基于強(qiáng)干擾區(qū)電磁法勘探抗干擾措施及效果探討

黃昌慶

（中國冶金地質(zhì)總局第三地質(zhì)勘查院,山西 太原 030000）

在采用危機(jī)礦山電（磁）方法的有效性進(jìn)行比對項(xiàng)目中，得知現(xiàn)階段某些礦區(qū)經(jīng)濟(jì)區(qū)已基本形成，且呈現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展，而在此背景下，會使采用電磁法進(jìn)行勘探面臨廣且強(qiáng)的電磁干擾。針對電磁干擾源來講，其多與礦產(chǎn)的選礦、開采、冶煉及運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)。在此些環(huán)節(jié)當(dāng)中，處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的管道、車輛、設(shè)備、機(jī)械以及儀器等，均或不同程度的干擾到電磁法勘探。既往實(shí)踐得知，在野外采集數(shù)據(jù)時，采用常規(guī)的電磁法進(jìn)行采集，如果處于強(qiáng)干擾條件下，往往難以獲得理想效果，因此，需要積極找尋與創(chuàng)新新的電磁法抗干擾方法，本文就強(qiáng)干擾區(qū)電磁法勘探抗干擾措施及效果作一探討[1]。

1 抗干擾措施及效果分析

（1）停電測量。需要指出的是，針對礦區(qū)各類型設(shè)備而言，其用電量早整個礦區(qū)總用電量中占有較大比重，所以，如果條件允許，可與礦山相關(guān)單位之間保持緊密配合。針對礦山來講，如果對主要運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行斷電處理，會直接影響產(chǎn)量，且停電之后，會造成通風(fēng)設(shè)備停運(yùn)，這對于井下通風(fēng)會造成不利影響。所以，如果礦山停電的規(guī)模較大或時間較長，會直接且較大程度影響到礦山企業(yè)，不利于停電測量工作的開展。因此，在晚上有較少人為干擾的時段，或是尋找礦山停工時段進(jìn)行測量作業(yè)，能夠較好的規(guī)避干擾。

（2）用50Hz陷波器。針對CSAMT、AMT等方法，在采集數(shù)據(jù)時，需要在時間域內(nèi)完成，且工頻還會對其造成較大影響，所采用的儀器大部分在硬件中運(yùn)用了50Hz陷波器，知識各個儀器有著差異性的諧波級數(shù)。由相關(guān)實(shí)踐結(jié)果得知，陷波的結(jié)果無法將工頻干擾消除掉，所以，在所使用的相關(guān)數(shù)據(jù)處理軟件中，需實(shí)施針對性的濾波處理。之所以會出現(xiàn)不佳的陷波效果，主要因?yàn)楝F(xiàn)階段的儀器陷波多以奇次諧波、工頻為對象，有著比較少的級次，針對那些高次諧波、工頻偶次諧波，則并未能消除。

（3）雙極性同步采樣方式。TEM方法因自身結(jié)構(gòu)原理、獨(dú)特的數(shù)據(jù)采集方式等因素影響，對工頻干擾在抑制作用方面比較強(qiáng)。針對TEM的儀器來講，其多選用的是雙極性同步采樣方式，可以對工頻及其諧波干擾形成有效抑制。對于取樣積分器而言，引起擁有與梳齒濾波器相類似的特征，各齒均為典型的一帶通濾波器。因所輸入的是50Hz/n信號頻率，這便造成各齒中心位置都處在50Hz及其諧波處，但是，需要指出的是，針對工頻及其諧波成分來講，在正負(fù)半周期中，每個對應(yīng)梳齒有著相反的符號，當(dāng)將其累加后，便被抵消掉，因此能夠?qū)ゎl干擾形成有效抑制。基于理論層面而言，若發(fā)射頻率同步于發(fā)射頻率，可將工頻干擾全部消除掉。

（4）用大功率儀器。針對人工源電磁方法而言，如CSAMT、TEM等，可以設(shè)置專門的大功率儀器，通過將發(fā)射功率加大的方式，來實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)信號質(zhì)量的目的，以此來最大程度提升信噪比。而對于TEM而言，可將發(fā)射磁矩增大，以此種方式來實(shí)現(xiàn)信號強(qiáng)度的增加，從根本上來講，可就是運(yùn)用大功率發(fā)射機(jī)，以此來實(shí)現(xiàn)發(fā)射電流的增大。而針對CSAMT方法而言，同樣可以借助于增加發(fā)射電流的方式，來增強(qiáng)信號。

（5）增加疊加次數(shù)與重復(fù)觀測來提升信噪比。針對TEM方法來講，通過適當(dāng)?shù)脑黾盈B加次數(shù)，以此種方式來對干擾施加有效壓制，達(dá)到提升信噪比的目的。累加信號乃是提升瞬變電磁系統(tǒng)信噪比的核心且基礎(chǔ)檢測手段，同時還是將多次周期的取樣信號逐漸累加的重要方式，因而能最終將其保持下去，最后計算其平均值，然后輸出。經(jīng)N次取樣且不斷累積后，便能得到被的信噪比改善。但需要指出的是，如果有著比較低的干擾信號頻率，那么在若干累加的過程中，干擾電平符號并為發(fā)生改變，此時，針對輸出信噪比而言，其并不會得到改善。針對此種干擾信號，需采取雙極性發(fā)射波來實(shí)施有效抑制。

需要指出的是，針對電磁干擾來講，其與正態(tài)分布并不相符，所以，針對多次讀數(shù)所得到的平均值而言，需提高其精度。

（6）逐點(diǎn)噪聲監(jiān)測的測量方式。針對諸如CSAMT、TEM等人工源方法而言，采取各測點(diǎn)對噪聲的測量方式進(jìn)行記錄。借助于各點(diǎn)對噪聲情況進(jìn)行記錄，其一，可通過對噪聲的采集，來完成信噪比的計算，觀察數(shù)據(jù)合格與否，查看采集參數(shù)合適與否，能否對干擾形成有效壓制。其二，能夠?yàn)榇擞^測點(diǎn)今后數(shù)據(jù)處理提供依據(jù)與參考。

（7）建立參考站。針對AMT方法，可構(gòu)建參考站，用參考站所提供的數(shù)據(jù)，開展相關(guān)分析，將干擾剔除掉。此外，運(yùn)用參考站方法，多用的是參考站信號相關(guān)于測點(diǎn)的信號，而測點(diǎn)噪聲與噪聲不相關(guān)的基本特點(diǎn)，開展相關(guān)分析，以此來將那些有用信號檢測出來的目的。而針對參考站法而言，其就是距離觀測點(diǎn)一定位置，設(shè)置參考點(diǎn)，促使其觀測方位始終一致于測點(diǎn)的方位。

現(xiàn)階段，在各種商品軟件當(dāng)中，大多擁有利用參考站數(shù)據(jù)的功能配置，但需要指出的時，其應(yīng)用的基礎(chǔ)是認(rèn)為參考站與測點(diǎn)的水平分量磁場處于一種均勻狀態(tài)，且將磁場水平分量當(dāng)作參考信號。另外，在選擇參考信號方面，還可選擇電場信號，而不可同時利用電磁場的分量為參考。在現(xiàn)實(shí)操作當(dāng)中，因金屬礦區(qū)有著比較復(fù)雜且特殊的地電情況，因而使礦區(qū)磁場的分布是伴隨地電情況而實(shí)時改變的。以實(shí)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，試算與處理磁參考道的數(shù)據(jù)。由最終計算結(jié)果得知，基于強(qiáng)干擾區(qū)，僅用電場或磁場的一個分量數(shù)據(jù)當(dāng)作參考道，效果并不佳，若能夠同時利用參考站的電磁分量，并以此為基礎(chǔ)開展相關(guān)分析，可得到較好效果。

（8）補(bǔ)救措施。針對那些有著比較強(qiáng)感染的測點(diǎn)，即便實(shí)施了抗感染措施，但仍難以得到切實(shí)滿足質(zhì)量要求的數(shù)據(jù)。但針對此些數(shù)據(jù)來講，其中的某一頻段或某一時段中，囊括了諸多有用的地下信息，可對此給予充分利用。在野外實(shí)采數(shù)據(jù)時，受多因素影響，原始數(shù)據(jù)在晚期或早期會有比較差的質(zhì)量，且有比較低的信噪比，此些數(shù)據(jù)通常被舍去，難以參與到數(shù)據(jù)處理中來，因而僅有完整的一條衰減曲線，方能將地下介質(zhì)的二次場變化規(guī)律較好、較全面的展示出來，因而可以將此測點(diǎn)下方的地電斷面全面表達(dá)出來。但在此些數(shù)據(jù)當(dāng)中，仍有地下介質(zhì)的一些信息，能夠較好的將地下介質(zhì)某個地段的衰減規(guī)律反映出來。

2 結(jié)論及建議

①在礦區(qū)實(shí)施電磁法勘查，需實(shí)施有目的性、針對性的抗干擾措施，盡管會使施工效率降低，但所得到的數(shù)據(jù)更為真實(shí)、可靠，因而能夠?yàn)楦瞄_展勘查工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。②在礦區(qū)采用TEM法，將干擾時段避開，使用大功率儀器，實(shí)施多重復(fù)、多疊加觀測以及逐點(diǎn)噪聲監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集方式，能夠大幅提升信號質(zhì)量，對干擾施加有效壓制，提高信噪比。③在礦區(qū)采用CSAMT方法，使用大功率儀器，增加發(fā)射電流，采取逐點(diǎn)噪聲監(jiān)測、多重復(fù)觀測的數(shù)據(jù)采集方式。