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摘要
瞬变电磁法是矿井巷道和隧道超前探测最常用和有效的方法之一，常规方法采用多匝方形回线源，存在易受干扰和双向探测等问题。双回线方法采用8字形回线源，在解决以上问题等方面有优势。首先，基于场的叠加原理构建了双回线初始场源，在常规瞬变电磁三维有限差分正演算法基础上建立了双回线瞬变电磁三维正演方法。通过与数字滤波解的对比，验证了算法的可靠性。然后，建立了全空间均匀介质模型、全空间含低阻层模型和全空间含低阻三维块体模型，分别进行了双回线方法和常规方法的正演计算和对比。结果表明：双回线方法在围岩和低阻体中感应产生双涡旋电流场；双回线方法观测值（磁感应强度随时间变化率）的水平分量相对强于垂直分量，且更均匀，所以观测水平分量更有优势，但弱于常规方法，强度相差在两个数量级以内；异常体位于双回线上方和下方时观测值的水平分量方向相反，具有全空间可分性，但曲线形态比常规方法复杂，存在变号现象。最后，对变号的原因和与异常体的关系进行了探讨，发现变号现象是低阻体涡旋电流场和围岩涡旋电流场共同作用的结果，根据变号信息可以估计异常体的位置和尺寸。双回线方法可以作为常规方法的有效补充，提高瞬变电磁法全空间探测精度。
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单位中煤科工集团重庆研究院有限公司; 华北科技学院
