为了实现天然源单分量大地电磁技术对水文地质条件的精细探测，系统分析了大地电磁信号采集和处理中存在的问题，研究了地下富水区在大地电磁波上的响应特征；根据大地电磁测深理论和层次分析法，建立了富水性指数模型；在大量实验数据的基础上，拟合波形和岩性的对应关系，从波形上分维提取岩层的介电常数、弹脆性、密度、空隙率等物性信息，按有利于岩层富水的原则赋值和归一化处理，纳入富水性指数模型进行多维度耦合计算，可得到相应深度的富水性指数值。富水性指数包含了丰富的岩层物性信息，增强了富水区在大地电磁波上的响应幅度，减小了天然场源强度变化对信号采集和识别的影响。根据富水性指数模型，利用现代计算机及通信技术，设计了双层阵列扫频式平行板电容传感器和大地电磁探水仪，并开发出了相应的数据处理程序，探测深度分辨率可达0.1 m，能够从庞杂的电磁信号中自动辨识来自深部的微弱信号，实现从时变性场源中采集信号并计算出相对稳定的富水性指数。经现场试验，仪器可清楚划分含水层和隔水层，识别富水区和微小导水通道。该技术在矿井水害防治、废弃采空区修复治理、注浆堵水、深部水文地质条件探测等工程中具有广阔的应用前景。

国家自然科学基金项目(42027801)；内蒙古自治区科技重大专项项目(2020ZD0020)；

1 天然源单分量大地电磁技术
1.1 技术现状及存在问题
1.2 MaxwⅡ型探水仪基本原理
1.2.1 单分量大地电磁波的特征
1.2.2 仪器基本原理
2 数据采集及处理系统设计
2.1 数据采集
2.2 傅里叶级数对波形数据的拟合
2.3 岩层物性分维值计算
2.4 富水性指数模型与计算
2.5 数据处理
3 试验区水文地质条件分析
3.1 底板含水层突水危险性分析
3.2 工作面底板加固设计与施工
3.2.1 注浆层位
3.2.2 钻孔布设和注浆
3.2.3 注浆加固效果
4 探测工程试验
4.1 深度校正
4.2 探测施工与资料处理
4.3 钻探验证与处理
5 结论

李沛涛,武强,李卓融,李文雨,谢建,王玉喜.大地电磁单分量精准处理技术与深部致灾水体探测[J].煤田地质与勘探,2022,50(12):142-151.