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矿井瞬变电磁法是在井下巷道有限空间内进行的一种常用矿井地下水勘探方法。近几年,矿井瞬变电磁法获得了广泛应用,给我国带来了巨大地经济和社会效益。但在井下复杂地质条件下,瞬变电磁探测结果受巷道空间的影响。在理论方面,缺乏巷道空间对瞬变电磁场全空间分布规律影响特征的相关研究,没有有效的方法来消除巷道空间对探测结果的影响以及巷道内铁轨和工字钢产生噪声,本文采用三维有限元法对巷道空间影响特征进行数值模拟。本文研究内容如下: (1)编写三维有限元数值模拟程序。根据三维有限元分析法原理,编写用于求解瞬变电磁场分布的数值模拟程序,并通过均匀半空间和均匀全空间模型验证程序可靠性; (2)研究均匀全空间瞬变电场和磁场的分布规律以及巷道空间对瞬变电磁场分布的影响特征。采用编写的三维有限元数值模拟程序,对均匀全空间以及巷道空间进行数值模拟,根据模拟结果,得出均匀全空间和巷道空间下的瞬变电磁场分布规律。 (3)给出消除巷道空间对探测结果影响的数据处理方法。根据信号之间的相关性,利用晚期数据,采用后向线性预测滤波方法来求解早期受巷道影响的数据,通过这种预测来消除巷道的影响; (4)分析矿井瞬变电磁探测过程中的噪声来源,采用物理实验方法模拟铁轨和工字钢响应特征,并探讨噪声消除方法; (5)将数据处理方法应用于矿井瞬变电磁工程探测。在地质状况已知的区域采集数据,采用该数据处理方法对探测数据进行处理,将处理后的数据进行反演,验证数据处理方法的有效性。