本发明专利技术涉及一种电法探测方法与装置，属于地球物理勘探技术领域，具体涉及一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法与装置。本发明专利技术在回采工作面的一侧巷道布设聚焦供电电极，聚焦直流电传播过程中，强迫测量电流向工作面方向流动，在工作面中建立稳定的直流电场，可以有效提升采集信号幅值。采集的电位差信号中包含工作面低电阻率异常地质体的信息，对测线整体数据进行处理与分析，能实现对目标体的探测，视电阻率曲线能对真实地层情况有良好的反映。本发明专利技术提出的聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法与装置，采集信号强，透视距离远，可实现现代化采煤工作面水害隐患的有效探测，提高探测准确率。高探测准确率。高探测准确率。
【技术实现步骤摘要】
一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法与装置
[0001]本专利技术涉及一种电法探测方法与装置，属于地球物理勘探
，具体涉及一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法与装置。
技术介绍
[0002]煤炭是我国的主体能源，但长期以来，煤炭开采伴随着严重的水害事故威胁，因此对回采工作面的水害预测预报是一项与安全生产紧密相关的重要工作。与背景地层相比，矿井水害电阻率通常表现为低电阻率，因此在实际生产中常用对低阻体敏感的电法类技术进行水害探测。
[0003]目前主要的回采工作面水害探测方法主要有瞬变电磁法和直流电法。而按照施工地点不同又可分为地面瞬变电磁、矿井瞬变电磁和地面高分辨电法、音频电透视法。其中地面瞬变电磁由于距离工作面较远，因此探测精度和分辨率都会受到影响。而矿井瞬变电磁法由于在狭窄的矿井巷道中发射线框较小，趋肤效应影响严重，探测距离受到严重制约。地面高分辨电法供电电极和测量电极均位于地表，基于测量得到的电位差信息反算地下电阻率分布情况，也存在探测精度和分辨率不足的问题。矿井直流电法施工环境为矿井巷道，供电电极和测量电极均位于井下巷道中，依靠测量电极记录的电势大小来计算和推断含水体特征。相较地面高分辨电法，矿井直流电法勘探更靠近异常体，对水害的探测效果较好，在宽度不超过200m的回采工作面水害探测中发挥重要作用。但随着能源结构的优化和采煤工艺的提升，宽度达300m及以上的工作面逐渐成为新建矿井的发展方向，而受煤矿防爆等条件影响，煤矿井下的电法仪器发射功率有限，致使在宽度超过200m的工作面应用中，采集信号很弱，很容易淹没在背景噪音中，给信号处理和解释带来很大困扰，严重制约探测精度，音频电透视的探测能力不足凸显。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法与装置，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。
[0005]为实现以上目标本专利技术所采用的技术方案是，
[0006]一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法，包括：
[0007]在工作面的一侧巷道等距离布置若干个供电电极，通过所述供电电极向地层供入直流电；
[0008]在工作面另一侧巷道内沿巷道延伸方向平行布设两条接收测线，在巷道延伸方向上设置若干个不同测点，依次测量位于各测点处的两条测线上的电位差；
[0009]基于所述电位差判断采煤工作面低阻异常体情况。
[0010]优选的，上述的一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法，包括：所述若干个供电电极与供电电极G相连。
[0011]优选的，上述的一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法，基于所述电位差
计算同性电极供入相同电流时聚焦合成的视电阻率，基于所述视电阻率计判断采煤工作面低阻异常体情况。
[0012]优选的，上述的一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法，基于下式计算电极聚焦装置视电阻率公式中装置系数：
[0013][0014]式中，i为供电电极编号；A
i
MN为供电电极A
i
到接收电极MN中心的距离；为A
i
供电MN接收时的电势差；为A
i
供电MN接收时的装置系数；为A
i
供电MN接收时的视电阻率。
[0015]优选的，上述的一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法，基于下式计算各测点处的总电位差叠加：
[0016][0017]式中，i为供电电极编号；为A
i
供电MN接收时的电势差。
[0018]优选的，上述的一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法，基于下式计算所述视电阻率：
[0019][0020]式中，i为供电电极编号；为A
i
供电MN接收时的装置系数；为A
i
供电MN接收时的视电阻率；为I个电极聚焦供电合成的视电阻率。
[0021]一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测装置，包括：
[0022]供电电极，设置于工作面的一侧巷道且等距离布置，用于向地层供入直流电；
[0023]至少两条测线，在工作面另一侧巷道内沿巷道延伸方向平行布设，且在巷道延伸方向上设置若干个不同测点；
[0024]一测量单元，用于依次测量位于各测点处的两条测线上的电位差，且基于所述电位差判断采煤工作面低阻异常体情况。
[0025]优选的，上述的一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测装置，所述若干个供电电极与供电电极G相连。
[0026]优选的，上述的一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测装置，所述测量单元基于所述电位差计算同性电极供入相同电流时聚焦合成的视电阻率，基于所述视电阻率计判断采煤工作面低阻异常体情况。
[0027]优选的，上述的一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测装置，所述测量单元基于下式计算电极聚焦装置视电阻率公式中装置系数：
[0028][0029]式中，i为供电电极编号；A
i
MN为供电电极A
i
到接收电极MN中心的距离；为A
i
供电MN接收时的电势差；为A
i
供电MN接收时的装置系数；为A
i
供电MN接收时的视电阻率。
[0030]本专利技术的有益效果是：
[0031]本专利技术在回采工作面的一侧巷道布设聚焦供电电极，聚焦直流电传播过程中，强迫测量电流向工作面方向流动，在工作面中建立稳定的直流电场，可以有效提升采集信号幅值。采集的电位差信号中包含工作面低电阻率异常地质体的信息，对测线整体数据进行处理与分析，能实现对目标体的探测，视电阻率曲线能对真实地层情况有良好的反映。本专利技术提出的聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法与装置，采集信号强，透视距离远，可实现现代化采煤工作面水害隐患的有效探测，提高探测准确率。
附图说明
[0032]并入本文并形成说明书的一部分的附图例示了本专利技术的实施例，并且附图与说明书一起进一步用于解释本专利技术的原理以及使得所属领域技术人员能够制作和使用本公开。
[0033]图1例示了本专利技术实施例中的一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法与装置；
[0034]图2例示了本专利技术实施例中对比例的不含异常体时背景响应曲线图；
[0035]图3例示了本专利技术在均匀地层时与音频电透视测量响应曲线对比示意图；
[0036]图4例示了本专利技术实施例有低阻异常体和无低阻异常体时测量响应曲线对比示意图；
[0037]图5例示了本专利技术实施例9极聚焦供电时有低阻异常体时的视电阻率曲线图；
[0038]将参照附图描述本专利技术的实施例。
具体实施方式
[0039]本专利技术的目的是提供一种聚焦直流电回采工作面水害探测方法与装置，可实现测量信号幅值的有效提升，对工作面水害隐患的有效探测。本专利技术采用多路聚焦发射的电极布置方式，发射电极在工作面一侧巷道等距布置，接收电极在工作面另一侧巷道本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法，其特征在于，包括：在工作面的一侧巷道等距离布置若干个供电电极，通过所述供电电极向地层供入直流电；在工作面另一侧巷道内沿巷道延伸方向平行布设两条接收测线，在巷道延伸方向上设置若干个不同测点，依次测量位于各测点处的两条测线上的电位差；基于所述电位差判断采煤工作面低阻异常体情况。2.根据权利要求1所述的一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法，其特征在于，包括：所述若干个供电电极与供电电极G相连。3.根据权利要求1所述的一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法，其特征在于，基于所述电位差计算同性电极供入相同电流时聚焦合成的视电阻率，基于所述视电阻率计判断采煤工作面低阻异常体情况。4.根据权利要求3所述的一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法，其特征在于，基于下式计算电极聚焦装置视电阻率公式中装置系数：式中，i为供电电极编号；A
i
MN为供电电极A
i
到接收电极MN中心的距离；为A
i
供电MN接收时的电势差；为A
i
供电MN接收时的装置系数；为A
i
供电MN接收时的视电阻率。5.根据权利要求4所述的一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法，其特征在于，基于下式计算各测点处的总电位差叠加：式中，i为供电电极编号；为A
i
供电MN接收时的电势差。6.根据权利要求5所述的一种聚焦直流电矿井回采工作面水害探测方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宇腾，范涛，赵佳佳，刘磊，蒋必辞，吴正飞，田小超，房哲，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。