支护 柱、帷幕 墙以 及废渣 等干 扰源 的距 离应 2 m。7.3.4 天 线布 置要 求 天线布 置应 符合 以下 要求：a）常 规超 前探 测模 式下，天线 应与 探测 面接 触耦 合；b）场 地条 件受 限时，天 线平面 至测 点的 距离 应不 大于天 线半 径；c）采 用扇 形超 前探 测模 式进行 数据 采集 时，天线 平面 与 后方 结构 面的 距离 应2 m。7.4 水面 作业 数据 采集 7.4.1 工 作前，确 保瞬 变 电磁仪、导 航定 位仪 与水 深测深 仪时 钟同 步，同步 精度1 s。7.4.2 动 态测 量模 式记 录 点的点 距按 式（2）计算：DB43/T 2955 2024 5 f n V L/（2）式中：V 拖曳 船作 业时 的速度（单 位：m/s）；n 测 量时 叠加 次 数；f 发射 基频（单 位：Hz）。7.4.3 航 速根 据探 测目 标 体的规 模设 计，至少 有3 个记录 点控 制目 标体 的二 次场响 应。7.4.4 动 态测 量模 式拖 曳 船偏离 测线 的水 平距 离应 5 m，并 实时 记录 航迹。7.4.5 拖 曳作 业水 域浪 高 0.5 m，拖曳 天线 纵横 摇 10。7.4.6 拖 曳天 线与 拖曳 船 距离应 10 m，拖体 吃水 深度应 为（2030）cm。7.5 数据 质量 评价 7.5.1 数 据质 量检 查点 在 测区均 匀分 布，异常 与可 疑地段 应重 点检 查，水上 拖曳作 业应 分段 检查。7.5.2 质 量检 查工 作量 不 少于工 作总 量 的3。7.5.3 数 据质 量评 价标 准 数据质 量评 价 标 准如 下：a）检 查点 原始 观测 与检 查观测 的二 次场 衰减 曲线 形态一 致；b）测区 的数 据质量 按均 方相对 误差评 价，地面和 地下作 业的均 方相 对误差 5，水面 作业的 均方相对 误差 7，按式（3）计 算：21)()()(21 nii ji j i jjt Ut U t UnM（3）式中：)(i jt U 原始 观测 第 j 点第 i 时间 道的 二次 场值；)(i jt U 检查 观测 第 j 点第 i 时间 道的 二次 场值；)(i jt U)(i jt U 与)(i jt U 的算术 平均 值；n 参 加统 计 计算的 时间 道数。明显的 畸变 数据 不参 与统 计计算。8 数 据处 理方 法 8.1 数据 预处 理 8.1.1 根 据发 送电 流归 一 化二次 场数 据。8.1.2 根据 DB 43/T 2151-2021 的3.6 条款 拾取 关 断时间。8.1.3 删除 二次场 畸变 值，根据 探测目 标体 规模确 定光滑 程度，目标 体规模 较大时 应选择 相对 较大的光滑系 数，目标 体相 对较 小时应 选择 较小 的光 滑系 数。8.2 反演 8.2.1 应 按照 从一 维、二 维到三 维的 顺序 开展 反演。8.2.2 应先 在已知 目标 体 的测点 开展反 演，优选反 演方法，确定 反演 参数，再对所 有测点 开展 电阻率反演成 像。DB43/T 2955 2024 6 9 定 性分 析与 定量 解释 9.1 定性 分析 9.1.1 根据 物性测 试结 果 和现场 试验剖 面测 试定性 分析目 标体电 阻率 特征，城市地 下病害 体探 测详见JGJ/T 437-2018 规 定。9.1.2 根据 掌握的 目标 体 结构特 征构建 电性 模型，并正演 计算其 二次 场响应，定性 分析其 异常 响应特征。9.1.3 根 据实 测的 单点 曲 线以及 多测 道曲 线，定性 分析目 标体 异常 特征。9.2 定量 解释 9.2.1 根 据已 知地 质资 料、物性 特征 以及 反演 结果 等，总 结资 料解 释的 原则。9.2.2 从 一维、二 维到 三 维定量 解释 目标 体的 深度、规模 以及 产状。10 成果 成果应 包括 但不 限于 以下 内容：a）点 位、线位、航 迹以 及检查 点（段）等实 际工 作材料 图；b）多 测道 曲线 图；c）反 演电 阻率 成果 图；d）定 量解 释成 果图；e）成 果报 告，报告 内容 详见 DZ/T 0187-2016 和JGJ/T 437-2018 规定。