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基于露天开采地下盲空区探地雷达正演模拟及应用

杨道学; 赵奎; 曾鹏; 李瑞雪; 王晓军; 钟文; 龔囱 岩石力学与工程学报 2019年第11期

摘要:金属矿山露天开采过程中经常遇到地下不明空区导致的安全隐患,探地雷达(ground penetrating radar,GPR)是探测不明空区主要的手段之一。针对GPR探测空区类型解译过程中容易出现误判和漏判现象,首先推导基于卷积完全匹配层的交替方向隐式时域有限差分算法(convolutional perfect matching layer-alternating direction implicit finite difference time domain,CPML-ADI-FDTD)的探地雷达正演公式及编写相关程序,进行ADI-FDTD算法与时域有限差分(finite difference time domain,FDTD)算法数值稳定性模拟实验,结果表明:ADI-FDTD算法可以突破传统FDTD算法时间尺度限制,提高了探地雷达正演效率。由此,建立三心拱巷道及其交叉巷道的正演模拟,通过频谱、功率谱及其瞬时相位对巷道充水情况、巷道汇合情况进行分析并得到相关的解译准则,最终进行了工程实例的推断和解译,钻探结果表明探地雷达探测解译结果与实际状况基本完全相吻合。

关键词:采矿工程盲空区探地雷达正演模拟交替方向隐式时域有限差分

单位:江西理工大学资源与环境工程学院; 江西赣州341000; 江西理工大学江西省矿业工程重点实验室; 江西赣州341000

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